请问Hardware Design的流程？

helloleong

我是Microelectronic的学生，现在在industrial training.
我想问Hardware Design的流程。
因为现在在公司做着capasitance sense的door access system.
这里是直接将图画在PCB才test能不能跑。因为这样pcb已经换了4个revision.
这样的流程对吗？还是可以先在breadboard试了才画pcb?

还有我想问如果将一个standalone capasitance sense door access system outsource 给外面做，
包括要完hardware和software的source code.
酱子大概会charge 多少？又要用多少时间完成？

谢谢。希望没有违犯版规。

chan1314

原来你是我的学弟
虽然不知道你是谁。。 但是希望跟随发问指南

想要你的帖被有效回覆吗？
那在发问题时：

写出：
1. 你要想做什么？ 你的应用是什么？
2. 你想要拿到什么效果
3. 你做了什么
4. 你遇到了什么问题。
5. 有电路图吗？
6. 有照片/图片补充吗？
7. 你住的地区在哪里？ 如要买东西可能同区域的朋友能给予建议。
8. 你google 了吗？如有，搜索关键字是什么？

清清楚楚的。。。能多详细， 就写的多详细。


我们希望每一个帖子的素质是可以尽量提高， 对以后看帖的人提供高的参考价值。
当然， 是要慢慢来。。。但要先形成一种风气先。。。希望后面的人可以跟。。。。

还有， 希望大家在问题解决后回来做个报告， 做心得分享。

asic 1 的重点就是流程。不明白的话。。 从读。。。。
你pcb 换revision, 为了什么换？
什么东西不能用？
capacitor sense door access system, 只是个名。 做什么？
老师：我送一个半导体大家， 给他电流， 他会把electron 和 hole recombine.
学生们开心又期待的打开包装， 结果里面是
LED

chtan36

以我老百姓的经验硬件设计流程应该从
1）规格确认
2）将复杂设计分成简单的block
3) 从block diagram画出schematic（MCU 部分需和软件工程师一起进行）
4) 与队友/同事探讨schematic的优缺点，和改良
5）进行circuit的运算，模拟，以确定安全性和可靠性
6）元件选择，包括和厂商的FAE讨论，用在哪里，有谁用，市场的反应， 评价等。。
7）与生产部工程师探讨元件的 manufacturebility。
8）和生产部和品管部探讨如何测试元件，detect 电板的问题。。。
9) 开始画PCB，必须先确认power integrity, critical track。。。。
10）手制工程板诞生
11）进行第一轮的 EMC 和 safety test和加强其EMC的“能耐”和“不骚扰别人”
12）进行第一次试跑。
13）记录生产部的reject板的问题（通常是制程问题）
14）“轻微”的改良电路以解决“制程问题”
15）第二次试跑
16）进行reliability(如高温，高湿，heat shock..) 测试 和 EMC 和 safety compliance test
17) 进行”市场测试“。
18）如果一切没问题，可进行文件移交和troubleshooting 培训。
19）完成

helloleong

原来你是我的学弟
虽然不知道你是谁。。 但是希望跟随发问指南

asic 1 的重点就是流程。不明白的话 ...
chan1314 发表于 6-9-2010 07:51 PM

Hi, 你好。呵呵，好像到那里都有Tarc的前辈。我的supervisor和supplier都是Tarc的。

因为我现在做着的那个door access system的MCU firmware我已经写完了。
基本上也没什么问题。所以我不懂怎样根据指南发问。不好意识。

我接手的时候是写revision3的hardware. 然后我就发现到他们将MCU和card wiegand generator的
data bus parrallel接去output. (详情请看：http://www.8051projects.net/forum-t36362.html)
然后data有时send不到。他们好像没有test过就直接画去PCB。所以我想问是不是要先用breadboard test?

