1、文檔來源為 :從網(wǎng)絡收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持1 文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，如有不妥請聯(lián)系刪除【關(guān)鍵字】方案硬件方案設(shè)計硬件是計算機硬件的簡稱，下面是小編整理的硬件方案設(shè)計，歡迎閱讀參照！平臺的選擇很多時候和系統(tǒng)選擇的算法是相關(guān)的， 所以如果要提高架構(gòu)， 平臺的設(shè)計能 力，得不斷提高自身的算法設(shè)計，復雜度評估能力，帶寬分析能力。常用的主處理器芯片有： 單片機， ASIC，RISC（DEC Alph、a ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC 和 SuperH ）, DSP 和 FPGA 等，這些處理器的比較在網(wǎng)上有很多的文章，在這里不老 生常談了，這里只提 1 個典

2、型的主處理器選型案例。比如市場上現(xiàn)在有很多高清網(wǎng)絡攝像機的設(shè)計需求，而 IPNC 的解決方案也層出不窮，TI 的解決方案有 DM355、DM365、DM368 等，海思提供的方案則有 Hi3512、Hi3515、Hi3520 等，NXP 提供的方案有 PNX17O0 PNX1005 等。對于 HD-IPNC 的主處理芯片，有幾個主要的技術(shù)指標：視頻分辨率，視頻編碼器算法， 最高支持的圖像抓拍分辨率，CMOS 的圖像預處理能力，以及網(wǎng)絡協(xié)議棧的開發(fā)平臺。Hi3512 單芯片實現(xiàn) 720P30 編解碼能力，滿足高清 IP Camera 應用, Hi3515 可實現(xiàn) 1080P30 的編解碼能力，持

3、續(xù)提升高清IP Camera 的性能。DM355 單芯片實現(xiàn) 720P30 MPEG4 編解碼能力， DM365 單芯片實現(xiàn) 720P30 編解碼能力, DM368單芯片實現(xiàn) 1080P30 編解碼能力。DM355 是 XX Q3 推出的，DM365 是 XX Q1 推出的，DM368 是 xx Q2 推出的。海思的同 檔次解決方案也基本上與之同時出現(xiàn)。海思和 TI 的解決方案都是基于 linux， 對于網(wǎng)絡協(xié)議棧的開發(fā)而言， 開源社區(qū)的資源是 沒有區(qū)別的，區(qū)別的只在于芯片供應商提供的SDK 開發(fā)包，兩家公司的 SDK 離產(chǎn)品都有一定的距離，但是 linux 的網(wǎng)絡開發(fā)并不是一個技術(shù)難點，所以

4、并不影響產(chǎn)品的推廣。作為 IPNC 的解決方案，在 720P 時代，海思的解決方案相對于TI 的解決方案，其優(yōu)勢是支持了編解碼算法，而 TI 只支持了 MPEG4 的編解碼算法。雖然在 XX 年初，MPEG4 的劣 勢在市場上已經(jīng)開始體現(xiàn)出來，但在當時這似乎并不影響DM355 的推廣。對于最高支持的圖像抓拍分辨率，海思的解決方案可以支持支持JPEG 抓拍 3MPixels5fps, DM355 最高可以支持 5M Pixels，雖然當時沒有成功的開發(fā)成5M Pixel 的抓拍，但是至少 4M Pixel 的抓拍是實現(xiàn)了的，而且有幾個朋友已經(jīng)實現(xiàn)了 2560 x1920 這個接近 5M Pixe

5、l 的抓拍，所以在這一點上DM355 稍微勝出。因為在高清分辨率下，CCD 傳感器非常昂貴，而 CMOS 傳感器像原尺寸又做不大，導致本身在低照度下就性能欠佳的CMOS 傳感器的成像質(zhì)量在高分辨率時變差， 于是 TI 在 DM355處理器內(nèi)部集成了一個叫做ISP 的圖像預處理模塊，它由CCDC IPIPE IPIPEIF 和 H3A 模塊組成，能幫助實現(xiàn)把 CMOS 的 RAW DATA 轉(zhuǎn)成 YCbCr 數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)包括白平衡調(diào)節(jié)，直方 圖統(tǒng)計，自動曝光，自動聚焦等采用CMOS 解決方案所必須的功能，故 DM355 處理器就可以無縫的對接各種圖像傳感器了。而海思的解決方案對于 CMOS 的

6、選擇就有局限性， 它只能文檔來源為 :從網(wǎng)絡收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持2 文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，如有不妥請聯(lián)系刪除用 OVT 些解決方案，因為 OVT 的部分 Sensor 集成了圖像預處理功能。但是DM355 不僅可以接 OVT 的解決方案，還可接很多其他廠家的CMOS sensor，比如 Aptina 的 MT9P031。所以在圖像預處理能力方面， DM355 繼續(xù)勝出。在 IPNC 這個領(lǐng)域，只要每臺掙 1 個美金就可以開始跑量，所以在那個時代，很少有人 會去死摳和 MPEG4 的性能差異，而且 TI 已經(jīng)給了市場一個很好的預期，支持的 DM365 很 快就會面世。所以

