節約成本

 

現象一

 

這些拉高/拉低的電阻用多大的阻值關係不大，就選個整數5kΩ吧

 

市場上不存在5kΩ的阻值，最接近的是4.99kΩ(精度1%)，其次是5.1kΩ(精度5%)，其成本分別比精度為20%的4.7kΩ高4倍和2倍。

 

20%精度的電阻阻值隻有1、1.5、2.2
、3.3

、4.7、6.8幾個類別(含10的整數倍)。類似地，20%精度的電容也隻有以上幾種值，如果選了其它的值就必須使用更高的精度成本就翻了幾倍，卻不能帶來任何好處。

 

現象二

 

這點邏輯用74XX的門電路搭也行，但太土
，還是用CPLD吧
，顯得高檔多了

 

74XX的門電路隻幾毛錢，而CPLD至少也得幾十塊，(GAL/PAL雖然隻幾塊錢
，但公司不推薦使用)。成本提高了N倍不說，還給生產
、文檔等工作增添數倍的工作。

 

現象三

 

我們的係統要求這麼高
，包括MEM、CPU、FPGA等所有的芯片都要選最快的

 

在(zai)一(yi)個(ge)高(gao)速(su)係(xi)統(tong)中(zhong)並(bing)不(bu)是(shi)每(mei)一(yi)部(bu)分(fen)都(dou)工(gong)作(zuo)在(zai)高(gao)速(su)狀(zhuang)態(tai)。而(er)器(qi)件(jian)速(su)度(du)每(mei)提(ti)高(gao)一(yi)個(ge)等(deng)級(ji)，價(jia)格(ge)差(cha)不(bu)多(duo)要(yao)翻(fan)倍(bei)，另(ling)外(wai)還(hai)給(gei)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)問(wen)題(ti)帶(dai)來(lai)極(ji)大(da)的(de)負(fu)麵(mian)影(ying)響(xiang)。

 

現象四

 

這板子的PCB設計要求不高，就用細一點的線，自動布吧

 

自動布線必然要占用更大的PCB麵積
，同時產生比手動布線多好多倍的過孔。在批量很大的產品中，PCB廠家降價所考慮的因素除了商務因素外
，就是線寬和過孔數量

，它們分別影響到PCB的成品率和鑽頭的消耗數量。節約了供應商的成本

，也就給降價找到了理由。

 

現象五

 

程序隻要穩定就可以了，代碼長一點、效率低一點不是關鍵

 

CPU的速度和存儲器的空間都是用錢買來的。如果寫代碼時多花幾天時間提高一下程序效率，那麼從降低CPU主頻和減少存儲器容量所節約的成本絕對是劃算的。CPLD/FPGA設計也類似。

 

低功耗設計

 

現象一

 

我們這係統是220V供電，就不用在乎功耗問題了

 

低功耗設計並不僅僅是為了省電，更多的好處在於降低了電源模塊及散熱係統的成本、由於電流的減小也減少了電磁輻射和熱噪聲的幹擾。隨著設備溫度的降低，器件壽命則相應延長。半導體器件的工作溫度每提高10度


，壽命則縮短一半。

 

現象二

 

這些總線信號都用電阻拉一下，感覺放心些

 

xinhaoxuyaoshangxialadeyuanyinhenduo，danyebushigegedouyaola。shangxialadianzulayigedanchundeshuruxinhao，dianliuyejiujishiweianyixia。danlayigebeiqudongledexinhao，qidianliujiangdahaoanji。xianzaidexitongchangchangshidizhishujuge32位，可能還有244/245隔離後的總線及其它信號，都上拉的話，幾瓦的功耗就耗在這些電阻上了。

 

現象三

 

CPU和FPGA的這些不用的I/O口怎麼處理呢？先讓它空著吧，以後再說

 

