电路设计

大多数时候，出现在教科书中的电路图和设计与我们每天工作中完成的真实电路大相径庭。电路设计并非易事，因为它需要对构成电路部分的每个元件都有充分了解，且实现“完美”设计需要大量实践。但是，当你在电路设计中牢记并应用以下技巧时，它们将有助于使你的电路看起来更专业、能以最佳效率工作、并提高你的专业素养。

1．使用框图

本技巧似乎显而易见，但往往被过分自信的人忽视，他们认为自己已经把要做的活都弄明白了。完全按照你的需要表述电路的方框图对电路的成功设计至关重要。在你开始工作之前，方框图为你提供了一个大纲，它还为将要查看和检查你电路的任何人提供了极好的参考资料。

2．各个击破

硬件设计就是根据产品经理的需求PRS（Product Requirement Specification），在COGS（Cost of Goods Sale）的要求下，利用目前业界成熟的芯片方案或者技术，在规定时间内完成符合PRS功能（Function），性能（Performance），电源设计（Power Supply）， 功耗（Power Consumption），散热（Thermal/Cooling），噪音（Noise），信号完整性（Signal Integrity）， 电磁辐射（EMC/EMI），安规（Safety），器件采购（Component Sourcing），可靠性（Reliability），可测试性（DFT： design for test），可生产性（DFM：design for manufacture）等要求的硬件产品（注意：是产品不是开发板）。

我们现今使用的网络接口均为以太网接口，目前大部分处理器都支持以太网口。目前以太网按照速率主要包括10M、10/100M、1000M三种接口，10M应用已经很少，基本为10/100M所代替。目前我司产品的以太网接口类型主要采用双绞线的RJ45接口，且基本应用于工控领域，因工控领域的特殊性，所以我们对以太网的器件选型以及PCB设计相当考究。从硬件的角度看，以太网接口电路主要由MAC（Media Access Controlleroler）控制和物理层接口（Physical Layer，PHY）两大部分构成。大部分处理器内部包含了以太网MAC控制，但并不提供物理层接口，故需外接一片物理芯片以提供以太网的接入通道。面对如此复杂的接口电路，相信各位硬件工程师们都想知道该硬件电路如何在PCB上实现。

下图 1以太网的典型应用。我们的PCB设计基本是按照这个框图来布局布线，下面我们就以这个框图详解以太网有关的布局布线要点。

电路设计并不是想当然，你脑子一拍就可以设计出来，有没有经验设计出来的东西是相差千里。今天我们来看看电子工程师会出现的下面的几个误区，你是不是也这样想的。

误区一：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。

误区二：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。

误区三：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。