Làm thế nào để bạn tài liệu quyết định thiết kế phần cứng của bạn?

Làm thế nào để bạn ghi lại các quyết định phần cứng của bạn trong giai đoạn thiết kế? Làm thế nào để bạn tránh phải tự hỏi mình những câu hỏi sau trong khi xem xét một thiết kế phần cứng mà bạn đã thực hiện trong quá khứ:

• Tại sao một lựa chọn thành phần này?
• Tại sao / làm thế nào tôi chọn các tham số cụ thể cho thành phần này?
• Phần này của mạch làm gì?
• Tản điện thông qua thành phần này là gì?
• Tổng mức tiêu thụ điện của mạch này là gì?
• Tôi có thể thay thế thành phần này bằng thành phần khác không? Có bất kỳ thành phần tương đương với thành phần này? Vân vân.

Một cách tốt để ghi lại các quyết định và tính toán của bạn trong giai đoạn thiết kế của một mạch là gì? Làm cách nào để có câu trả lời cho các câu hỏi ở trên mà không cần xem lại hàng trăm trang dữ liệu?

Một cách tôi có thể nghĩ đến là thêm ghi chú trong các tệp sơ đồ (nếu EDA của bạn hỗ trợ nó), nhưng tôi sẽ không muốn làm lộn xộn sơ đồ với quá nhiều thông tin.

Cá nhân tôi đi theo con đường lỗi thời: Tôi có một cuốn sổ tay thiết kế nơi tôi viết ra tất cả mọi thứ về các quyết định thiết kế mà tôi đưa ra. Đặc biệt là lựa chọn thành phần và giá trị, tính toán hiện tại, tính toán cung cấp điện, tất cả mọi thứ. Tôi cũng ghi lại các quyết định phần mềm / phần sụn và ghi chú về thời gian và việc sử dụng tài nguyên.

Mỗi sổ ghi chép có một trang nội dung để tham chiếu một phần cụ thể của thiết kế (nguồn điện, v.v.) và tất cả các trang đều được đánh số.

Tôi đã cân nhắc việc đi kỹ thuật số một số lần nhưng thật tuyệt khi để cuốn sổ của mình ra trước mặt tôi khi tôi làm việc và tôi thấy việc viết các công thức kỹ thuật số là khá khó xử. Dễ dàng hơn nhiều để viết các tính toán bằng tay.

Khi chuẩn bị một thông số kỹ thuật hoặc tài liệu chính thức cho một thiết kế bảng, tôi thường xem lại cuốn sổ tay của mình như một cách làm mới lại những gì tôi đã làm (hoặc tôi viết tài liệu kỹ thuật số cùng một lúc). Mặc dù điều này có vẻ như tôi đang làm điều tương tự hai lần, tôi thấy rằng sổ ghi chép của tôi có khá nhiều tính toán và giải thích cho bản thân mình, trong đó tài liệu ít dài dòng hơn và chính xác hơn và giải thích cho người khác. Như vậy, tôi thường không thấy mình viết cùng một thứ hai lần.

Bạn có thể quay lại và cập nhật thông số thiết kế với thông tin này. Hoặc lấy thông số kỹ thuật và tạo một thông số cấp thấp hơn nơi bạn mô tả chi tiết hơn những gì bạn sẽ làm và lý do, lý tưởng trước khi bạn bắt đầu sơ đồ :). Sau đó cập nhật khi bạn đi cùng và lưu trữ với sơ đồ.

Trả lời các câu hỏi dưới đây: Vâng, những gì chúng ta thường làm là bắt đầu với các yêu cầu tiếp thị, sau đó có thể là một phản ứng kỹ thuật chính thức hoặc chỉ là thảo luận không chính thức. Tiếp theo là MRD (tài liệu yêu cầu tiếp thị), bằng chữ, sử dụng mẫu của chúng tôi. Điều đó bao gồm các yêu cầu, phân tích cạnh tranh, quy mô thị trường, cơ hội, chi phí phát triển ước tính, v.v. Thông thường, điều này được viết bởi một người tiếp thị (hoặc ai đó trên mức lương của tôi).

