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1、平台的选择很多时候和系统选择的算法是相关的，所以如果要提高架构，平台 的设计能力，得不断提高自身的算法设计，复杂度评估能力，带宽分析能力。常用的主处理器芯片有：单片机，ASIC，RISC(DEC Alpha、ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC 和 SuperH )，DSP 和 FPGA 等，这些处理器的比较在网上有很多的文章，在这里不老生常谈了，这 里只提 1 个典型的主处理器选型案例。比如市场上现在有很多高清网络摄像机（HD-IPNC）的设计需求，而 IPNC 的 解决方案也层出不穷，TI 的解决方案有 DM355、DM365、DM368 等，海思提 供的方案则有 Hi35
2、12、Hi3515、Hi3520 等，NXP 提供的方案有 PNX1700、PNX1005 等。对于 HD-IPNC 的主处理芯片，有几个主要的技术指标：视频分辨率，视频编 码器算法，最高支持的图像抓拍分辨率，CMOS 的图像预处理能力，以及网络 协议栈的开发平台。Hi3512 单芯片实现 720P30 H.264 编解码能力，满足高清 IP Camera 应用, Hi3515 可实现 1080P30 的编解码能力，持续提升高清 IP Camera 的性能。DM355 单芯片实现 720P30 MPEG4 编解码能力，DM365 单芯片实现 720P30 H.264 编解码能力, DM368
3、单芯片实现 1080P30 H.264 编解码能力。DM355 是 2007 Q3 推出的，DM365 是 2009 Q1 推出的，DM368 是 2010 Q2 推出的。海思的同档次解决方案也基本上与之同时出现。海思和 TI 的解决方案都是基于 linux，对于网络协议栈的开发而言，开源社区 的资源是没有区别的，区别的只在于芯片供应商提供的 SDK 开发包，两家公司 的 SDK 离产品都有一定的距离，但是 linux 的网络开发并不是一个技术难点， 所以并不影响产品的推广。作为 IPNC 的解决方案，在 720P 时代，海思的解决方案相对于 TI 的解决方案， 其优势是支持了 H.264 编
4、解码算法，而 TI 只支持了 MPEG4 的编解码算法。虽 然在 2008 年初，MPEG4 的劣势在市场上已经开始体现出来，但在当时这似乎 并不影响 DM355 的推广。对于最高支持的图像抓拍分辨率，海思的解决方案可以支持支持 JPEG 抓拍 3M Pixels5fps，DM355 最高可以支持 5M Pixels，虽然当时没有成功的开发 成 5M Pixel 的抓拍（内存分配得有点儿问题，后来就不折腾了），但是至少 4M Pixel 的抓拍是实现了的，而且有几个朋友已经实现了 2560x1920 这个接近 5M Pixel 的抓拍，所以在这一点上 DM355 稍微胜出。因为在高清分辨率下，
5、CCD 传感器非常昂贵，而 CMOS 传感器像原尺寸又做 不大，导致本身在低照度下就性能欠佳的 CMOS 传感器的成像质量在高分辨率 时变差，于是 TI 在 DM355 处理器内部集成了一个叫做 ISP 的图像预处理模块， 它由 CCDC，IPIPE，IPIPEIF 和 H3A 模块组成，能帮助实现把 CMOS 的 RAW DATA（一般是指 Bayer 格式数据）转成 YCbCr 数据，同时实现包括白 平衡调节，直方图统计，自动曝光，自动聚焦等采用 CMOS 解决方案所必须的 功能，故 DM355 处理器就可以无缝的对接各种图像传感器了。而海思的解决 方案对于 CMOS 的选择就有局限性，它