不用的I/O口如果懸空的話，受外界的一點點幹擾就可能成為反複振蕩的輸入信號了
，而MOS器件的功耗基本取決於門電路的翻轉次數。如果把它上拉的話，每個引腳也會有微安級的電流，所以最好的辦法是設成輸出。

 

現象四

 

這款FPGA還剩這麼多門用不完

，可盡情發揮吧

 

FGPA的功耗與被使用的觸發器數量及其翻轉次數成正比，所以同一型號的FPGA在不同電路不同時刻的功耗可能相差100倍。盡量減少高速翻轉的觸發器數量是降低FPGA功耗的根本方法。

 

現象五

 

這些小芯片的功耗都很低，不用考慮

 

對於內部不太複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ABT16244，沒有負載的話耗電大概不到1毫安，但它的指標是每個腳可 驅動60毫安的負載（如匹配幾十歐姆的電阻），即滿負荷的功耗最大可達60*16=960mA
，當然隻是電源電流這麼大，熱量都落到負載身上了。

 

現象六

 

這些信號怎麼都有過衝啊
？隻要匹配得好，就可消除了

 

除了少數特定信號外(如100BASE-T、CML)，都是有過衝的，隻要不是很大，並不一定都需要匹配，即使匹配也並非要匹配得最好。像TTL的輸出阻抗不到50Ω
，有的甚至20Ω，如(ru)果(guo)也(ye)用(yong)這(zhe)麼(me)大(da)的(de)匹(pi)配(pei)電(dian)阻(zu)的(de)話(hua)
，那(na)電(dian)流(liu)就(jiu)非(fei)常(chang)大(da)了(le)，功(gong)耗(hao)是(shi)無(wu)法(fa)接(jie)受(shou)的(de)，另(ling)外(wai)信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)也(ye)將(jiang)小(xiao)得(de)不(bu)能(neng)用(yong)。再(zai)說(shuo)一(yi)般(ban)信(xin)號(hao)在(zai)輸(shu)出(chu)高(gao)電(dian)平(ping)和(he)輸(shu)出(chu)低(di)電(dian)平(ping)時(shi)的(de)輸(shu)出(chu)阻(zu)抗(kang)並(bing)不(bu)相(xiang)同(tong)，也(ye)沒(mei)辦(ban)法(fa)做(zuo)到(dao)完(wan)全(quan)匹(pi)配(pei)。所(suo)以(yi)對(dui)TTL、LVDS、422等信號的匹配隻要做到過衝可以接受即可。

 

係統效率

 

現象一

 

這主頻100M的CPU隻能處理70%，換200M主頻的就沒事了

 

係統的處理能力牽涉到多種多樣的因素
，在通信業務中其瓶頸一般都在存儲器上
，CPU再快，外部訪問快不起來也是徒勞。

 

現象二

 

CPU用大一點的CACHE，就應該快了

 

CACHE的增大
，並不一定就導致係統性能的提高
，在某些情況下關閉CACHE反而比使用CACHE還快。原因是搬到CACHE中的數據必須得到多次 重複使用才會提高係統效率。所以在通信係統中一般隻打開指令CACHE，數據CACHE即使打開也隻局限在部分存儲空間，如堆棧部分。

 

同時也要求程序設計 要兼顧CACHE的容量及塊大小
，這涉及到關鍵代碼循環體的長度及跳轉範圍
，如果一個循環剛好比CACHE大那麼一點點，又在反複循環的話，那就慘了。

 

現象三

 

這麼多任務到底是用中斷還是用查詢呢
？還是中斷快些吧

 

