cgrrty / hisi_hightspeed Goto Github PK

主要参数
4*DDR4 8G 2133
8GB EMMC
2GB NANDFLASH
双千兆网口

PCB工艺
线宽 4mil
扇出通孔 via 8/16 即 0.2mm/0.4mm
电源通孔 via 10/20 即0.25mm/0.5mm

核心板上主要芯片
SOC
Hi3531DV200
A53四核 1.15GHZ
封装：珠间距0.8mm!!!
焊盘 直径0.4mm
Hi3531DV200 芯片采用EHS-TFBGA 封装，封装尺寸为31.2mm x 22.4mm，管脚间距
为0.8mm，管脚总数为791 个。

DDR
SAMSUNG
4A8G165WC-BCRC
https://atta.szlcsc.com/upload/public/pdf/source/20210520/C2834754_65F6FB54A91BE8F8AA4F9922A8DA9F4E.pdf
JEDEC standard 1.2V (1.14V~1.26V)

EMMC
SAMSUNG
KLM8G1GETF-B041
https://atta.szlcsc.com/upload/public/pdf/source/20200730/C499918_BA626D9A4952A33A6B491C88DA3C2D72.pdf

NANDFLASH
MXIC(旺宏电子)
MX35LF2G14AC-Z4I
https://atta.szlcsc.com/upload/public/pdf/source/20210810/9C706514DCEB03A38D5FE8709BFD247E.pdf

以太网
RTL8211F
https://datasheet.lcsc.com/lcsc/1912111437_Realtek-Semicon-RTL8211F-CG_C187932.pdf

主板上工作电压
内核电压 0.9V
CPU电压 1.0V
IO电压 1.8V/3.3V
DDR4 1.2V
DDR3 1.3V

https://www.firesu.net/

https://zhuanlan.zhihu.com/p/379306318
对于不同规模以及不同行业的硬件工程师要负责的工作内容是不一样的。我是一个在头部汽车电子行业的硬件工程师。现在就聊聊汽车电子行业的硬件工程师主要是在做什么。

汽车电子行业的硬件工程师主要会有俩类，一类是车载产品的硬件设计，一类是车载产品的测试设备设计。后者偏工控测试方向。后边我就主要聊聊车载产品的硬件工程师是在做哪些东西。

汽车电子硬件产品设计分为不同的域，具有不同的功能。主要有几类：动力域、车身域、底盘域、自动驾驶域、信息娱乐域。每个域涉及的零部件需要的技术也不是特别相同。先说说相同的地方，就是整个汽车电子的控制器都是工作在整车电池供电的环境中，需要满足汽车电子设计的要求。比如ISO7637和ISO16750这俩个标准。当然国际巨头如大众、通用、福特等都会有自己单独的设计标准。另外，各种控制器要满足相应的EMC设计标准，对于产品的性能要求也很高。

针对不同的功能域的汽车电子产品，硬件工程师所需要具备的技能是不太一样的。主要会分为俩个大的方向。都是围绕控制系统，其中动力域、车身域、底盘域，硬件工程师需要具备比较好的模拟电路设计能力。自动驾驶域、信息娱乐域，硬件工程师需要具备高速信号的设计能力。

另外，汽车电子的研发流程也和广大的其他硬件行业的研发流程不太一样。汽车电子硬件设计独有的DFMEA和WCCA是这个行业的硬件工程师必须要具备的能力。其中_DMFEA是潜在失效行分析，主要用于在产品研发之前，先期预测产品可能存在的风险。WCCA是最坏情况分析_，主要用于分析产品硬件电路在各种极限工况下，大批量的产品生产时都能满足要求的分析。这些分析对于硬件工程师对于元器件的根本工作原理的要求都非常高。都需要工程师能过深入研究硬件原理才能独立承担相关的工作。对于硬件工程师的经验要求比较高。这也是这个行业高可靠性的体现。

知乎文章

需要哪些技能？

国际电工委员会(IEC)
美国电子工业协会(EIA)

N1201SA矢量阻抗分析仪
天线测试参数
电阻、电抗、驻波、S11参数

https://www.eet-china.com/mp/a71557.html
蒋修国 /文

**通常说的信号完整性就是指信号无失真的进行传输。**前面我们讨论很多信号完整性问题，包括时序、串扰、衰减、反射、电源完整性、EMC等等。

当前的电子产品PCB上或多或少都有一些是高速信号网络。在设计电路和PCB时就要多注意这些信号网络的信号完整性。

对于很多工程师来讲，信号完整性说起来是一句很简单的话，但是很多时候却要了硬件或者PCB设计工程师一条“老命”。本文主要针对PCB设计来讨论，看看在PCB设计时，有哪些点会导致信号完整性问题？