6、只能用 OVT 一些解决方案，因为 OVT 的部分 Sensor 集成了图像预处理功能。但是 DM355 不仅可以接 OVT 的解决 方案，还可接很多其他厂家的 CMOS sensor，比如 Aptina 的 MT9P031。所以 在图像预处理能力方面，DM355 继续胜出。在 IPNC 这个领域，只要每台挣 1 个美金就可以开始跑量，所以在那个时代， 很少有人会去死抠 H.264 和 MPEG4 的性能差异，而且 TI 已经给了市场一个很 好的预期，支持 H.264 的 DM365 很快就会面世。所以 IPNC 这个方案而言， 当时很多企业都选择了 DM355 的方案。有些朋友现在已经从 D
7、M355 成功过渡 到 DM365、DM368，虽然你有时候会骂 TI，为什么技术不搞得厉害点，在当 年就一步到位，浪费了多少生产力。但是技术就是一点一点积累起来，对于个 人来不得半点含糊，对于大企业，他们也无法大跃进。DM355 的 CMOS 预处 理技术也有很多 Bug，SDK 也有很多 bug，有时会让你又爱又恨，但是技术这 东西总是没有十全十美的，能在特定的历史条件下，满足市场需求，那就是个 好东西。当然海思的解决方案在 DVS、DVR 方面也大放异彩，一点也不逊色于 TI 的解 决方案。其它芯片的选型则可以参考各芯片厂商官方网站的芯片手册，进行 PK，目前大 部分芯片厂商的芯片手册都
8、是免 NDA 下载的，如果涉及到 NDA 问题，那就得 看个人和公司的资源运作能力了，一般找一下国内相应芯片的总代理商，沟通 一下，签个 NDA 还是可以要到相应资料的。每隔一周上各 IC 大厂的官方主页， 关注一下芯片发展的动态这是每个电子工程师的必须课啊，这不仅为了下一个 方案设计积累了足够的资本，也为公司的产品策略做足了功课。芯片采购是电子电路设计过程中不可或缺的一个环节。一般情况下，在各 IC 大 厂上寻找的芯片，只要不是 EOL 掉的芯片，一般都能采购到。但是作为电子电 路的设计者，很少不在芯片采购问题上栽过。常见的情况有以下几种：1， 遇到经济危机，各 IC 厂商减产，导致芯片供货
9、周期变长，有些 IC 厂商甚 至提出 20 周货期的订货条件。印象很深的 2009 年上半年订包 PTH08T240WAD，4-6 周就取到了货，可是到了 2009 年下半年，要么是 20 周货期，要么就是价格翻一番，而且数量只有几个。2， 有些芯片虽然在 datasheet 上写明了有工业级产品，但是由于市场上用量 非常少，所以导致 IC 厂商生产非常少，市场供货也非常紧缺，这就让要做宽温 工业级产品的企业或者军工级产品的企业付出巨大的代价。3， 有些芯片厂商的代理渠道控制得非常严格，一些比较新的芯片在一般的贸 易商那采购不到，只能从代理商那订。如果数量能达到一个 MPQ 或者 MOQ 的要
10、求，一般代理商就会帮你采购。但是如果只是要一两个工程样品，那么就 得看你和代理商的关系了，如果你刚进入这个行业的话，那很有可能你就无法 从代理商这获得这个工程样片。4， 有些芯片是有限售条件，如果芯片是对中国限售而不对亚洲限售的话，一 般可以通过新加坡搞进来，如果芯片是对亚洲限售的话，那采购难度得大大的 增加，采购的价格也会远远超出你的想象空间。先看一个芯片采购案例：之前我给一朋友推荐了一个 FPGA 芯片，他后来给我发了一段聊天记录，如下：2010-8-3 9:13:12 A B XC6SLX16-2CSG225C 订货 250.00 2010-8-3 9:22:10 B A 订货多久呢？
11、2010-8-3 9:22:37 A B 2 周 2010-8-13 14:22:47 A B XC6SLX16-2CSG225C 这个型号，你那天跟我定的， 本来是货期两周的，但是这个型号属于敏感型号，禁运国内的，我们要第三方 去代购，所以现在货期要 5 周左右，你看能接受吗？ 注：B 为芯片采购商，A 为芯片供应商 回顾一下当时发生的情形：2010-8-3，B 设计好方案，确定好芯片型号后，因为芯片型号比较新，害怕芯 片买不到，于是向芯片供应商 A 确定了一下芯片的货源情况，当获知价格和货 期之后，B 非常高兴，非常满意地跟我说，你推荐的芯片性价比真不错，等原 理图设计完之后，就马上去订货