中(zhong)斷(duan)的(de)實(shi)時(shi)性(xing)強(qiang)，但(dan)不(bu)一(yi)定(ding)快(kuai)。如(ru)果(guo)中(zhong)斷(duan)任(ren)務(wu)特(te)別(bie)多(duo)的(de)話(hua)，這(zhe)個(ge)沒(mei)退(tui)出(chu)來(lai)，後(hou)麵(mian)又(you)接(jie)踵(zhong)而(er)至(zhi)，一(yi)會(hui)兒(er)係(xi)統(tong)就(jiu)將(jiang)崩(beng)潰(kui)了(le)。如(ru)果(guo)任(ren)務(wu)數(shu)量(liang)多(duo)但(dan)很(hen)頻(pin)繁(fan)的(de)話(hua)，CPU的de很hen大da精jing力li都dou用yong在zai進jin出chu中zhong斷duan的de開kai銷xiao上shang
，係xi統tong效xiao率lv極ji為wei低di下xia。如ru果guo改gai用yong查zha詢xun方fang式shi反fan而er可ke極ji大da提ti高gao效xiao率lv
，但dan查zha詢xun有you時shi不bu能neng滿man足zu實shi時shi性xing要yao求qiu。所suo以yi

，最zui好hao的de辦ban法fa是shi在zai中zhong斷duan中zhong查zha 詢
，即進一次中斷就把積累的所有任務都處理完再退出。

 

現象四

 

存儲器接口的時序都是廠家默認的配置，不用修改的

 

BSP對存儲 器qi接jie口kou設she置zhi的de默mo認ren值zhi都dou是shi按an最zui保bao守shou的de參can數shu設she置zhi的de，在zai實shi際ji應ying用yong中zhong應ying結jie合he總zong線xian工gong作zuo頻pin率lv和he等deng待dai周zhou期qi等deng參can數shu進jin行xing合he理li調tiao配pei。有you時shi把ba頻pin率lv降jiang低di反fan而er可ke提ti高gao效xiao率lv，如ruRAM的存取周期是70ns

，總線頻率為40M時，設3個周期的存取時間
，即75ns即可
；若總線頻率為50M時，必須設為4個周期，實際存取時間卻放慢到了 80ns。

 

現象五

 

一個CPU處理不過來，就用兩個分布處理，處理能力可提高一倍

 

對於搬磚頭來說，兩個人應該比一個人的效率高一倍
；對於作畫來說，多一個人隻能幫倒忙。使用幾個CPU需對業務有較多的了解後才能確定，盡量減少兩個CPU間協調的代價，使1+1盡可能接近2
，千萬別小於1。

 

現象六

 

這個CPU帶有DMA模塊，用它來搬數據肯定快

 

真正的DMA是由硬件搶占總線後同時啟動兩端設備，在一個周期內這邊讀，那邊些。但很多嵌入CPU內的DMA隻是模擬而已，啟動每一次DMA之前要做不少準備工作（設起始地址和長度等）。

 

在傳輸時往往是先讀到芯片內暫存

，然後再寫出去

，即搬一次數據需兩個時鍾周期，比軟件來搬要快一些（不需要取指令， 沒有循環跳轉等額外工作），但如果一次隻搬幾個字節，還要做一堆準備工作，一般還涉及函數調用
，效率並不高。所以這種DMA隻對大數據塊才適用。

 

信號完整性

 

現象一

 

這些信號都經過仿真了，絕對沒問題

 

仿(fang)真(zhen)模(mo)型(xing)不(bu)可(ke)能(neng)與(yu)實(shi)物(wu)一(yi)模(mo)一(yi)樣(yang)，連(lian)不(bu)同(tong)批(pi)次(ci)加(jia)工(gong)的(de)實(shi)物(wu)都(dou)有(you)差(cha)別(bie)
，就(jiu)更(geng)別(bie)說(shuo)模(mo)型(xing)了(le)。再(zai)說(shuo)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)千(qian)差(cha)萬(wan)別(bie)，仿(fang)真(zhen)也(ye)不(bu)可(ke)能(neng)窮(qiong)舉(ju)所(suo)有(you)可(ke)能(neng)，尤(you)其(qi)是(shi)串(chuan)擾(rao)。其(qi)它(ta)數(shu)據(ju)也(ye)會(hui)對(dui)WE產生幹擾，但幹擾在可接受的範圍內
，可是當8位總線同時由0變1時，附近的信號就招架不住了。結論是仿真結果僅供參考
，還應留有足夠的餘 量。