1 PCB材料选择

PCB使用什么样的PCB材料会直接影响到信号完整性。比如PCB材料的介电常数、介质损耗角、铜箔粗糙度、玻纤布等等参数都会影响信号的电气性能。如下是PCB材料的介电常数和介质损耗角随着频率变化的曲线。

PCB材料是基础，所以在设计PCB之前，要选择好合适的PCB材料。

2 层叠设计

层叠设计是PCB设计中很重要的一步。如果层叠设计不合理，会直接导致设计存在天然的信号完整性问题。

比如在设计层叠时，我们通常都是按照厚度选择，而对于相同的材料，也有很多种PP或者Core，那他们的性能并不是相同的，比如电气参数Dk/Df、玻纤规格等。如下是某材料的两种芯板：

虽然它们的厚度是一样的，但它们分别是由1张2116的PP组成和2张1080的PP组成。其Dk和Df并不相同。这样如果在设计层叠结构的随意使用，就会导致信号完整性的问题。同时，1080和2116的玻纤也不一样。

对于高速信号，还要注意玻纤效应的影响。关于玻纤效应，我们在前面的内容中也做过相关的介绍。

3 传输线的线宽

传输线的线宽是由阻抗决定的，根据总线或者芯片平台的要求，确定好传输线的阻抗；再根据阻抗，在ADS CILD中计算传输线的线宽。

在设计PCB中，工程师都希望传输线的线宽是一致的，这样设计效率是最高的，但是这很难保证，因为很多芯片、连接器这类器件的pitch都可能会比较小，或者引脚的密度很高，就会导致在设计中会把线宽变小。如下图所示：

线宽变化之后就会影响到信号完整性。在设计中要尽量减少这种线宽的变化，或者尽量缩短这种变化线宽的长度，等等。

如果传输线太多，也可以考虑在ADS SIPro中使用RapidScan-Z快速扫描，查找到线宽变化，即阻抗不连续的点。

4 传输线之间的间距

在PCB设计中，传输线的间距有很多种类型，比如差分对内的间距，不同类型的传输线之间的间距等等。不同的间距要求不同，如果是差分对之间的间距，则不能太近（小），也不能太远（大），由阻抗和设计要求决定。

如果是不同类型传输线的间距，则希望间距尽量远一点，这样相互之间的串扰就会小，但是受限于空间和成本，这类间距也不能无限制的小。下面是随着间距变化，串扰的变化趋势。

5传输线的长度

传输线的长度由于产品结构和实际设计决定。在没有特殊要求的情况下，都希望传输线设计的短一点。因为传输线越长，信号的衰减越大，能量损失越大。

如果传输线的长度确实很长，而又不能缩短，这种情况下可以考虑换低损耗的板材或者在链路上使用repeater。

6 传输线等长

等长这个概念其实是工程师“偷（聪）懒（明）”想出来的。那我们还是沿用这个概念来谈。传输线等长包括差分对内等长，也包括相同类型的传输线组内等长。如果传输线不等长会带来一些信号完整性的问题，包括时序不满足要求、损耗过大或者容易受干扰等等。最简单的方式就通过绕线使差分对不同的两段传输线长度一致。

但是在之前的文章中也有给大家介绍过，实际上这种绕线等长，在电学当中它并不能完全满足设计要求。需要适当的调整，使传输线的延时是一致的才最好。尤其是对于组内等长（DDR总线），要尤其注意等长设计。

90%的工程师都没意识到的高速电路设计问题：等长绕线的影响

7 跨分割

在PCB设计中，工程师总会在不经意间造成传输线跨分割。对于低速信号可能并不是什么问题，但是对于高速信号而言可能就会引起灾难性的结果。跨分割会引起阻抗不连续、反射、时序以及信号的辐射等等问题。

如下是对比跨分割设计与有完整参考平面设计的眼图结果：

显然，跨分割设计的结果会稍微差一些。在PCB设计中，如果不可避免跨分割设计，应尽量减少跨分割传输线的长度；尤其是当信号速率比较高（比如25Gbps）时，一旦出现跨分割就要谨慎评估，尽量避免跨分割。

