做硬件工程師就是“王者榮耀”升級(jí)記

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　　(5)差分平衡電平接口：

　　它是用一對(duì)接線端A和B的相對(duì)輸出電壓(uA-uB)來(lái)表示信號(hào)的，一般情況下，這個(gè)差分信號(hào)會(huì)在信號(hào)傳輸時(shí)經(jīng)過一個(gè)復(fù)雜的噪聲環(huán)境，導(dǎo)致兩根線上都產(chǎn)生基本上相同數(shù)量的噪聲，而在接收端將會(huì)把噪聲的能量給抵消掉，因此它能夠?qū)崿F(xiàn)較遠(yuǎn)距離、較高速率的傳輸。工業(yè)上常用的RS-485接口采用的就是差分傳輸方式，它具有很好的抗共模干擾能力。

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　　(6)光隔離接口：

　　光電耦合是以光信號(hào)為媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合和傳遞的，它的“好處”就是能夠?qū)崿F(xiàn)電氣隔離，因此它有出色的抗干擾能力。在電路工作頻率很高的條件下，基本只有高速的光電隔離接口電路才能滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?/p>

　　有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)高電壓和大電流的控制，我們必須設(shè)計(jì)和使用光隔離接口電路來(lái)連接如上所述的這些低電平、小電流的TTL或CMOS電路，因?yàn)楣飧綦x接口的輸入回路和輸出回路之間可以承受幾千伏特的高壓，足以滿足一般的應(yīng)用了。此外，光隔離接口的輸入部分和輸出部分必須分別采用獨(dú)立的電源，否則的話還是有電氣聯(lián)系，也就不叫隔離了。

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　　(7)線圈耦合接口：

　　它的電氣隔離特性好，但是允許的信號(hào)帶寬有限。例如變壓器耦合，它的功率傳輸效率是非常高的，輸出功率基本接近其輸入功率，因此，對(duì)于一個(gè)升壓變壓器來(lái)說(shuō)，它可以有較高的輸出電壓，但是卻只能給出較低的電流。

　　此外，變壓器的高頻和低頻特性并不讓人樂觀，但是它的最大特點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，當(dāng)匹配得當(dāng)時(shí)，負(fù)載可以獲得足夠大的功率，因此，變壓器耦合接口在功率放大電路設(shè)計(jì)中很“吃香”。

　　3 99%的電子工程師會(huì)掉的10個(gè)坑

　　不要以為“永遠(yuǎn)在改bug”的程序猿是最愛“犯錯(cuò)誤”的理工男，電子攻城獅也不例外!關(guān)鍵是很多時(shí)候，工程師并不覺得自己在犯錯(cuò)誤，反而以為自己找到了更好的解決方式而竊喜呢。

　　面對(duì)林林總總的元器件和復(fù)雜的電路圖，工程師們不時(shí)出現(xiàn)的小錯(cuò)誤是難免的，而且說(shuō)不定就從哪次錯(cuò)誤中發(fā)現(xiàn)了“新大陸”，那你就成為科技革命的先驅(qū)了!

　　但是對(duì)于資歷尚淺的新手工程師來(lái)說(shuō)，這些過來(lái)人的經(jīng)驗(yàn)可能會(huì)對(duì)你大有裨益，這些前人趟過的雷你就不要再去踩了，快來(lái)看看這10個(gè)錯(cuò)誤你有沒有犯過?

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　誤區(qū)一、信號(hào)完整性

　　常見錯(cuò)誤1：為保證干凈的電源，去偶電容是多多益善。

　　正解：總的來(lái)說(shuō)，去偶電容越多電源當(dāng)然會(huì)更平穩(wěn)，但太多了也有不利因素：浪費(fèi)成本、布線困難、上電沖擊電流太大等。去偶電容的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是要選對(duì)容量并且放對(duì)地方，一般的芯片手冊(cè)都有爭(zhēng)對(duì)去偶電容的設(shè)計(jì)參考，最好按手冊(cè)去做。

　　常見錯(cuò)誤2：既然是數(shù)字信號(hào)，邊沿當(dāng)然是越陡越好。

　　正解：邊沿越陡，其頻譜范圍就越寬，高頻部分的能量就越大;頻率越高的信號(hào)就越容易輻射(如微波電臺(tái)可做成手機(jī)，而長(zhǎng)波電臺(tái)很多國(guó)家都做不出來(lái))，也就越容易干擾別的信號(hào)，而自身在導(dǎo)線上的傳輸質(zhì)量卻變得越差。所以能用低速芯片的盡量使用低速芯片。

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　　誤區(qū)二：系統(tǒng)效率

　　常見錯(cuò)誤1：這么多任務(wù)到底是用中斷還是用查詢呢?還是中斷快些吧。

　　正解：中斷的實(shí)時(shí)性強(qiáng)，但不一定快。如果中斷任務(wù)特別多的話，這個(gè)沒退出來(lái)，后面又接踵而至，一會(huì)兒系統(tǒng)就將崩潰了。如果任務(wù)數(shù)量多但很頻繁的話，CPU的很大精力都用在進(jìn)出中斷的開銷上，系統(tǒng)效率極為低下，如果改用查詢方式反而可極大提高效率，但查詢有時(shí)不能滿足實(shí)時(shí)性要求，所以最好的辦法是在中斷中查詢，即進(jìn)一次中斷就把積累的所有任務(wù)都處理完再退出