7、IPNC 這個方案而言，當時很多企業(yè)都選擇了 DM355 的方案。有些朋友現(xiàn) 在已經(jīng)從 DM355 成功過渡到 DM365、DM368，雖然你有時候會罵 TI，為什么技術(shù)不搞得厲 害點， 在當年就一步到位，浪費了多少生產(chǎn)力。但是技術(shù)就是一點一點積累起來，對于個人來不得半點含糊，對于大企業(yè)，他們也無法大躍進。DM355 的 CMOS 預處理技術(shù)也有很多Bug, SDK 也有很多 bug,有時會讓你又愛又恨，但是技術(shù)這東西總是沒有十全十美的，能 在特定的歷史條件下，滿足市場需求，那就是個好東西。當然海思的解決方案在 DVS DVR 方面也大放異彩，一點也不遜色于TI 的解決方案。其它芯片的選型則可

8、以參照各芯片廠商xx 網(wǎng)站的芯片手冊，進行 PK,目前大部分芯片廠商的芯片手冊都是免 NDA 下載的，如果涉及到 NDA 問題，那就得看個人和公司的資源運 作能力了,一般找一下國內(nèi)相應芯片的總代理商,溝通一下,簽個NDA 還是可以要到相應資料的。每隔一周上各 IC 大廠的官方主頁,關(guān)注一下芯片發(fā)展的動態(tài)這是每個電子工程師 的必須課啊,這不僅為了下一個方案設(shè)計積累了足夠的資本, 也為公司的產(chǎn)品策略做足了功 課。芯片采購是電子電路設(shè)計過程中不可或缺的一個環(huán)節(jié)。一般情況下，在各IC 大廠上尋找的芯片,只要不是 EOL 掉的芯片,一般都能采購到。但是作為電子電路的設(shè)計者,很少 不在芯片采購問題上栽過。

9、常見的情況有以下幾種：1，遇到經(jīng)濟危機，各 IC 廠商減產(chǎn)，導致芯片供貨周期變長，有些 IC 廠商甚至提出 20 周貨期的訂貨條件。印象很深的 XX 年上半年訂包 PTH08T240WAD, 4-6 周就取到了貨，可是 到了 XX 年下半年，要么是 20 周貨期，要么就是價格翻一番，而且數(shù)量只有幾個。2,有些芯片雖然在 datasheet 上寫明了有工業(yè)級產(chǎn)品,但是由于市場上用量非常少, 所以導致 IC廠商生產(chǎn)非常少,市場供貨也非常緊缺,這就讓要做寬溫工業(yè)級產(chǎn)品的企業(yè)或 者軍工級產(chǎn)品的企業(yè)付出巨大的代價。3,有些芯片廠商的代理渠道控制得非常嚴格,一些比較新的芯片在一般的貿(mào)易商那采購不到,只能從

10、代理商那訂。如果數(shù)量能達到一個MPQ 或者 MOQ 的要求,一般代理商就會幫你采購。 但是如果只是要一兩個工程樣品, 那么就得看你和代理商的關(guān)系了, 如果你剛 進入這個行業(yè)的話,那很有可能你就無法從代理商這獲得這個工程樣片。4,有些芯片是有限售條件, 如果芯片是對中國限售而不對亞洲限售的話, 一般可以通 過新加坡搞進來, 如果芯片是對亞洲限售的話, 那采購難度得大大的增加, 采購的價格也會 遠遠超出你的想象空間。先看一個芯片采購案例：之前我給一朋友推薦了一個FPGA 芯片，他后來給我發(fā)了一段聊天記錄，如下：xx-8-3 9:13:12 A B XC6SLX16-2CSG225C 訂貨xx-8-

11、3 9:22:10 B A 訂貨多久呢？xx-8-3 9:22:37 A B 2 周文檔來源為 :從網(wǎng)絡收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持3 文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，如有不妥請聯(lián)系刪除xx-8-13 14:22:47 A B XC6SLX16-2CSG225C 這個型號,你那天跟我定的,本來是貨期兩周的，但是這個型號屬于敏感型號，禁運國內(nèi)的，我們要第三方去代購，所以現(xiàn)在貨期要 5 周左右，你看能接受嗎？注： B 為芯片采購商， A 為芯片供應商 回顧一下當時發(fā)生的情形： xx-8-3， B 設(shè)計好方案，確定好芯片型號后，因為芯片型號比較新，害怕芯片買不到， 于是向芯片供應商 A 確定了

