硬件模塊設(shè)計(jì)思想

硬件模塊設(shè)計(jì)，顧名思義就是將各個(gè)不同的功能做成獨(dú)立的模塊。然后將各個(gè)模塊組合成不同的產(chǎn)品。

對(duì)于一個(gè)公司硬件模塊化設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)之初，調(diào)試，到樣機(jī)及產(chǎn)品生產(chǎn)的過程應(yīng)該是這樣：

1.　　　　 了解產(chǎn)品需求

2.　　　　 根據(jù)需求，選擇合適的處理器

3.　　　　 根據(jù)處理器構(gòu)架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.　　　　 設(shè)計(jì)處理器的最小系統(tǒng)圖，包括電源，晶振，不使用需要簡(jiǎn)單處理的引腳處理，將需要使用的引腳引出。

5.　　　　 選擇和合適的成熟模塊連接。

6.　　　　 與各個(gè)模塊共同搭建一個(gè)開發(fā)平臺(tái)。

7.　　　　 開發(fā)程序，調(diào)試。

8.　　　　 軟件調(diào)試完畢，硬件功能完好。開始針對(duì)產(chǎn)品要求的體積，外形等進(jìn)行修改，重新構(gòu)建繪制原理圖，pcb

9.　　　　 將程序下載到新的pcb中，進(jìn)行必要的修改后，可以進(jìn)行試驗(yàn)

10.　　 試驗(yàn)后根據(jù)情況再次進(jìn)行修改。

11.　　 再次試驗(yàn)。

12.　　 沒有問題后進(jìn)行生產(chǎn)。

如果是單純的生產(chǎn)一款產(chǎn)品，那么對(duì)于上述的4，5，6來講沒有必要這樣做，這里的硬件模塊化是針對(duì)公司的一個(gè)系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行構(gòu)思的。

對(duì)于一個(gè)系列的產(chǎn)品，產(chǎn)品的功能有很多相似之處，往往高級(jí)的產(chǎn)品會(huì)比低級(jí)的產(chǎn)品多些功能，這樣的話，這一系列的產(chǎn)品的有很多模塊就是這一系列產(chǎn)品的特征，必須具有的，就像電話，一般都會(huì)具有接聽，打出電話，發(fā)送，接收短消息這兩個(gè)基本特征。但是這并不是說低級(jí)的產(chǎn)品是高級(jí)產(chǎn)品的子集，低級(jí)的產(chǎn)品功能有些也是高級(jí)產(chǎn)品所沒有的。

為什么機(jī)械產(chǎn)品和電子器件的生產(chǎn)和使用及更換，在現(xiàn)在看來都很方便呢？很重要的一個(gè)問題就是大家在制作的時(shí)候都會(huì)遵循一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)。汽車出現(xiàn)了問題，我們不會(huì)重新將汽車生產(chǎn)一次，而是更換零件；汽車的升級(jí)換代，不是重新研發(fā)，而是現(xiàn)有基礎(chǔ)上的改進(jìn)和提高；即使是革命性的變化也不會(huì)將現(xiàn)有和以前的東西完全拋棄。

同樣的道理一個(gè)板子上的芯片壞了，不是要換掉整個(gè)板子，而是將芯片換掉。

那么對(duì)于系列產(chǎn)品的開發(fā)，怎樣才能方便的進(jìn)行新產(chǎn)品初期的設(shè)計(jì)，調(diào)試，老產(chǎn)品的功能升級(jí)設(shè)計(jì)和調(diào)設(shè)呢？
 
待續(xù)。大家可以留言補(bǔ)充
我們接著上篇提出的問題繼續(xù)討論.
 
