趟过这20个坑,才敢说自己是搞电的~

嵌入式资讯精选 2022-05-10 11:27

电子工程师指从事各类电子设备和信息系统统研究、教学、产品设计、科技开发、生产和管理等工作的高级工程技术人才。一般分为硬件工程师和软件工程师。


硬件工程师:主要负责电路分析、设计;并以电脑软件为工具进行PCB设计待工厂PCB制作完毕并且焊接好电子元件之后进行测试、调试;

软件工程师:主要负责单片机、DSP、ARM、FPGA等嵌入式程序的编写及调试。FPGA程序有时属硬件工程师工作范畴。

错误一:

这些拉高/拉低的电阻用多大的阻值关系不大就选个整数5K吧

点评市场上不存在5K的阻值最接近的是 4.99K(精度1%)其次是5.1K(精度5%)其成本分别比精度为20%的4.7K高4倍和2倍。20%精度的电阻阻值只有1、1.5、2.2、 3.3、4.7、6.8几个类别(含10的整数倍);类似地20%精度的电容也只有以上几种值如果选了其它的值就必须使用更高的精度成本就翻了几 倍却不能带来任何好处。


错误二:

这部分电路只要要求软件这样设计就不会有问题

点评硬件上很多电气特性直接受软件控制但软件是经常发生意外的程序跑飞了之后无法预料会有什么操作。设计者应确保不论软件做什么样的操作硬件都不应在短时间内发生永久性损坏。

错误三:

这点逻辑用74XX的门电路搭也行但太土还是用CPLD吧显得高档多了

点评74XX的门电路只几毛钱而CPLD至少也得几十块。成本提高了N倍不说还给生产、文档等工作增添数倍的工作。

错误四:

这板子的PCB设计要求不高就用细一点的线自动布吧

点评自动布线必然要占用更大的PCB面积同时产生比手动布线多好多倍的过孔在批量很大的产品中PCB厂家降价所考虑的因素除了商务因素外就是线宽和过孔数量它们分别影响到PCB的成品率和钻头的消耗数量节约了供应商的成本也就给降价找到了理由。

错误五:

我们这系统是220V供电就不用在乎功耗问题了

点评低功耗设计并不仅仅是为了省电更多的好处在于降低了电源模块及散热系统的成本、由于电流的减小也减少了电磁辐射和热噪声的干扰。随着设备温度的降低器件寿命则相应延长(半导体器件的工作温度每提高10度寿命则缩短一半)。

错误六:


这些总线信号都用电阻拉一下感觉放心些

点评信号需要上下拉的原因很多但也不是个个都要拉。上下拉电阻拉一个单纯的输入信号电流也就几十微安以下但拉一个被驱动了的信号其电流将达毫安 级现在的系统常常是地址数据各32位可能还有244/245隔离后的总线及其它信号都上拉的话几瓦的功耗就耗在这些电阻上了(不要用8毛钱一度电 的观念来对待这几瓦的功耗)。

错误七:

CPU和FPGA的这些不用的I/O口怎么处理呢?先让它空着吧以后再说

点评不用的I/O口如果悬空的话受外界的一点点干扰就可能成为反复振荡的输入信号了而MOS器件的功耗基本取决于门电路的翻转次数。如果把它上拉的话每个引脚也会有微安级的电流所以最好的办法是设成输出(当然外面不能接其它有驱动的信号)。

错误八:

这款FPGA还剩这么多门用不完可尽情发挥吧

点评FGPA的功耗与被使用的触发器数量及其翻转次数成正比所以同一型号的FPGA在不同电路不同时刻的功耗可能相差100倍。尽量减少高速翻转的触发器数量是降低FPGA功耗的根本方法。

错误九:

这些小芯片的功耗都很低不用考虑

点评对于内部不太复杂的芯片功耗是很难确定的它主要由引脚上的电流确定一个ABT16244没有负载的话耗电大概不到1毫安但它的指标是每个脚可 驱动60毫安的负载(如匹配几十欧姆的电阻)即满负荷的功耗最大可达60*16=960mA当然只是电源电流这么大热量都落到负载身上了。


错误十:

存储器有这么多控制信号我这块板子只需要用OE和WE信号就可以了片选就接地吧这样读操作时数据出来得快多了

点评大部分存储器的功耗在片选有效时(不论OE和WE如何)将比片选无效时大100倍以上所以应尽可能使用CS来控制芯片并且在满足其它要求的情况下尽可能缩短片选脉冲的宽度。

错误十一:

这些信号怎么都有过冲啊?只要匹配得好就可消除了

点评除了少数特定信号外(如100BASE-T、CML)都是有过冲的只要不是很大并不一定都需要匹配即使匹配也并非要匹配得最好。象TTL的输 出阻抗不到50欧姆有的甚至20欧姆如果也用这么大的匹配电阻的话那电流就非常大了功耗是无法接受的另外信号幅度也将小得不能用再说一般信号 在输出高电平和输出低电平时的输出阻抗并不相同也办法做到完全匹配。所以TTL、LVDS、422等信号的匹配只要做到过冲可以接受即可。

错误十二:

降低功耗都是硬件人员的事与软件没关系

点评硬件只是搭个舞台唱戏的却是软件总线上几乎每一个芯片的访问、每一个信号的翻转差不多都由软件控制的如果软件能减少外存的访问次数(多使用寄存 器变量、多使用内部CACHE等)、及时响应中断(中断往往是低电平有效并带有上拉电阻)及其它争对具体单板的特定措施都将对降低功耗作出很大的贡献。


错误十三:

这主频100M的CPU只能处理70%换200M主频的就没事了

点评系统的处理能力牵涉到多种多样的因素在通信业务中其瓶颈一般都在存储器上CPU再快外部访问快不起来也是徒劳。

错误十四:

CPU用大一点的CACHE就应该快了

点评CACHE的增大并不一定就导致系统性能的提高在某些情况下关闭CACHE反而比使用CACHE还快。原因是搬到CACHE中的数据必须得到多次 重复使用才会提高系统效率。所以在通信系统中一般只打开指令CACHE数据CACHE即使打开也只局限在部分存储空间如堆栈部分。同时也要求程序设计 要兼顾CACHE的容量及块大小这涉及到关键代码循环体的长度及跳转范围如果一个循环刚好比CACHE大那么一点点又在反复循环的话那就惨了。

错误十五:

一个CPU处理不过来就用两个分布处理处理能力可提高一倍

点评对于搬砖头来说两个人应该比一个人的效率高一倍;对于作画来说多一个人只能帮倒忙。使用几个CPU需对业务有较多的了解后才能确定尽量减少两个CPU间协调的代价使1+1尽可能接近2千万别小于1。

错误十六:

这个CPU带有DMA模块用它来搬数据肯定快

点评真正的DMA是由硬件抢占总线后同时启动两端设备在一个周期内这边读那边些。但很多嵌入CPU内的DMA只是模拟而已启动每一次DMA之前要做 不少准备工作(设起始地址和长度等)在传输时往往是先读到芯片内暂存然后再写出去即搬一次数据需两个时钟周期比软件来搬要快一些(不需要取指令 没有循环跳转等额外工作)但如果一次只搬几个字节还要做一堆准备工作一般还涉及函数调用效率并不高。所以这种DMA只对大数据块才适用。


错误十七:

为保证干净的电源去偶电容是多多益善

点评总的来说去偶电容越多电源当然会更平稳但太多了也有不利因素浪费成本、布线困难、上电冲击电流太大等。去偶电容的设计关键是要选对容量并且放对地方一般的芯片手册都有争对去偶电容的设计参考最好按手册去做。

错误十八:

用户操作错误发生问题就不能怪我了

点评要求用户严格按手册操作是没错的但用户是人就有犯错的时候不能说碰错一个键就死机插错一个插头就烧板子。所以对用户可能犯的各种错误必须加以保护。

错误十九:

这板子坏的原因是对端的板子出问题了也不是我的责任

点评对于各种对外的硬件接口应有足够的兼容性不能因为对方信号不正常你就歇着了。它不正常只应影响到与其有关的那部分功能而其它功能应能正常工作不应彻底罢工甚至永久损坏而且一旦接口恢复你也应立即恢复正常。。

错误二十:

我们的系统要求这么高包括MEM、CPU、FPGA等所有的芯片都要选最快的

点评在一个高速系统中并不是每一部分都工作在高速状态而器件速度每提高一个等级价格差不多要翻倍另外还给信号完整性问题带来极大的负面影响。

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