基于电子产品硬件设计的研究分析

基于电子产品硬件设计的研究分析

陆才

广东泛达电子科技有限公司528449

摘要：随着我国经济的快速发展和信息社会的不断推进，电子产业发展尤为迅速，市场竞争也越来越大，目前我国的电子市场已经趋于成熟，不断的向着新的方向快速发展，人们对于电子产品的质量要求越来越高，如何在设计中实现客户需求，更好的实现电子产品的实用性是本文的主要探讨内容。

关键词：电子产品；硬件设计；研究分析

引言

随着我国信息化建设的不断推进，电子产业逐步实现了高增长的发展态势，市场的功能不断扩展。目前，我国电子市场已经摆脱了早期的模式，正在随着现代通讯技术的进步向着新的方向发展。由于对产品质量的要求越来越高，对电子产品硬件的测试要求越来越严格，设计过程中尽可能发现问题，使电子产品的实用性更强，更加可以受到用户的认可。

一、电子产品的发展

电子产业是我国增长最快的行业之一。由对以计算机技术、互联网技术和通信技术为代表的新一代信息技术产品的需求呈爆炸式增长，整个产业链从元器件到终端产品到应用服务，拥有巨大的发展空间。今年2月份，工信部发布到电子信息制造业“十二五”发展规划》，提出“十二五”期间我国规模以上电子信息制造业销售收人年均增速保持在10％左右，超过十万亿元；工业增加值年均增长超过12％；电子信息制造业中的战略性新兴领域销售收人年均增长25％。电子产业的持续增长，初步确立了我国作为世界电子产业大国的地位。

二、电子产品的硬件设计

2.1硬件设计的概念

硬件设计就是根据产品的需求规格，在产品销售成本的要求下，利用目前成熟的芯片技术或方案，在规定的时间条件下完成符合产品规格的功能、性能、功耗、散热、信号完整性、电磁辐射、可测试性、可生产性等要求的硬件产品。

任何一个卖硬件产品的公司的盈利，主要就是销售价格一产品销售成本，而产品销售成本90％取决于设计，剩下的就只是产品的生产成本了。设计成本60％取决于集成芯片的价格，一般来说，为了更好地体现集成芯片的良好性能，一般采用性价比较高的芯片。

信号完整性主要影响两方面：电磁兼容和时序，不好的集成电路设计会有很强的尖峰，过冲或者上升和下降时间占数据周期过长，也会导致高低或时钟不稳。现在全世界都在提倡环保，运营商们也是如此，因此，硬件设备必须省电。比如，用效率更高的电源电路，或用PWM代替LDO等。

2.2硬件设计的流程

首先是需求分析及准备工作。在接到一个硬件设计项目时，首先进行需求分析，划分出功能模块，并且为每个功能模块选择实现电路，应尽量选择市场主流、器件生命周期长根据原厂的设计参考电路进行调试，调试时，应先制定出方案在试验，随即记录下详细的步骤和结果。

其次是画原理图。根据功能模块确认各部分的电路及所需要的元件，参考电路等，然后画图，在原理图上画出各功能块的原理图，不同部分之间用网络标号进行连接。画完后仔细检查，确保没有任何错误，开始为每个元件确定封装。

最后，画PCB图。将原理图中的元件封装导人图PCB中，简单排列一下元件，不要相互重叠，然后打印出来。开始布局，先放置需要机械定位的元器件，将每个功能块的元器件放到一块，根据布线规范，手动布置关键部分。

2.3可维修性

（1）设计简单

产品的调整机构设计简便，以便于排除因磨损或飘移等原因引起的常见故障。对易发生局部耗损的贵重件，设计成可调整或可拆卸的组合件，以便于局部更换或修复，避免或减少互相牵连的反复调校。（2）维修性的定性要求

设计时，要对产品功能进行分析权衡，合并相同或相似功能，消除不必要的功能，以简化产品和维修操作。

在满足规定功能要求的条件下，构造简单，减少产品层次和组成单元的数量，简化零件的形状。

三、电子产品硬件的应用

3.1存储器的应用

存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中全部信息，包括输人的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存人和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。

存储器的应用十分广泛，归纳起来主要有以下三方面：（1）用于存储固定的程序在个人电脑中，ROM用来存储启动程序，上电后计算机首先执行启动程序，将操作系统软件由硬盘调人内存。（2）用于存储固定的数据表格在数学运算中为了加快运算速度，常将某变量的函数例如三角函数、对数函数等先造一个表，预先写入ROM中。

3.2集成电路的应用

集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。

集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高、性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。

3.3继电器的应用

继电器是一种电控制器件，是当输人量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统和被控制系统之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

继电器就是应用最广的电气元器件之一。其应用范围涵盖所有用电行业，包括电子信息企业、制造业、普通家庭用户等。汽车工业正在越来越广泛地使用继电器。比较常见的继电器有：启动电动机的启动继电器、嗽叭继电器、电动机或发电机断路继电器、充电电压和电流调节继电器、转变信号闪光继电器、灯光亮度控制继电器以及空调控制继电器、推拉门自动开闭控制继电器玻璃窗升降控制继电器。家用电器用继电器在全球继电器应用领域占7％左右。一般用于空调、电冰箱、抽油烟机等。以空调为例。空调继电器主要用于控制压缩机电动机、风扇电动机和冷却泵电动机，以执行相关的控制功能。在工业控制上，主要的控制功能由通用交流继电器完成。通常由按纽或限位开关驱动继电器。继电器的触点可以控制电磁阀、较大的启动电机以及指示灯。

结束语：电子硬件已深入到人们的生活和生产当中，如何更好的完成电子产品的硬件设计是我们最终的发展方向，不断了解客户需求优化硬件设计，从而推动电子硬件的快速发展。

参考文献

[1]黄艳敏，浅谈电子产品的硬件测试技术[J]单片机与嵌入式系统应用，2010.

[2]Altium为电子产品设计提供平价且高度集成的数据管理方案[J].单片机与嵌入式系统应用，2011，11（8）：87-87