8拓扑结构

随着电子技术的发展，越来越多的总线都采用点对点的设计，但是有的总线也依然保留着多拓扑结构设计，比如DDR总线，其时钟、地址、控制、命令信号线。如下图所示为DDR5时钟信号的Flyby拓扑结构：

Flyby拓扑结构设计就可能会造成阻抗的不连续，如果要解决这类结构造成的信号完整性问题，就需要做好传输线的阻抗补偿、端接（或者调节ODT）等。

9 过孔

对于多层板的PCB设计，过孔是不可或缺的。对于传输线而言，过孔往往会造成一些阻抗不连续、损耗变大等信号完整性问题。对于高速信号或者高频信号的传输线过孔设计，就需要优化其过孔的结构，比如钻孔的大小、焊盘、anti-pad、Via Stub等等。

以下是在仿真软件ADS中对比的Via Stub去掉与否的结果对比：

10 电源系统设计

电源系统的设计是电子产品设计的重中之重，电源系统也是最容易出问题的地方。在越来越复杂的电子系统中，一个电子系统中可能有10多组电源，或者有的更多，如下是之前设计过的一款服务器CPU处的部分电源平面设计：

对于做系统产品的工程师而言，如何设计好电源主要分为两个部分，一个是电源系统的电路设计，一个是电源系统的PCB设计。在设计PCB时需要考虑到电源平面的分布和设计以及滤波电容的分布和摆放。为了更合理的设计好这些电源，尽量在设计之初和设计完成之后进行电源完整性的仿真，尽早发现可能存在的问题。如下是一组电源的直流压降仿真结果：

下图是一组电源PDN阻抗分析结果：

11总结

在越来越复杂、越来越高速、越来越紧凑的电子产品设计中，PCB设计的难度越来越高，信号完整性的问题也越来越多，问题也绝不仅限于本文所介绍的这些。不管任何设计，在设计过程中要有好的设计习惯，设计前和设计后尽量使用仿真工具进行仿真分析。

硬件工程师技能树
教育职场
文章来源：知乎
作者：Andrew Chu

1. 前言
   所有笔记的链接

一个优秀的工程师，不是业务驱动型，而是技术驱动型。这个也是为什么真正优秀的公司都是面试造火箭，实际拧螺丝的原因。很多人只会描述自己的业务，自己的项目，但是对于电路深层次的原理则是一无所知。理论和实践是两条腿走路的，甚至于理论是远高于实践的。不要只做一个if else coder！

2. Content
   偏差和噪声的区别？什么是容差？RS485和CAN收发器的区别，以及产生的效果？

因为篇幅限制，外加我更想记录自己对一些理论知识的见解，所以有些内容不适合0基础学习。希望大家少接触快餐知识，少被贩卖焦虑，多沉下心来自己去消化吸收理论知识，最后再和别人的经验进行参照对比。
内容已经分门别类，请直接点击链接：