然后现在就换了revision 4的没有parallel了。可是他们又爽爽在data line加resistor,我问为什么他说加了先
不可以就short掉它。他说如果没有画以后要加很难加。

我写的那个是简单的cap sense door access system. 就是装在一个门那边， 按password或读卡后就能开门
那种。所以我想问如果给人家做大概会charge多少钱？如果只是写firmware又会charge多少钱?

呵呵，好像很长酱。 谢谢大家耐心的看咯。谢了。

helloleong

以我老百姓的经验硬件设计流程应该从
1）规格确认
2）将复杂设计分成简单的block
3) 从block diagram画出 ...
chtan36 发表于 6-9-2010 10:28 PM

哇，非常谢谢你介绍的很详细。

可是 ，5）进行circuit的运算，模拟，以确定安全性和可靠性   
是怎样运算，是先弄一个样本在breadboard上test吗？

谢谢。

chtan36

回复 5# helloleong

你必须知道以下
1）你的circuit 要达到什么目的？
2）整个circuit 的价钱？
3）所用的元件是否符合安全标准，在市面上有什么“投诉”，有什么大厂用这个元件
4）厂商的field application engineer建议
4）元件的lead time.
5) 所用的元件是否pass 基本的测试如ESD？
6）厂商是否提供完整的datasheet和reliability report.
7) 你的工厂是否有派员工audit厂商，以了解其品管，和制程。。。

运算。
你必须知道你/你老板/客户能接受的safety margin.
1）从 voltage, current, power, frequency response。等+你所制定的safety margin。
2）很多“工程师”都不注重datasheet 的 graph, 你要知道基本calculation 是基于idea condition而非actual condition，而这些graph 便提供了actual condition 的数据， 举例我们通常将diode的forward voltage当成0.7V, 但是在不同的I forward和不同的Temp其forward voltage会变化。
3）建议你完成运算后与比较有经验的工程师进行review 和 FMEA(包括short/open所造成的damage)
4）这样做往往会剩下和多时间和稳定的安全性

运算只能确保安全，而EMC很多时候取决于PCB的routing,
1）建议你先了解grounding 和current return path,和track 的长度。
2）画完power 画critical signal line

而reliability是最复杂的也是最耗时的，它可以是pad问题，可以是component 问题，可以是process问题，而却通常包一段时间才出现问题，为了减少这类问题，我建议将production quality CNC board，做一下的test
1) temperature cyclic
2) heat shock
3) hi temperature test.
4) low temperature test
5) hi humidity test
6) hi humidity + hi temperature ...等

完成后检查金属(lead/contact)是否有氧化，coating是否有crack还是脱落，电板是否还能操作。。。。

这是一些老百姓的愚见，你才是专家

pic

回复  helloleong

你必须知道以下
1）你的circuit 要达到什么目的？
2）整个circuit 的价钱？
3）所 ...
chtan36 发表于 9-9-2010 12:31 PM

CHTan， 谢谢你的贡献。
有时候， 按发问者的程度来回覆， 有时写一大堆， 他们未必能看懂你要表达的，但实际上你已经非常详尽的讲出重点了， 因为他们可能还没有那个基础来理解你要说的重点， 他们可能只是要“直接”的答案。

凡是不按版规发问者，不看版规， 不尊重版规的，  我都选择不回覆他。

helloleong

回复  helloleong

你必须知道以下
1）你的circuit 要达到什么目的？
2）整个circuit 的价钱？
3）所 ...
chtan36 发表于 9-9-2010 12:31 PM

谢谢你非常详细的回答。学到很多。
原来有很多复杂的程序。看来你应该在大厂做的吧。
我其实是在这里写firmware罢了，没有动到hardware的。所以想了解一下。
最后我想问画schematic的时候，如果不确定那个component要不要加，会不会先在breadboard test下？

非常谢谢你的回答。

chtan36

了百姓只是表达一些愚见，不要见笑。

你要加一些component?那么我想问你一些问题。
1）为什么要加？
2）加在那里？
3）元件的 V 和 I 和Temp是否在安全范围内操作？
3）加了component会否对MCU构成问题？MCU/ASIC 的 logic 0 电压足够？ logic 1 电压足够？ 讯号的trancient 的软件的处理时间是否正确？。。。