　　常見錯(cuò)誤2：這主頻100M的CPU只能處理70%，換200M主頻的就沒事了。

　　正解：系統(tǒng)的處理能力牽涉到多種多樣的因素，在通信業(yè)務(wù)中其瓶頸一般都在存儲(chǔ)器上，CPU再快，外部訪問快不起來(lái)也是徒勞。

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　　誤區(qū)三：可靠性設(shè)計(jì)

　　常見錯(cuò)誤1：這塊單板已小批量生產(chǎn)了，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試沒發(fā)現(xiàn)任何問題，不用再看芯片手冊(cè)了。

　　正解：硬件設(shè)計(jì)和芯片應(yīng)用必須符合相關(guān)規(guī)范，尤其是芯片手冊(cè)中提到的所有參數(shù)(耐壓、I/O電平范圍、電流、時(shí)序、溫度PCB布線、電源質(zhì)量等)必須嚴(yán)格遵循設(shè)定，不能光靠試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。很多公司有不少產(chǎn)品都有過慘痛的教訓(xùn)，產(chǎn)品賣了一兩年，IC廠家換了個(gè)生產(chǎn)線，板子就不轉(zhuǎn)了，原因就是人家的芯片參數(shù)發(fā)生了點(diǎn)變化，但并沒有超出手冊(cè)的范圍。如果你以手冊(cè)為準(zhǔn)，那他怎么變化都不怕，如果參數(shù)變得超出手冊(cè)范圍了還可找他索賠(假如這時(shí)你的板子還能轉(zhuǎn)，那你的可靠性就更牛了)。

　　常見錯(cuò)誤2：這板子壞的原因是對(duì)端的板子出問題了，也不是我的責(zé)任。

　　正解：對(duì)于各種對(duì)外的硬件接口應(yīng)有足夠的兼容性，不能因?yàn)閷?duì)方信號(hào)不正常，你就徹底罷工了。它不正常只應(yīng)影響到與其有關(guān)的那部分功能，而其它功能應(yīng)能正常工作，不應(yīng)徹底罷工，甚至永久損壞，而且一旦接口恢復(fù)，你也應(yīng)立即恢復(fù)正常。

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　　誤區(qū)四：低功耗設(shè)計(jì)

　　常見錯(cuò)誤1：這些總線信號(hào)都用電阻拉一下，感覺放心些。

　　正解：信號(hào)需要上下拉的原因很多，但也不是個(gè)個(gè)都要拉。上下拉電阻拉一個(gè)單純的輸入信號(hào)，電流也就幾十微安以下，但拉一個(gè)被驅(qū)動(dòng)了的信號(hào)，其電流將達(dá)毫安級(jí)，現(xiàn)在的系統(tǒng)常常是地址數(shù)據(jù)各32位，可能還有244/245隔離后的總線及其它信號(hào)，都上拉的話，幾瓦的功耗就耗在這些電阻上了(不要用8毛錢一度電的觀念來(lái)對(duì)待這幾瓦的功耗，原因往下看)。

　　常見錯(cuò)誤2：這些小芯片的功耗都很低，不用考慮。

　　正解：對(duì)于內(nèi)部不太復(fù)雜的芯片功耗是很難確定的，它主要由引腳上的電流確定，一個(gè)ABT16244，沒有負(fù)載的話耗電大概不到1毫安，但它的指標(biāo)是每個(gè)腳可驅(qū)動(dòng)60毫安的負(fù)載(如匹配幾十歐姆的電阻)，即滿負(fù)荷的功耗最大可達(dá)60*16=960mA，當(dāng)然只是電源電流這么大，熱量都落到負(fù)載身上了。

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　　誤區(qū)五：成本節(jié)約

　　常見錯(cuò)誤1：這板子的PCB設(shè)計(jì)要求不高，就用細(xì)一點(diǎn)的線，自動(dòng)布吧。

　　正解：自動(dòng)布線必然要占用更大的PCB面積，同時(shí)產(chǎn)生比手動(dòng)布線多好多倍的過孔，在批量很大的產(chǎn)品中，PCB廠家在定價(jià)方面，線寬、過孔數(shù)量是重要的考量因素，它們分別影響到PCB的成品率和鉆頭的消耗數(shù)量，此外PCB板的面積也是影響價(jià)格的一方面。所以自動(dòng)布線勢(shì)必會(huì)增加線路板的生產(chǎn)成本。

　　常見錯(cuò)誤2：程序只要穩(wěn)定就可以了，代碼長(zhǎng)一點(diǎn)、效率低一點(diǎn)不是關(guān)鍵。

　　正解：CPU的速度和存儲(chǔ)器的空間都是用錢買來(lái)的，如果寫代碼時(shí)多花幾天時(shí)間提高一下程序效率，那么從降低CPU主頻和減少存儲(chǔ)器容量所節(jié)約的成本絕對(duì)是劃算的。CPLD/FPGA設(shè)計(jì)也類似。

　　幼苗

　　“干貨”滿滿的文章啃起來(lái)是有點(diǎn)費(fèi)勁，不過條條都是“良藥”，每天從工作上或者別的地方，又或是膩害的EDA365上汲取一些能量，每天離“榮耀王者”近一點(diǎn)，終將會(huì)成功的，不是嗎?堅(jiān)持!加油!fighting!