現(xiàn)代電子產品開發(fā)流程
引言:進入21世紀,信息科技、電子技術的迅猛的發(fā)展,電子市場的競爭越來越激烈。產品的質量、產品的開發(fā)周期、產品的上市周期越來越受到各產品開發(fā)商的重視。各產品開發(fā)商都爭取在最短的時間內開發(fā)出功能、性能滿足客戶需求的產品,并在最短的時間內將產品上市。否則,就可能被市場殘酷的淘汰。在這種情況下,"電子產品的開發(fā)流程"的建立、完善、優(yōu)化,并使產品開發(fā)流程能夠起到保證產品功能、性能的情況下縮短產品開發(fā)周期,成為各產品開發(fā)商高層需要重點考慮的問題。從本周開始,我們就開始以連載的方式專門來探討電子產品的開發(fā)流程,特別是在PCB設計開發(fā)流程這一塊。
傳統(tǒng)的電子產品開發(fā)流程
在傳統(tǒng)的電子產品設計流程中,PCB的設計依次由電路設計、版圖設計、PCB制作、調試、測量測試等步驟組成,傳統(tǒng)的電子產品開發(fā)流程如下圖所示:
傳統(tǒng)的電子產品的開發(fā)流程,存在很多的弊端,特別在PCB設計流程這個階段。主要表現(xiàn)在如下幾個方面:
設計工程師在項目的總體規(guī)劃、詳細設計、原理圖設計各階段上,由于缺乏有效的對信號在實際PCB板上的傳輸特性的分析方法和手段,電路的設計一般只能根據(jù)元器件廠家和專家建議及過去的設計經驗來進行。所以對于一個新的設計項目而言,通常都很難根據(jù)具體情形作出信號拓撲結構和元器件的參數(shù)等因素的正確選擇。
二、PCB版圖設計階段:
應該指出,大多數(shù)的產品開發(fā)商,并沒有對PCB設計流程規(guī)范化,沒有對PCB設計進行總體規(guī)劃、詳細設計、造成很難對PCB板的元器件布局和信號布線所產生的信號性能變化作出實時分析和評估,所以版圖設計的好壞更加依賴于設計人員的經驗。有的產品開發(fā)商,在原理圖設計和PCB設計通常由同一個工程師來完成,通常在PCB設計上考慮不是太多,基本上以版圖網絡走通,就認為PCB設計完成。甚至認為PCB設計就是LAYOUT設計。這些觀點都是不正確的。
三、PCB制版階段
由于各PCB板及元器件生產廠家的工藝不完全相同,所以PCB板和元器件的參數(shù)一般都有較大的公差范圍,使得PCB板的性能更加難以控制。如果沒有對PCB制版進行特殊的規(guī)劃和設計,通常很難保證產品的性能達到最佳。
四、產品調試測試階段
在傳統(tǒng)的PCB設計流程中,PCB板的性能只有在制作完成后才能夠通過儀器測量來評判。在PCB板調試階段中發(fā)現(xiàn)的問題,必須等到下一次PCB板設計中加以修改。但更為困難的是,有些問題往往很難將其量化成前面電路設計和版圖設計中的參數(shù),所以對于較為復雜的PCB板,一般都需要通過反復多次上述的過程才能最終滿足設計要求。
可以看出,采用傳統(tǒng)的PCB設計方法,產品開發(fā)周期較長,研制開發(fā)的成本也相應較高。通常要成功開發(fā)一個產品通常需要4個輪次以上反復的設計過程。
項目管理者聯(lián)盟
在電子技術高速發(fā)展的今天,傳統(tǒng)的產品開發(fā)流程越來越不適應市場的需求。必須被新的開發(fā)流程所替代?;诋a品性能(產品的信號完整性能、電磁兼容性能、散熱性能)分析、設計的流程越來越受到人們關注。下周我們將重點探討基于產品性能分析、設計的產品開發(fā)流程的特點和優(yōu)點。如果,貴公司還基于上圖所示的傳統(tǒng)產品開發(fā)流程進行產品開發(fā)就要特別的注意了。
現(xiàn)代電子產品開發(fā)流程之我見(二)
引言:前一陣子我們談到了"傳統(tǒng)的電子產品開發(fā)流程"在電子產品設計各階段的弊端,在很長的一段時間沒有續(xù),在此向新、老客戶表示歉意。現(xiàn)在我們繼續(xù)談如何克服這些弊端,這就需要引入"基于產品性能(產品的信號完整性能、電磁兼容性能、散熱性能)分析、設計的流程"。該電子產品的設計流程引入將極大的提高產品的設計成功率、縮短產品的整體的設計周期。基于產品性能分析、設計的電子產品開發(fā)流程。