一次正确不代表一千个也能正常。。。还是和有经验的工程师讨论后才决定，很多时候就是因为加了东西没有做FMEA研究其Impact而出事。。玩的开心点。。

helloleong

非常谢谢你详细的回答。。
我没有加啦。是别人加。呵呵。

chtan36

回复 10# helloleong


我也是负责firmware的只是“业余”向其他工程师“请教“。

helloleong

回复  helloleong


我也是负责firmware的只是“业余”向其他工程师“请教“。
chtan36 发表于 13-9-2010 03:20 PM

酱你觉得software(firmware)比较容易做，还是hardware比较容易做？
hardware好像很危险酱，随时都可能会给电sot死。呵呵。

chtan36

从工业发展，二战到今天，不难发现很多针对“硬体”管理的理论出现，其中包括了设计流程，DFMEA, 流水线的优化等等，以减少硬件的 failure rate， 可以看见硬件设计是非常成熟和有系统化的，可是“软件”管理却是一个”宝宝“。

所谓“软件”管理包含了如何“优化软件测试方法”和“统一的编写的方式”， 为何要优化软件测试，我举个例软件是由和多很多的function 组成的而很多时候一个function 的 result 会影响l另一个function 的 result 而假如每个function有10个不同conditions，那么100个functions就会制造出“天文数目”的可能性， 如果每个印证将很耗时。

我也曾面对一个”投诉“，客户投诉马达不稳定，可是当我去看时却看不到，我便将整台unit拆回办公室，可是无论我怎么做问题都不能被模拟出来，直到几个月后因为一场雨让我恍然大悟，其问题点是因为环境湿度高造成，低速旋转的马达的torque不稳定从而出现问题。我想表达的是在怎么多的condition当中很有可能因为你没有测试而日后造成问题，软件身为控制系统的大脑必须了解系统操作，硬件能力，环境，和用户。。不简单。。

可能你会问为何要统一编写方式？？我想如果叫你去看看“一些高手“的程式你会发现几点
1）凌乱不堪
2）不懂/很花时间去了解他要做什么
3）非常复杂的 interlocking 造成要修改时很难/花时间。
4）滥用variable 的“名称”而又不写comment..

如果他一辈子呆在同一间公司还好，可是通常很多公司多是“人来人往”，当新人接手时Bug 就开始来了。。

chan1314

回复 13# chtan36


什么类型的马达？
湿度影响马达还是电子零件？

helloleong

回复 13# chtan36

我也觉得写firmware的好象要包山包海，还要拟补hardware的不足。
设计hardware的只需跟着hardware data sheet 给的 recommended circuit 接就可以了。

我接手别人的firmware时，还发现写了错的comment/description，搞了老半天（应该有很多个半天，呵呵）
才发现原来那个function是有别的用处。

酱你那个马达的问题，改firmware能够解决问题吗？

以上只是本人经验不足的小小愚见，如有得罪敬请原谅。

chtan36

回复 14# chan1314

其实是因为filter阻塞在加上湿度造成马达torque不稳定，导致speed 也不稳定。

马达是SCR 马达， 用triac 的 firing angle 来控制马达的speed/torque.如果你手上有speed/torque和firing angle 的 curve, 你不难发现在低转速时 D（speed）/D（torque） 非常高，而在高转速时D（speed）/D（torque） 几乎是0，换句话说在低速时微调firing angle 也可能造成速度巨变，这是第一个不稳定现象。

第二个是在error（target speed 和 feedback speed 的差别）处理，和output update rate 可能造成不稳定（软件的不稳定）。

当湿度+灰尘+马达低速运作+软件feedback处理的不稳定，就会发生speed 不稳定。。解决方法就是排除两个不稳定的东西，第一制定最低转速，而第二就是更改输出更新率。

老百姓的笨蛋经历。。不要见笑。。