Tiếp theo là PRD (tài liệu yêu cầu sản phẩm) thường được viết bằng kỹ thuật, cũng trong một mẫu từ. Điều này mô tả chi tiết hơn về kỹ thuật những gì sản phẩm sẽ làm, những phần được yêu cầu và ở mức độ cao, mỗi một trong số chúng sẽ hoạt động như thế nào. Thông thường chúng tôi sẽ bao gồm hiệu suất mục tiêu, giá cả, sức mạnh, kích thước và các số liệu khác ở đây.

Tiếp theo là thông số kỹ thuật chi tiết cho từng phần. Một số công việc thiết kế thực sự được thực hiện tốt ở đây trước khi đưa vào sơ đồ. Ví dụ, sức mạnh sẽ được tính toán, các bộ phận sẽ được chọn và rất nhiều nghiên cứu được thực hiện. Đây là nơi chúng tôi sẽ ghi lại bất kỳ quyết định thiết kế không rõ ràng.

Cuối cùng chúng ta sẽ đến sơ đồ, đó là phần dễ dàng vào thời điểm này bởi vì rất nhiều công việc thiết kế cứng đã được thực hiện trong giai đoạn đặc tả. Theo ý kiến ​​của tôi, nó nên được thực hiện ở đâu :) Nếu có gì đó thay đổi trong giai đoạn sơ đồ, ví dụ như chúng tôi tìm ra thứ gì đó sẽ không hoạt động hoặc một nhân viên tiếp thị chạy xuống hội trường nói rằng nó cần phải có màu đỏ thay vì màu xanh, thì chúng tôi sẽ quay lại và cập nhật thông số kỹ thuật.

Tất cả các thông số kỹ thuật, PRD, MRD được lưu trong SVN với các liên kết đến các tài liệu trên wiki nội bộ. Thay đổi thông số kỹ thuật sẽ dẫn đến cập nhật lên SVN và thông báo cho các bên quan tâm. Tất nhiên bạn có thể chỉ giữ nó thủ công trong một thư mục được chia sẻ ở đâu đó.

Đó ít nhiều là quá trình của tôi, tôi cảm thấy như bạn có thể muốn ghi lại mọi quyết định nhỏ nhặt về một thiết kế và chúng tôi chắc chắn không làm điều đó. Không nói rằng bạn không nên, tôi có thể thấy nó sẽ hữu ích ở đâu. Tôi đoán chúng ta thường ghi lại làm thế nào và không phải tại sao mọi lúc.

Ok có lẽ tôi cũng nên giải quyết từng câu hỏi :)

Nếu bạn đang thực hiện tính toán, trong excel có thể? Hoặc trên giấy và bạn nghĩ rằng kết quả và phương pháp là quan trọng đối với sự hiểu biết và thiết kế mạch của bạn, sau đó bạn nên đưa những thứ đó vào phần thích hợp của đặc tả thiết kế. Ngay cả khi điều đó có nghĩa là chụp ảnh bàn tay của bạn :)

Tại sao một lựa chọn thành phần này? Tôi nghĩ rằng đặc tả chức năng là một nơi tốt cho việc này, không cần phải phát điên mà chỉ cần một hoặc hai dòng đơn giản về những lợi thế của nó. Tôi dự trữ điều này cho các thành phần quan trọng, tôi không nghĩ rằng bạn muốn mô tả lý do tại sao bạn chọn một điện trở kéo lên chẳng hạn.

Tại sao / làm thế nào tôi chọn các tham số cụ thể cho thành phần này? Kết hợp điều này với ở trên.

Phần này của mạch làm gì? Đây sẽ là một phần của thông số chức năng của bạn, nếu mạch đủ quan trọng để đảm bảo câu hỏi này thì nó nên có phần riêng của thông số kỹ thuật.

Tản điện thông qua thành phần này là gì? Nếu bạn đang nói về nguồn cung cấp năng lượng, hãy đặt phần này vào phần năng lượng, tôi cũng muốn lưu ý điều này trên sơ đồ. Thực sự mặc dù tất cả các bộ phận của tôi đến từ cơ sở dữ liệu và sơ đồ được liên kết trực tiếp với chúng để chúng ta có thể dễ dàng xem các tham số, biểu dữ liệu, v.v. Nhưng nếu bạn chỉ cần in ra thì thật tuyệt khi biết một số điều này.