　　　 現(xiàn)在大家對(duì)軟件的模塊設(shè)計(jì)很熟悉 ,就是將軟件的功能細(xì)分,然后做成一個(gè)獨(dú)立的模塊,不管用在哪里,只要告訴使用者接口和功能,就能很方便的使用.如果需要對(duì)函數(shù)進(jìn)行變動(dòng)的話也很簡(jiǎn)單,直接對(duì)函數(shù)本身做改動(dòng)就可以了,只要接口和功能沒有變化,而不會(huì)對(duì)函數(shù)的調(diào)用者有任何影響.即使對(duì)函數(shù)的接口有小的變化,如果能在開始設(shè)計(jì)的時(shí)候能預(yù)留的設(shè)計(jì),那么也對(duì)整個(gè)函數(shù)的使用都不會(huì)產(chǎn)生很大的影響.
　　　
　　　 對(duì)于同系列產(chǎn)品的硬件設(shè)計(jì)而言,變化的莫過于兩個(gè)方面,功能模塊 主cpu.
　　　1 功能模塊的變化包括:功能模塊的增加或者減少,功能模塊自身的修改
　　　2 由于不同的考慮在實(shí)現(xiàn)同樣功能的前提下進(jìn)行主cpu的更替.
 
　　　 對(duì)于各種功能集成在一起的硬件設(shè)計(jì)來說,這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致板子的原理圖和pcb的重新繪制,對(duì)于沒有改變的模塊部分都要重新繪制pcb,對(duì)于修改的部分也不能依靠原來的硬件進(jìn)行驗(yàn)證,這樣導(dǎo)致了資源和時(shí)間的浪費(fèi),為什么這樣說?
 
　　　 對(duì)于同樣功能的模塊,沒有重復(fù)利用,浪費(fèi)了資源;對(duì)于同樣功能的模塊還需要花費(fèi)重復(fù)繪制pcb是時(shí)間的浪費(fèi);更嚴(yán)重的時(shí)間浪費(fèi)是不能利用現(xiàn)有的模塊和資源對(duì)改變的部分進(jìn)行較快的前期驗(yàn)證.舉個(gè)例子,假設(shè)一個(gè)板子的功能由A+B+C+D+E組成,如果需要改變A,將A改成F,對(duì)于模塊集成的設(shè)計(jì)方法來說,就要將重新繪制將原來的板子改成B+C+D+E+F,然后做成試驗(yàn)板,然后進(jìn)行功能驗(yàn)證和調(diào)試,;如果我們能只是將A換成F,然后F在B+C+D+E資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)試的話就會(huì)減少設(shè)計(jì)的工作量,節(jié)省設(shè)計(jì)的時(shí)間,充分的利用了現(xiàn)有的資源,同時(shí)這種做法非常有利于調(diào)試,因?yàn)閷?duì)于成熟模塊來說,設(shè)計(jì)成熟,經(jīng)過驗(yàn)證,在調(diào)試的時(shí)候可以盡快的排除,找到真正的問題.
 
　　　　對(duì)了,我說清楚一點(diǎn),就是功能集成的意思我是指,將一個(gè)系統(tǒng)各種功能的實(shí)現(xiàn)在一塊或者兩塊pcb板上的那種做法,至少一塊板上存在3,4中模塊的那種.
 
　　　 當(dāng)然,對(duì)于硬件設(shè)計(jì)來講,如果每一個(gè)模塊都要獨(dú)立設(shè)計(jì),然后再連成一起,這樣也未免太過,系統(tǒng)連接的插頭越多,系統(tǒng)的可靠性就會(huì)越降低.就像電腦中的一級(jí)緩存和速度的關(guān)系,加大的一級(jí)緩存的確可以增加電腦的運(yùn)行速度,但是一級(jí)緩存和速度的關(guān)系并非成正比,到某一個(gè)點(diǎn)上,加多一級(jí)緩存對(duì)速度的提高已經(jīng)沒有什么作用了,反而增加了系統(tǒng)的成本,只有達(dá)到緩存和速度的最佳比例時(shí),才能將性價(jià)比調(diào)到最高.
 
　　　 對(duì)于硬件模塊設(shè)計(jì),我想也是這樣,不一定要把每個(gè)模塊都要獨(dú)立設(shè)計(jì),適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行功能模塊的劃分,將相似的部分劃在一起,這樣減少模塊之間連接,也提高了系統(tǒng)的可靠性,同時(shí)提高的系統(tǒng)的模塊化程度,為重復(fù)利用資源和節(jié)約設(shè)計(jì)周期提供了方便.
 
　　　 盡管模塊化的設(shè)計(jì)有很多好處,我的觀點(diǎn)是,硬件模塊化設(shè)計(jì)的方法,我覺得非常適合產(chǎn)品的研發(fā)階段和模塊很多的產(chǎn)品也適合生產(chǎn)階段.