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利用开源硬件的优势

Gerald Coley?? 德州仪器公司?? 2009年10月31日 ?? 收藏0

  Allegro有一个很有用的免费查看器,能读取设计文件。该查看器可显示出布局叠层,以及所有PCB信息,给出一种在自己工具上设计电路板的指南。采用这种方式可以看到电路板的走线、线宽,以及走线间距。另外一个选项是采用现有工具和第三方工具,将数据库转换到其它工具中。但在使用这种方法时,必须注意不要丢失设计信息。可以采用Gerber文件对信息作双重检查,并作为学习工具。这些文件并非用户友好式,但可以帮助建立自己的布局。OMAP3530器件还包含一个设计指导应用说明,帮助作布局工作。

  快速起动

  很多新器件都使用了比PCB供应商更先进的技术,包括盲孔、叠孔、窄走线,以及焊盘中过孔技术。尽管供应商也许能应付这类先进技术,但过去可能未被要求使用它们。如果用户因为相互了解而与一家PCB供应商合作良好,是值得要求供应商去处理这些新的需求的。不过,按照你的需求和把握,最好寻找一家有该种类型电路板经验的供应商。采用现有的CAD数据,PCB供应商就可以快速上手做出一个初始电路板样品,这样你就相信该公司可以制造它了。如果供应商需要对设计的某些方面作出调节,可以根据自己的标准工艺,修改Gerber文件。

  预期合格率决定了制造电路板的成本。按原样制造电路板可以使供应商具备对合格率的前瞻能力。于是他们可以防止在制造新电路板时出现任何问题。例如,假设在焊盘内过孔技术上有问题,就应避免在设计中使用它。装配车间也可能在组装电路板过程中遇到问题。用开源硬件可以使装配车间进入快速生产。另外,适当情况下可使用自己的装配车间,组装整块电路板或电路板的一个子集。

  很多情况下,要经过多次过程才能找到组装中的窍门。通过采用开源硬件设计,并装配起所需的电路板,可以解决掉任何问题。最好在一个经过验证和测试的电路板上去解决这些问题,而用自己的第一台样机则可能很难发现问题。Beagle-Board亦有一个POP装配指南(参考文献4)。与PCB布局指南一样,它也采用了BeagleBoard设计(图2)。

图2电路板装配流程开始于一块PCB板结束于目视检查
图2,电路板装配流程开始于一块PCB板,结束于目视检查。

  硬件的完成总是存在着压力,因为完成硬件才可以开始软件的验证。基于开源硬件的设计可以尽早开始软件开发,即当有可用的开源硬件电路板时就启动开发工作。由于开源硬件一般也包含了软件部件,软件团队可以使用已有代码快速开始工作。这种方案能使硬件团队确保自己一次就完成正确的设计。

  另外,软件团队可能发现,需要修改硬件来提高性能,或增加一项功能。不过,对基础设计作大量修改会很快抹杀这种需要。要确认保持基本的设计元素不变,如内存、电源管理和关键的调试用外设。另外,特别留意那些可用的软件,看它们是否提供了必需的应用或功能。尽管软件开发者可以自己编写软件,但他们通常更愿意使用已有的软件。

  总之,采用OrCAD逻辑图设计工具或采用开源硬件实现自己的版本可降低风险,节省开发时间。然后你只需要专注于在基础设计上增减的东西,就能完成最终设计。你可以用Allegro CAD文件或Gerber文件提供一个映象,就可以正确地重用任何工作。其次,要选择一家能够正确实现该技术的PCB供应商,节省获得样机的时间与成本。这种方案增加了一次成功的机会,减少了出现高昂代价问题的数量,这些问题可能会在样机阶段导致返工和调试。然后,注重于让装配车间制造出开源硬件电路板。注意硬件样机上已可以运行软件,能用开源硬件板对软件作测试,大大提高了成功的机会。

  回馈

  开源硬件就是与其它人共享劳动,使所有人受益。不将自己的修改向社区公开也是可以接受的。不过,以开源硬件的精神,可能的情况下,向社区所有各方提供升级与增补是有益的,这样下个用户可以加入其它的改进。当你为硬件增加一个功能时,它会影响到软件,因此就多了一个理由来增强和改进软件的整体性能,以利用新特性的优点。当开发人员基于此设计而做产品时,其它社区成员也许已经用完成的软件工作增加了功能,能帮助做出一种更好的产品。

  在未来,更多公司将为客户和全部社区提供不同等级的开源硬件,从而建立一个环境,开发人员的多数工作是改进设计,而不是重新做一个设计。社区可以从这一共同目标中获益,因此,请关注开源硬件世界的后来者。

参考文献
1. “License Your Work,” Creative Commons.
2. Nelson, Russell, “The BSD License,” Berkeley Software Distribution, Oct 31, 2006.
3. “OMAP3530 Applications Processor,” Texas Instruments.
4. Gutierrez, Keith, and Gerald Coley “PCBAssembly Guidelines for 0.4mm Package-On-Package (PoP) Packages, Part II,” Texas Instruments, April 2008.


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开源硬件? 开源软件? OrCAD?

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