Tổng mức tiêu thụ điện của mạch này là gì? Tôi nghĩ rằng điều này thuộc về phần cung cấp năng lượng của đặc điểm kỹ thuật của bạn.

Tôi có thể thay thế thành phần này bằng thành phần khác không? Có bất kỳ thành phần tương đương với thành phần này? v.v ... Điều này tôi nghĩ thuộc về BOM của bạn hoặc bất kỳ quy trình nào bạn sử dụng để sản xuất. Các bộ phận thay thế là để làm cho nguồn dễ dàng hơn. Một lần nữa đối với chúng tôi, đây là tất cả các cơ sở dữ liệu.

Tôi làm rất nhiều thiết kế quay nhanh và tôi phải nói rằng: chú thích sơ đồ là điều thuận tiện nhất. Rất hiếm khi bất kỳ thiết kế nào của tôi có nhiều hơn 2 hoặc 3 tờ A4, vì vậy số lượng quyết định thiết kế bị hạn chế. Rất nhiều quyết định thiết kế là khá nhiều tự động; Tôi không cần liệt kê lý do cho từng phần. Chỉ cần một hoặc hai phần chính và có thể một số bộ lọc hoặc cảm biến kích thước thụ động. Phần còn lại là rõ ràng ngay lập tức cho bất kỳ kỹ sư thiết kế có kinh nghiệm.

Đối với câu hỏi cuối cùng của bạn: các bộ phận thay thế thường không phải là quyết định thiết kế mà là quyết định tìm nguồn cung ứng, và như vậy đó là một phần trong quy trình tìm nguồn cung ứng của bạn. Trong trường hợp của tôi, các bộ phận thay thế nằm trong thuộc tính phần của tôi và được lấy nguồn tự động nếu hết hàng trên phần chính hoặc nguồn.

Đối với các thiết kế lớn hơn và cho thiết kế hệ thống, tôi có xu hướng sử dụng Google Docs với mẫu tài liệu thiết kế.

Tóm tắt; Cá nhân tôi cho rằng một quy trình làm việc nhỏ gọn sẽ được đền đáp cuối cùng. Có nhiều tệp riêng biệt với thông tin thiết kế (thiết kế hệ thống riêng, tài liệu quyết định thiết kế, tài liệu tìm nguồn cung ứng, tất cả tách biệt với tệp sơ đồ và sơ đồ cơ bản của bạn) gây ra nhiều lộn xộn (tinh thần) và yêu cầu chuyển đổi ngữ cảnh mỗi khi bạn muốn xem lại thiết kế phán quyết. Có tất cả mọi thứ ở một nơi hoạt động tốt. Nếu sơ đồ của bạn bắt đầu trông lộn xộn thì đây không phải là vấn đề với quy trình công việc này mà có nghĩa là bạn có thể nên phân chia thiết kế của mình tốt hơn, sử dụng nhiều trang hơn hoặc sử dụng các trang tính lớn hơn.

Đối với nhiều dự án nhỏ hơn của tôi, tôi thường đặt một nhãn màu xanh lá cây đơn giản và viền xung quanh các mạch phụ. Đối với các dự án lớn hơn, một số phần mềm eCAD cho phép bạn xây dựng từ sơ đồ khối xuống, trong đó mỗi trang mô tả thêm một khối. Có một nghệ thuật để phân tách bất kỳ vấn đề nào và quản lý sự đánh đổi (đó là kỹ thuật IMHO). Trong trường hợp rõ ràng có một số phân tích để lựa chọn các thành phần như lọc tương tự, tôi sẽ lưu ý tần số cắt và loại bộ lọc (ví dụ: Bộ lọc thông thấp (f_c = 100Hz))

Các khối phổ biến tôi chạy theo thời gian và một lần nữa bao gồm:

• Quản lý năng lượng (bộ điều chỉnh điện áp, bảo vệ phân cực ngược, điốt TVS, công tắc nguồn, nắp bypass, v.v.)
• MCU (vi điều khiển, tiêu đề lập trình hoặc phần đệm, nắp bỏ qua chip)
• Các chỉ báo (ví dụ: đèn LED, dây EL, màn hình 7-seg, động cơ rung)
• Cảm biến cho một tính năng cụ thể (ví dụ: Cảm biến hiện tại, Cảm biến cảm ứng, GSR, Hoạt động, Cảm biến môi trường, v.v.)
• Commug Comms (hạt ferrite, USB, I2C, UART, SPI, một số cách để lấy thông tin)
• Radio (tất cả các thành phần hỗ trợ cho nhiều radio)
• Video (tất cả các thành phần hỗ trợ và chip cho máy ảnh)
• Bộ nhớ ngoài (ví dụ Flash ngoài, chip EEPROM để lưu cài đặt, v.v.)
• Bất kỳ tính năng nào khác chỉ có ở thiết kế của bạn

Với các khối con được tổ chức và dán nhãn rõ ràng, tôi có thể sử dụng sơ đồ trong ít hơn một vài phút.

Tôi giữ một cuốn sổ tay thiết kế, và cẩn thận ghi lại nhu cầu / mong muốn. Đối với các nguyên mẫu sớm nhất, tôi sẽ trải qua lựa chọn một phần, ghi chú về tất cả các quyết định thực tế. Đối với những thay đổi tiếp theo, tôi sử dụng quy trình FMEA khá chính thức, ghi lại nhu cầu không được đáp ứng để biện minh cho sự thay đổi - bởi vì rõ ràng, nếu không có nhu cầu chưa được đáp ứng, thì không cần thay đổi!

Nếu tôi đủ nghiêm túc về điều này, tôi có thể theo dõi mọi thay đổi thiết kế (phần cứng, phần mềm, cơ học) theo nhu cầu.

Tất cả các phiên bản của tất cả mọi thứ được theo dõi bằng cách lật đổ.

Đây có thể là một thành phần quan trọng của Tệp Lịch sử Thiết kế, đây là điều bắt buộc đối với FDA.

Tôi thường sử dụng keynote (bạn cũng có thể chọn sử dụng PowerPoint). Điều này có lợi thế là cho phép giới hạn màn hình của phần mềm mô phỏng GUI SPICE như vậy.

Điều thực sự quan trọng đối với tôi là khả năng thả đoạn trích từ các bảng dữ liệu và đánh dấu chúng để các mức độ quan trọng trong các quyết định thiết kế của tôi xuất hiện. Tôi cũng có thể bao gồm hình ảnh của bảng mạch hoặc bảng mạch đầu tiên, và các liên kết đến các bài viết tôi đã sử dụng để đưa ra lựa chọn thiết kế.

Tôi cũng thấy rằng tôi có xu hướng muốn làm toán và vẽ bằng bút chì trên giấy. Vì vậy, tôi chụp ảnh bằng điện thoại của mình và thả nó vào bài phát biểu mà không cần gõ lại. Đôi khi, đối với các phương trình ngắn, tôi có thể sử dụng LaTeX và thả nó vào.

Tôi cũng có thể bao gồm các lô được vẽ bởi phần mềm khoa học như quãng tám.

Ngày nay, đặc biệt đối với các tác vụ chuyên sâu tính toán, tôi có thể chọn thực hiện một số công việc này trong sổ ghi chép IPython, nhưng tôi chưa thực hiện cụ thể điều đó cho các thiết kế mạch, chỉ dành cho tính toán vật lý.

Cuối cùng, Keynotes / Powerpoint dễ dàng làm đẹp cho người khác và xuất dưới dạng pdf để phân phối cho những người không / ít kỹ thuật.

Đặt ghi chú kỹ thuật trên sơ đồ và nếu cần tạo thêm tờ. Tôi luôn đặt các ghi chú kỹ thuật trên tất cả các sơ đồ của mình bởi vì trong thế giới của tôi, tôi có thể phải truy cập lại 1/2 thiết kế nướng trong một khoảng thời gian sau đó đặt lại vào ổ ghi lại trong khi tôi chọn một thiết kế khác; lưu lượng thiết kế rất lỏng. Những ghi chú EE này giúp tôi và những người khác nắm bắt lại ý định thiết kế với ít nỗ lực. Tôi cũng sử dụng các màu sắc khác nhau của văn bản / đồ họa để chỉ ra tầm quan trọng hoặc bối cảnh. Ví dụ dưới đây ...