12、。2010-8-13，B 设计完原理图后，B 要向 A 下单时，突然收到 A 的上述回复， 于是他一下子就蒙了，因为 2 周就可以完成 PCB layout，1 周就可以完成 PCB 加工生产。也就意味着 B 即使 2010-8-13 下单，也得干等 2 周的时间才能开始 焊接调试。 （最后 A 这供应商又获知这芯片是对中国禁售的，没有办法帮 B 搞 定，最后 B 从另外一家芯片贸易商那花了 5 周的时间才采购到，而且价格涨到 了 450）耽误 2 周可能还算是少的了，遇到其他特殊情况，芯片搞不到也都是有可能的， 如果是原理图设计好了之后遇到这种情况的话，那简直就要哭了，如果是等 PCB la
13、yout 好了之后再遇到这种情况的话，那就是欲哭无泪了。所以建议在芯片方案确定之后，就马上下单采购芯片，芯片询价时获得的价格和货期消息有时并不一定准确，因为 IC 行业的数据库的更新有时具有一定的滞 后性，只有下单后等到供应商的合同确认，那才算尘埃落定。分析系统主芯片对纹波的要求分析系统主芯片对纹波的要求由于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就 不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上 的交流分量就称之为纹波，纹波对系统有很多负面的影响，比如纹波太大会造 成主处理器芯片的重启，或者给某些 AD，DA 引入噪声。一个典型的现象就是， 如果电源的纹
14、波叠加到音频 DA 芯片的输出上，则会造成嗡嗡的杂音。下表是 设计中所使用芯片对纹波的要求，以及电源芯片能够提供的纹波范围，纹波是 选择电源芯片的重要参数，这里只列举一两个芯片进行说明：芯片纹波统计表 分析系统主芯片的电压上电顺序要求分析系统主芯片的电压上电顺序要求 当今的大多数电子产品都需要使用多个电源电压。电源电压数目的增加带来了 一项设计难题，即需要对电源的相对上电和断电特性进行控制，以消除数字系 统遭受损坏或发生闭锁的可能性。一般这个在芯片手册中会有详细说明，建议 遵守芯片手册中的要求进行设计。分析系统所有芯片的功耗分析系统所有芯片的功耗 统计板卡上用到的所有芯片的功耗，大部分芯片的功
15、耗在芯片手册上都有详细 说明，部分芯片的功耗在手册上没有明确写明，比如 FPGA，这时候可以根据以 往设计的经验值，或者事先将 FPGA 的逻辑写好，借助 EDA 工具进行统计，比 如 ISE 的 Xpower Analyzer，下面的表格是一个功耗分析的统计案例。注：因为 数据比较多，所以这里只选择了 3.3V 的几个芯片作为代表进行统计。 论证选择的电源方案能否满足以上的所有要求论证选择的电源方案能否满足以上的所有要求 根据对上电顺序的要求，纹波以及功耗的分析，选择正确的电源方案。电源设 计是一个细活，数据统计整理是一个不可缺少的工种，养成良好的设计习惯， 是“一板通”必需的环节。电源方案
16、的选择，学问非常多，分析的文章更是数不胜数。在这里只列举几个 规律性的东西。在消费级产品里面，由于成本非常敏感，散热要求比较高，所以一般倾向于 DC/DC 的解决方案，而且现在越来越多倾向于 Power Management Multi-Channel IC（PMIC）的解决方案。DC/DC 的一个比较大的缺点就是纹波大，另外如果电 感和电容设计不合理的话，电压就会很不稳定。印象非常深的就是有一次用 DC/DC 给 FPGA 供电时，根据 FPGA 的 Power Distribution System (PDS)分析，加了足够多的 330uF 钽电容，结果 DC/DC 就经常 出问题，所以 DC/DC 的设计一定要细心。大功率电路设计时，电感的选择也非 常的关键，参考设计中很多电感型号在北京中发电子市场或者深圳赛格广场上 都是买不到的，而国内市场上的替代品往往饱和电流要小于参考设计中电感的 要求值，所以建议设计时也要先买到符合要求的电感之后，再开始做电感的 Footprint。在非消费品领域， LDO、电源模块用得相对较多，因为电源纹波小，设计简单。 我初学电路的