 

現象二

 

100M的數據總線應該算高頻信號
，至於這個時鍾信號頻率才8K

，問題不大

 

數(shu)據(ju)總(zong)線(xian)的(de)值(zhi)一(yi)般(ban)是(shi)由(you)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)或(huo)時(shi)鍾(zhong)信(xin)號(hao)的(de)某(mou)個(ge)邊(bian)沿(yan)來(lai)采(cai)樣(yang)的(de)，隻(zhi)要(yao)針(zhen)對(dui)這(zhe)個(ge)邊(bian)沿(yan)保(bao)持(chi)足(zu)夠(gou)的(de)建(jian)立(li)時(shi)間(jian)和(he)保(bao)持(chi)時(shi)間(jian)即(ji)可(ke)。此(ci)範(fan)圍(wei)之(zhi)外(wai)有(you)幹(gan)擾(rao)也(ye)罷(ba)過(guo)衝(chong)也(ye)罷(ba)都(dou)不(bu)會(hui)有(you)多(duo)大(da)影(ying)響(xiang)（當然過衝最好不要超過芯片 所能承受的最大電壓值）。但時鍾信號不管頻率多低（其實頻譜範圍是很寬的）

，它的邊沿才是關鍵的
，必須保證其單調性，並且跳變時間需在一定範圍內。

 

現象三

 

既然是數字信號，邊沿當然是越陡越好

 

邊沿越陡，其頻譜範圍就越寬，高頻部分的能量就越大；頻率越高的信號就越容易輻射，也就越容易幹擾別的信號，而自身在導線上的傳輸質量卻變得越差，因此能用低速芯片的盡量使用低速芯片。

 

現象四

 

為保證幹淨的電源，去偶電容是多多益善

 

總的來說去偶電容越多電源當然會更平穩，但太多了也有不利因素：浪費成本
、布線困難
、shangdianchongjidianliutaidadeng。quoudianrongdeshejiguanjianshiyaoxuanduirongliangbingqiefangduidifang，yibandexinpianshoucedouyouzhengduiquoudianrongdeshejicankao，zuihaoanshoucequzuo。

 

現象五

 

信號匹配真麻煩，如何才能匹配好呢

 

zongdeyuanzeshidangxinhaozaidaoxianshangdechuanshushijianchaoguoqitiaobianshijianshi，xinhaodefanshewenticaixiandezhongyao。xinhaochanshengfanshedeyuanyinshixianluzukangdebujunyunzaochengde，pipeidemudejiushiweile 使驅動端、負載端及傳輸線的阻抗變得接近。

 

但能否匹配得好，與信號線在PCB上的拓撲結構也有很大關係，傳輸線上的一條分支、一個過孔、一個拐角、一個接 插件
、不(bu)同(tong)位(wei)置(zhi)與(yu)地(di)線(xian)距(ju)離(li)的(de)改(gai)變(bian)等(deng)都(dou)將(jiang)使(shi)阻(zu)抗(kang)產(chan)生(sheng)變(bian)化(hua)，而(er)且(qie)這(zhe)些(xie)因(yin)素(su)將(jiang)使(shi)反(fan)射(she)波(bo)形(xing)變(bian)得(de)異(yi)常(chang)複(fu)雜(za)，很(hen)難(nan)匹(pi)配(pei)。因(yin)此(ci)，高(gao)速(su)信(xin)號(hao)僅(jin)使(shi)用(yong)點(dian)到(dao)點(dian)的(de)方(fang)式(shi)，盡(jin)可(ke)能(neng)地(di)減(jian)少(shao) 過孔、拐角等問題。

 

可靠性設計

 

現象一

 