傳統(tǒng)的電子產品設計流程已經不適合通信、電信領域的高密度、高速電路設計?;诋a品性能分析的高速PCB設計流程引入成為了必然,高速PCB設計電子產品開發(fā)流程如下圖所示:
從上面的流程圖我們可以很明顯的看出,與傳統(tǒng)的電子產品的開發(fā)流程相比,它在PCB設計的流程階段上加入了兩個重要的設計環(huán)節(jié)和一個測試驗證環(huán)節(jié),很好的克服了傳統(tǒng)設計流程的弊端?,F(xiàn)對加入的環(huán)節(jié)說明如下:
一、PCB設計前的仿真分析階段:
設計工程師在原理設計的過程中,PCB設計前通過對時序、信噪、串擾、電源構造、插件信號定義、信號負載結構、散熱環(huán)境、電磁兼容等多方面進行預分析,可以使設計工程師在進行實際的布局布線前對系統(tǒng)的時間特性、信號完整性、電源完整性、散熱情況、EMI等問題做一個最優(yōu)化的分析,對PCB設計作出總體規(guī)劃和詳細設計,制定相關的設計規(guī)則、規(guī)范用于指導后續(xù)整個產品的開發(fā)設計。當然這些工作大多需要由專業(yè)的PCB設計工程師來完成,原理設計工程師通常沒有辦法考慮到這樣細致和全面。
二、PCB設計后的仿真分析階段:
在PCB的布局、布線過程中,PCB設計工程師需要對產品的信號完整性、電源完整性、電磁兼容性、產品散熱情況作出評估。若評估的結果不能滿足產品的性能要求,則需要修改PCB圖、甚至原理設計,這樣可以降低因設計不當而導致產品失敗的風險,在PCB制作前解決一切可能發(fā)生的設計問題,盡可能達到一次設計成功的目的。該流程的引入,使得產品設計一次成功成為了現(xiàn)實。
三、測試驗證階段
設計工程師在測試驗證階段,一方面驗證產品的功能、性能的指標是否滿足產品的設計要求。另外一個方面,可以驗證在PCB設計前的仿真分析階段和PCB設計后的仿真分析階段所做的所有的仿真工作、分析工作是否是準確、可靠,為下一個產品開發(fā)奠定很好的理論和實際相結合的基礎。
從上面的流程大家可以看出,采用新的高速PCB設計流程,雖然在產品一輪開發(fā)周期上較傳統(tǒng)的PCB設計方法產品開發(fā)周期長,所要投入的人力多。但從整個產品的立項到產品上市這個周期上看,無疑前者要短的多。原因很簡單,在傳統(tǒng)的PCB設計流程中,PCB板的性能只有在制作完成后才能夠通過儀器測量來評判。在PCB板調試階段中發(fā)現(xiàn)的問題,必須等到下一次PCB板設計中加以修改。而新的流程中,這些問題絕大多數(shù)將會在設計的過程中解決了。
隨著時鐘的提高和上升沿的縮短,很難用老的設計方法去指導現(xiàn)代的電子設計。在進入皮秒(ps)設計時代,將需要新的設計規(guī)則,新的技術、新的工具和新的設計方法。當然,任何一個公司不是那么容易在短時間內就可以進行從傳統(tǒng)的設計流程到新的設計流程的轉換,這需要很多路要走。下周我們將重點談企業(yè)進行流程的切換需要做出那些努力,以提高產品的設計成功率,縮短產品的設計周期,以加強企業(yè)的競爭能力。
新產品從開發(fā)到上市的階段流程
·產品構思與選取 ——主要是尋求產品構思
·產品概念與評估——重視市場分析和戰(zhàn)略
·產品定義與項目計劃——產品開發(fā)工作基礎階段
·設計與開發(fā)——按方案進行產品開發(fā)
·產品測試與驗證——工作重點是測試和驗收
·產品上市——做好上市前的評估工作
產品構思與選取
這個階段主要是尋求產品構思,并不是每個企業(yè)都把這個階段作為流程的正式階段,但是,它卻是產品創(chuàng)新過程的一個必經的階段,因為,任何一個可產品化的構思都是從無數(shù)多個構思中篩選而來的,這個階段的過程管理往往是非常開放的,它們可以來自于客戶/合作伙伴/售后/市場/制造以及研發(fā)內部,這些來自各個渠道的信息就構成了產品的最原始概念。
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產品概念與評估
這個階段的焦點應放在分析市場機會和戰(zhàn)略可行性上,主要通過快速收集一些市場和技術信息,使用較低的成本和較短的時間對技術/市場/財務/制造/知識產權等方面的可行性進行分析,并且評估市場的規(guī)模、市場的潛力、和可能的市場接受度,并開始塑造產品概念。這個階段一般只有少數(shù)幾個人參與項目,通常包括一個項目發(fā)起人和其他幾個助手,正常情況下,這個階段在4-8周的時間內完成。
