對於老板來說如何讓生產出的產品更靠譜，是每個開關電源設計工程師的一個考驗，其中涉及到成本的節約、低功耗的設計技術、係統效率的提高、信(xin)號(hao)的(de)完(wan)整(zheng)程(cheng)度(du)以(yi)及(ji)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)。這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)最(zui)終(zhong)老(lao)板(ban)們(men)特(te)別(bie)關(guan)注(zhu)的(de)，這(zhe)也(ye)是(shi)我(wo)們(men)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)得(de)到(dao)工(gong)作(zuo)的(de)依(yi)靠(kao)。如(ru)何(he)能(neng)夠(gou)讓(rang)老(lao)板(ban)更(geng)認(ren)同(tong)你(ni)的(de)設(she)計(ji)？如(ru)何(he)能(neng)夠(gou)在(zai)節(jie)省(sheng)成(cheng)本(ben)下(xia)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)
、降低功耗？本文為大家分享了如何考慮這些問題並給出了實踐中的經驗。

 

首先我們來聊一下關於節省成本的問題
，以下幾個實際例子就可以說明我們在選用各項元器件或IC時候應該考慮的問題。關於拉高/拉低的電阻用多大的阻值
？市場最接近的是4.99K(精度1%)
，其次是5.1K(精度5%)，其成本分別比精度為20%的4.7K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jing度du的de電dian容rong也ye隻zhi有you以yi上shang幾ji種zhong值zhi，如ru果guo選xuan了le其qi它ta的de值zhi就jiu必bi須xu使shi用yong更geng高gao的de精jing度du
，成cheng本ben就jiu翻fan了le幾ji倍bei，卻que不bu能neng帶dai來lai任ren何he好hao處chu。針zhen對dui於yu麵mian板ban上shang的de指zhi示shi燈deng的de顏yan色se問wen題ti，紅hong綠lv黃huang橙cheng等deng顏yan色se的de不bu管guan大da小xiao(5MM以下)封裝如何，都已成熟了幾十年，價格一般都在5毛(mao)錢(qian)以(yi)下(xia)，而(er)藍(lan)色(se)卻(que)是(shi)近(jin)三(san)四(si)年(nian)才(cai)發(fa)明(ming)的(de)東(dong)西(xi)
，技(ji)術(shu)成(cheng)熟(shu)度(du)和(he)供(gong)貨(huo)穩(wen)定(ding)度(du)都(dou)較(jiao)差(cha)
，價(jia)格(ge)卻(que)要(yao)貴(gui)四(si)五(wu)倍(bei)。目(mu)前(qian)藍(lan)色(se)指(zhi)示(shi)燈(deng)隻(zhi)用(yong)在(zai)不(bu)能(neng)用(yong)其(qi)它(ta)顏(yan)色(se)替(ti)代(dai)的(de)場(chang)合(he)，如(ru)顯(xian)示(shi)視(shi)頻(pin)信(xin)號(hao)等(deng)。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。

 

其qi實shi在zai實shi際ji的de電dian路lu設she計ji過guo程cheng中zhong
，係xi統tong要yao求qiu高gao的de情qing況kuang下xia，不bu一yi定ding所suo有you的de芯xin片pian都dou要yao選xuan最zui快kuai的de。因yin為wei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。自zi動dong布bu線xian必bi然ran要yao占zhan用yong更geng大da的dePCB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。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。

 

然ran後hou就jiu是shi低di功gong耗hao設she計ji與yu高gao係xi統tong效xiao率lv的de設she計ji問wen題ti
，其qi實shi低di功gong耗hao設she計ji是shi在zai省sheng電dian的de同tong時shi讓rang器qi件jian的de壽shou命ming變bian得de更geng長chang。其qi降jiang低di了le電dian源yuan模mo塊kuai及ji散san熱re係xi統tong的de成cheng本ben、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)。針對於高係統性能來說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CACHEdanameyidiandian，youzaifanfuxunhuandehua，najiucanle。zhongduandeshishixingqiang，danbuyidingkuai。ruguozhongduanrenwutebieduodehua，zhegemeituichulai，houmianyoujiezhongerzhi，yihuierxitongjiujiangbengkuile。ruguorenwushuliangduodanhenpinfandehua，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xun
，即ji進jin一yi次ci中zhong斷duan就jiu把ba積ji累lei的de所suo有you任ren務wu都dou處chu理li完wan再zai退tui出chu。BSPduicunchuqijiekoushezhidemorenzhidoushianzuibaoshoudecanshushezhide，zaishijiyingyongzhongyingjiehezongxiangongzuopinlvhedengdaizhouqidengcanshujinxinghelitiaopei。youshibapinlvjiangdifanerketigaoxiaolv，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。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。

 

最zui後hou我wo們men要yao對dui其qi信xin號hao完wan整zheng性xing和he可ke靠kao性xing進jin行xing嚴yan謹jin的de設she計ji及ji檢jian驗yan。由you於yu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。曾zeng經jing有you一yi教jiao訓xun是shi某mou單dan板ban隻zhi有you特te定ding長chang度du的de包bao極ji易yi丟diu包bao，最zui後hou的de原yuan因yin是shi長chang度du域yu的de值zhi是shi0xFF，當這個數據出現在總線上時
，幹擾了相鄰的WE信號
，導致寫不進RAM。其它數據也會對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邊1時shi，附fu近jin的de信xin號hao就jiu招zhao架jia不bu住zhu了le。結jie論lun是shi仿fang真zhen結jie果guo僅jin供gong參can考kao，還hai應ying留liu有you足zu夠gou的de餘yu量liang。硬ying件jian設she計ji和he芯xin片pian應ying用yong必bi須xu符fu合he相xiang關guan規gui範fan，尤you其qi是shi芯xin片pian手shou冊ce中zhong提ti到dao的de所suo有you參can數shu(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，ICchangjiahuanlegeshengchanxianbanzijiubuzhuanle
，yuanyinjiushixinpiancanshufashengledianbianhua，danbingmeiyouchaochushoucedefanwei。ruguoyishouceweizhun，natazenmebianhuadoubupa，ruguocanshubiandechaochushoucefanweilehaikezhaotasuopei。yingjianshanghenduodianqitexingzhijieshouruanjiankongzhi，danruanjianshijingchangfashengyiwaide，chengxupaofeilezhihouwufayuliaohuiyoushenmecaozuo。shejizheyingquebaobulunruanjianzuoshenmeyangdecaozuoyingjiandoubuyingzaiduanshijianneifashengyongjiuxingsunhuai。yaoqiuyonghuyangeanshoucecaozuoshimeicuode，danyonghushiren，jiuyoufancuodeshihou，bunengshuopengcuoyigejianjiusiji，chacuoyigechatoujiushaobanzi。suoyiduiyonghukenengfandegezhongcuowubixujiayibaohu。