這塊單板已小批量生產了
，經過長時間測試沒發現任何問題

 

硬件設計和芯片應 用必須符合相關規範，尤其是芯片手冊中提到的所有參數（耐壓
、I/O電平範圍
、電流
、時序
、溫度PCB布線、電源質量等）
，不能光靠試驗來驗證。

 

公司有不少產品都有過慘痛的教訓
，產品賣了一兩年，IC廠(chang)家(jia)換(huan)了(le)個(ge)生(sheng)產(chan)線(xian)，咱(zan)們(men)的(de)板(ban)子(zi)就(jiu)不(bu)轉(zhuan)了(le)
，原(yuan)因(yin)就(jiu)是(shi)人(ren)家(jia)的(de)芯(xin)片(pian)參(can)數(shu)發(fa)生(sheng)了(le)點(dian)變(bian)化(hua)
，但(dan)並(bing)沒(mei)有(you)超(chao)出(chu)手(shou)冊(ce)的(de)範(fan)圍(wei)。如(ru)果(guo)你(ni)以(yi)手(shou)冊(ce)為(wei)準(zhun)，那(na)他(ta)怎(zen)麼(me)變(bian)化(hua)都(dou)不(bu)怕(pa)，如(ru)果(guo)參(can)數(shu)變(bian)得(de)超(chao)出(chu)手(shou)冊(ce)範(fan)圍(wei)了(le)還(hai)可(ke)找(zhao)他(ta)索(suo)賠(pei)（假如這時你的板子還能轉，那你的可靠性就更牛了）。

 

現象二

 

這部分電路隻要要求軟件這樣設計就不會有問題

 

yingjianshanghenduodianqitexingzhijieshouruanjiankongzhi
，danruanjianshijingchangfashengyiwaide
，chengxupaofeilezhihouwufayuliaohuiyoushenmecaozuo。shejizheyingquebaobulunruanjianzuoshenmeyangdecaozuoyingjiandoubuyingzaiduanshijianneifashengyongjiuxingsunhuai。

 

現象三

 

用戶操作錯誤發生問題就不能怪我了

 

要(yao)求(qiu)用(yong)戶(hu)嚴(yan)格(ge)按(an)手(shou)冊(ce)操(cao)作(zuo)是(shi)沒(mei)錯(cuo)的(de)，但(dan)用(yong)戶(hu)是(shi)人(ren)

，就(jiu)有(you)犯(fan)錯(cuo)的(de)時(shi)候(hou)，不(bu)能(neng)說(shuo)碰(peng)錯(cuo)一(yi)個(ge)鍵(jian)就(jiu)死(si)機(ji)，插(cha)錯(cuo)一(yi)個(ge)插(cha)頭(tou)就(jiu)燒(shao)板(ban)子(zi)。所(suo)以(yi)對(dui)用(yong)戶(hu)可(ke)能(neng)犯(fan)的(de)各(ge)種(zhong)錯(cuo)誤(wu)必(bi)須(xu)加(jia)以(yi)保(bao)護(hu)。

 

現象四

 

這板子壞的原因是對端的板子出問題了，也不是我的責任

 

對dui於yu各ge種zhong對dui外wai的de硬ying件jian接jie口kou應ying有you足zu夠gou的de兼jian容rong性xing，不bu能neng因yin為wei對dui方fang信xin號hao不bu正zheng常chang，你ni就jiu歇xie著zhe了le。它ta不bu正zheng常chang隻zhi應ying影ying響xiang到dao與yu其qi有you關guan的de那na部bu分fen功gong能neng

，而er其qi它ta功gong能neng應ying能neng正zheng常chang工gong作zuo，不bu應ying徹che底di罷ba工gong，甚shen至zhi永yong久jiu損sun壞huai
，而er且qie一yi旦dan接jie口kou恢hui複fu，你ni也ye應ying立li即ji恢hui複fu正zheng常chang。