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產品定義與項目計劃
這個階段是產品開發(fā)工作的基礎階段,它的主要目的是新產品定義,包括目標市場的定義、產品構思的定義、產品定位戰(zhàn)略以及競爭優(yōu)勢的說明,需要明確產品的功能規(guī)格以及產品價值的描述等方面內容,決定產品的開發(fā)可行性,對Scoping階段的估計進行嚴格的調研,并完成后續(xù)階段的計劃制定,當然,這個階段并不需要詳細的產品設計,一旦這個階段結束,需要對這一產品的資源、時間表和資金作出估算。這一階段涉及的活動比前一階段要多很多,并且要求多方面的資源和信息投入,這一階段最好是由一個跨職能的團隊來處理,也就是最終項目團隊的核心成員。
新產品設計與開發(fā)
這一階段的重點是按照既定的方案來進行產品的實體開發(fā),大部分具體的設計工作和開發(fā)活動都在這一階段進行,而不再分析產品的機會和可行性了。同時,這一階段還需要著手測試、生產、市場營銷以及支援體系方面的一些工作,包括生產工藝的開發(fā)、計劃產品的發(fā)布以及客戶服務體系的建設,另外,市場分析以及客戶反饋工作也在同時進行中,還有就是需要持續(xù)更新的財務分析報告,以及知識產權方面的問題也務必獲得解決。
產品測試與驗證
這個階段的工作重點是測試和驗收,這一階段的活動包括企業(yè)內部的產品測試以及用戶測試(B測試),甚至包括產品的小批量試生產以及市場的試銷等,當然,這個階段仍舊需要更新財務分析報告,這一階段的標志是成功的通過產品測試,完成市場推廣計劃,以及建立可行的生產和支援體系。
投放市場
這個階段的工作重點是測試和驗收,這一階段的活動包括企業(yè)內部的產品測試以及用戶測試(B測試),甚至包括產品的小批量試生產以及市場的試銷等,當然,這個階段仍舊需要更新財務分析報告,這一階段的標志是成功的通過產品測試,完成市場推廣計劃,以及建立可行的生產和支援體系。
PCB抄板流程步驟公布如下
第一步,拿到一塊PCB,首先在紙上記錄好所有元氣件的型號,參數(shù),以及位置,尤其是二極管,三機管的方向,IC缺口的方向。最好用數(shù)碼相機拍兩張元氣件位置的照片。
第二步,拆掉所有器件,并且將PAD孔里的錫去掉。用酒精將PCB清洗干凈,然后放入掃描儀內,啟動POHTOSHOP,用彩色方式將絲印面掃入,并打印出來備用。
第三步,用水紗紙將TOP LAYER 和BOTTOMLAYER兩層輕微打磨,打磨到銅膜發(fā)亮,放入掃描儀,啟動PHOTOSHOP,用彩色方式將兩層分別掃入。注意,PCB在掃描儀內擺放一定要橫平樹直,否則掃描的圖象就無法使用。
第四步,調整畫布的對比度,明暗度,使有銅膜的部分和沒有銅膜的部分對比強烈,然后將次圖轉為黑白色,檢查線條是否清晰,如果不清晰,則重復本步驟。如果清晰,將圖存為黑白BMP格式文件TOP.BMP和BOT.BMP。
第五步,將兩個BMP格式的文件分別轉為PROTEL格式文件,在PROTEL中調入兩層,如過兩層的PAD和VIA的位置基本重合,表明前幾個步驟做的很好,如果有偏差,則重復第三步。
第六,將TOP。BMP轉化為TOP。PCB,注意要轉化到SILK層,就是黃色的那層,然后你在TOP層描線就是了,并且根據(jù)第二步的圖紙放置器件。畫完后將SILK層刪掉。
第七步,將BOT。BMP轉化為BOT。PCB,注意要轉化到SILK層,就是黃色的那層,然后你在BOT層描線就是了。畫完后將SILK層刪掉。
第八步,在PROTEL中將TOP。PCB和BOT。PCB調入,合為一個圖就OK了。
第九步,用激光打印機將TOP LAYER,BOTTOM LAYER分別打印到透明膠片上(1:1的比例),把膠片放到那塊PCB上,比較一下是否有誤,如果沒錯,你就大功告成了。
線路板、電路板、PCB抄板流程與技巧
第一步,拿到一塊PCB,首先在紙上記錄好所有元氣件的型號,參數(shù),以及位置,尤其是二極管,三機管的方向,IC缺口的方向。最好用數(shù)碼相機拍兩張元氣件位置的照片。