12、一下芯片的貨源情況，當獲知價格和貨期之后， B 非常高興，非 常滿意地跟我說，你推薦的芯片性價比真不錯，等原理圖設(shè)計完之后，就馬上去訂貨。xx-8-13, B 設(shè)計完原理圖后，B 要向 A 下單時，突然收到 A 的上述回復，于是他一下子 就蒙了，因為 2 周就可以完成 PCB layout，1 周就可以完成 PCB 加工生產(chǎn)。也就意味著 B 即 使 xx-8-13 下單，也得干等 2 周的時間才能開始焊接調(diào)試。耽誤 2 周可能還算是少的了， 遇到其他特殊情況， 芯片搞不到也都是有可能的， 如果是 原理圖設(shè)計好了之后遇到這種情況的話，那簡直就要哭了，如果是等 PCB layout 好了之后再遇到

13、這種情況的話，那就是欲哭無淚了。所以建議在芯片方案確定之后， 就馬上下單采購芯片， 芯片詢價時獲得的價格和貨期消 息有時并不一定準確，因為IC 行業(yè)的數(shù)據(jù)庫的更新有時具有一定的滯后性，只有下單后等到供應商的合同確認，那才算塵埃落定。(3) 功耗分析與電源設(shè)計 分析系統(tǒng)主芯片對紋波的要求 由于直流穩(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的，這就不可避免地在直流穩(wěn)定量中多少帶有一些交流成份， 這種疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量就稱之為紋波， 紋 波對系統(tǒng)有很多負面的影響，比如紋波太大會造成主處理器芯片的重啟，或者給某些AD，DA 引入噪聲。一個典型的現(xiàn)象就是，如果電源的紋波疊加到音頻DA 芯片

14、的輸出上，則會造成嗡嗡的雜音。 下表是設(shè)計中所使用芯片對紋波的要求， 以及電源芯片能夠提供的紋波范 圍，紋波是選擇電源芯片的重要參數(shù)，這里只列舉一兩個芯片進行說明：分析系統(tǒng)主芯片的電壓上電順序要求 當今的大多數(shù)電子產(chǎn)品都需要使用多個電源電壓。電源電壓數(shù)目的增加帶來了一項設(shè)計難題，即需要對電源的相對上電和斷電特性進行控制，以消除數(shù)字系統(tǒng)遭受損壞或發(fā)生閉鎖的可能性。一般這個在芯片手冊中會有詳細說明，建議遵守芯片手冊中的要求進行設(shè)計。分析系統(tǒng)所有芯片的功耗 統(tǒng)計板卡上用到的所有芯片的功耗， 大部分芯片的功耗在芯片手冊上都有詳細說明， 部 分芯片的功耗在手冊上沒有明確寫明，比如FPGA 這時候可以根據(jù)

15、以往設(shè)計的經(jīng)驗值，或者事先將 FPGA 的邏輯寫好，借助 EDA 工具進行統(tǒng)計，比如 ISE 的 Xpower Analyzer，下面的 表格是一個功耗分析的統(tǒng)計案例。 注：因為數(shù)據(jù)比較多， 所以這里只選擇了的幾個芯片作為 代表進行統(tǒng)計。論證選擇的電源方案能否滿足以上的所有要求 根據(jù)對上電順序的要求， 紋波以及功耗的分析， 選擇正確的電源方案。 電源設(shè)計是一個 細活，數(shù)據(jù)統(tǒng)計整理是一個不可缺少的工種， 養(yǎng)成良好的設(shè)計習慣， 是“一板通 ”必需的環(huán)節(jié)。電源方案的選擇， 學問非常多， 分析的文章更是數(shù)不勝數(shù)。 在這里只列舉幾個規(guī)律性的東西。在消費級產(chǎn)品里面，由于成本非常敏感，散熱要求比較高，所以一

16、般傾向于 DC/DC 的 解決方案，文檔來源為 :從網(wǎng)絡收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持4 文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，如有不妥請聯(lián)系刪除而且現(xiàn)在越來越多傾向于 Power Management Multi -Channel IC 的解決方案。 DC/DC 的一個比較大的缺點就是紋波大， 另外如果電感和電容設(shè)計不合理的話， 電壓就會很不穩(wěn)定。印象非常深的就是有一次用DC/DC 給 FPGA 供電時，根據(jù) FPGA 的 Power DistributionSystem (PDS 分析，加了足夠多的 330uF 鉭電容，結(jié)果 DC/DC 就經(jīng)常出問題，所以 DC/DC 的 設(shè)計一定要細心。 大功率電路設(shè)計時， 電感的選擇也非常的關(guān)鍵， 參照設(shè)計中很多電感型號 在北京中發(fā)電子市場或者深圳賽格廣場上都是買不到的， 而國內(nèi)市場上的替代品往往飽和電 流要小于參