基本元件：
说明：基本元件简单，但是都是基于直流低频的模式下。随着现在电路的工作频率越来越高，元件的寄生参数的作用会越来越明显。
Electronic Basics
BJT-MOSFET_notes
信号完整性：
说明：我们在设计低速电路的时候已经有了部分考虑
SI
仿真：
说明：暂时只有用SPICE模型对模拟电路的仿真，如瞬态响应，环路稳定性，噪声分析等。后续会加入HyperLynx的传输线信号完整性仿真的内容。
LTspice_notes
EMC：
EMC_Brief_notes
产品EMC设计
电源：
说明：一个好的电源是模数电路的基础。但是现在的DCDC IC已经内置了非常多的功能，导致电子工程师对于DCDC的底层原理理解不够，从而把握不住DCDC的设计关键参数，尤其是出现功能性问题和EMC整改的时候是一头雾水。
DC-DC-Basics
Isolation and EMC tricks
ACDC DCDC-Common-mistakes
DCDC环路补偿
Motor_Driver
模拟：
说明：纯模拟越来越少，模数混合是趋势。搞不懂OPA和ADC，是做不好模拟信号采集的。基本上所有的参数，都有DC模式和AC模式。
Analog-Engineer's-Pocket-Reference-TI
ADC-PrecisionLABS-TI
OPA-PrecisionLABS-TI
新概念模拟电路
总线：
说明：各种总线的原理，是做嵌入式控制板的底层。会用和搞懂搞清楚是两码事。跑通和稳定可靠也是两码事。
RS485_notes
CAN_notes
SPI_IIC_UART_notes
Ethernet PHY
无线总线
传感器：
说明：单纯研究传感器是没有前途的。关键是Sensor+OPA+ADC整个信号链路要了解。不然就会是一头雾水。
温度-惠斯通电桥
Hall Effect
压力
基于CSA的电流检测
环境光检测(暂不包含微弱信号检测)
数字：
STM32最小系统设计
Xilinx ZYNQ-7000series design
软件：
C
ZYNQ Notes1
ZYNQ Notes2
ZYNQ_PS
Matlab入门
Raspberry_notes
Python_notes
Linux_notes
数学：
线性代数
高等数学
概率论
其他书籍：
Atomic Habits
巴拉巴西成功学
墨菲定律
坏血
哈佛凌晨四点
乔布斯传
3. 说明
硬件工程师不是抄抄抄，抄以前的设计，抄Datasheet里的Typical Application。要对硬件的底层，硬件背后的原理有认识。深入每一个元件的选型和参数，都要有个specification。
很多电路，我们不得不承认，随便搞搞也能凑合使用。不分析电源的环路稳定性，运放的稳定性，运放和ADC的采样精度，在95%的时候，不会出问题。硬件就会越做越low，陷入内卷。
硬件工程师的吃饭家伙其实很多。叠加定理，KCL，戴维南定理，时间常数，傅里叶变换，波特图，微积分，线性代数，概率论，电磁场和电磁波，C和操作系统。多搞搞吧。和广大苦逼的同胞互勉把。
硬件可以做的不好，但是英语一定要好。学好英语，是世界上性价比最高的技能。不得不说，国内的好教材真的太少了。建议大家都去看英文的教材，这个语言转换的时间肯定是值的。就算同样是TI，国内的E2E论坛和培训教材，也是差了英文版的一个档次。
做好硬件，是一门多学科交融的事，只是现在大家都没时间去好好学习一门技能了。现在的硬件，集成度已经越来越高，芯片原厂也越来越简化电子工程师的设计难度。再加上大量的典型设计，参考设计。所以跑通一种芯片门槛很低了。难的是理解芯片原厂为你做了什么，芯片的底层结构是怎么样的，以及怎么样根据我们的应用去优化一些参数，无论是出于特殊场景的稳定性考虑还是降成本的功能裁剪。
4. 基本功
基本元件：
R C L的类型，容差，非理想参数，非理想的效应。
BJT。先把电路用对。工作点分析，小信号分析。损耗分析
MOSFET。先把参数理解对。米勒效应，开关损耗，导通损耗。
电源：
电源的基本拓扑，BUCK BOOST FLYBACK
电源的输入电容，输出电容，电感，MOSFET的选型
电源layout的关键点，电压突变和电流突变的环路
电源的环路稳定性分析，补偿的方式。环路稳定性的测试
纹波测量，噪声测量，line regulation 和 load regulation
运放：
容差分析和非理想参数的理解
噪声分析和计算
环路稳定性分析，补偿的方式。环路稳定性测试
放大电路
滤波电路
SK和MFB设计高阶滤波器
巴特沃斯，切比雪夫，贝塞尔的区别
电流检测
ADC：
理解ADC的采样和保持，对Vin和Vref的影响
ADC的类型和原理
理解容差分析和非理想参数
量化噪声，和前端OPA引入的噪声
OPA和ADC接口电路的设计
Vref的需求，和对应的设计。
带宽限制和抗混叠
EMC：
理解麦克斯韦方程组
理解偶极子天线和环形天线的辐射模式
理解电场辐射和磁场辐射。了解远场和近场
理解测试项和测试标准
理解LISN或者AN的测试原理
理解共模电流的环路
理解常见的干扰源
理解常用的整改方式
信号完整性：
对自己，对别人，对空间
总线和原理：
不是简单的一个发数据一个接受到数据就万事大吉了。要理解PHY的底层。
RS485
CAN：
SPI
IIC
USB
Ethernet
操作系统
Linux是未来。先会使用Linux，然后再看看内核，自己做驱动吧。
5. 声明
欢迎阅读我关于硬件系统的一些理解。有问题可以留言。
也欢迎大家转载，但是转载请注明来源和作者。
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