硬件模块设计思想

硬件模块设计">模块设计,顾名思义就是将各个不同的功能做成独立的模块。然后将各个模块组合成不同的产品。

对于一个公司硬件模块化设计,从设计之初,调试,到样机及产品生产的过程应该是这样：

1.　　　　 了解产品需求

2.　　　　 根据需求,选择合适的处理器

3.　　　　 根据处理器构架系统结构

4.　　　　 设计处理器的最小系统图,包括电源,晶振,不使用需要简单处理的引脚处理,将需要使用的引脚引出。

5.　　　　 选择和合适的成熟模块连接。

6.　　　　 与各个模块共同搭建一个开发平台。

7.　　　　 开发程序,调试。

8.　　　　 软件调试完毕,硬件功能完好。开始针对产品要求的体积,外形等进行修改,重新构建绘制原理图,pcb

9.　　　　 将程序下载到新的pcb中,进行必要的修改后,可以进行试验

10.　　 试验后根据情况再次进行修改。

11.　　 再次试验。

12.　　 没有问题后进行生产。

如果是单纯的生产一款产品,那么对于上述的4,5,6来讲没有必要这样做,这里的硬件模块化是针对公司的一个系列产品的设计进行构思的。

对于一个系列的产品,产品的功能有很多相似之处,往往高级的产品会比低级的产品多些功能,这样的话,这一系列的产品的有很多模块就是这一系列产品的特征,必须具有的,就像电话,一般都会具有接听,打出电话,发送,接收短消息这两个基本特征。但是这并不是说低级的产品是高级产品的子集,低级的产品功能有些也是高级产品所没有的。

为什么机械产品和电子器件的生产和使用及更换,在现在看来都很方便呢？很重要的一个问题就是大家在制作的时候都会遵循一个共同的标准。汽车出现了问题,我们不会重新将汽车生产一次,而是更换零件;汽车的升级换代,不是重新研发,而是现有基础上的改进和提高;即使是革命性的变化也不会将现有和以前的东西完全抛弃。

同样的道理一个板子上的芯片坏了,不是要换掉整个板子,而是将芯片换掉。

那么对于系列产品的开发,怎样才能方便的进行新产品初期的设计,调试,老产品的功能升级设计和调设呢？

待续。大家可以留言补充
我们接着上篇提出的问题继续讨论.

　　　 现在大家对软件的模块设计">模块设计很熟悉 ,就是将软件的功能细分,然后做成一个独立的模块,不管用在哪里,只要告诉使用者接口和功能,就能很方便的使用.如果需要对函数进行变动的话也很简单,直接对函数本身做改动就可以了,只要接口和功能没有变化,而不会对函数的调用者有任何影响.即使对函数的接口有小的变化,如果能在开始设计的时候能预留的设计,那么也对整个函数的使用都不会产生很大的影响.
　　　
　　　 对于同系列产品的硬件设计而言,变化的莫过于两个方面,功能模块 主cpu.
　　　1 功能模块的变化包括:功能模块的增加或者减少,功能模块自身的修改
　　　2 由于不同的考虑在实现同样功能的前提下进行主cpu的更替.

　　　 对于各种功能集成在一起的硬件设计来说,这两种情况都会导致板子的原理图和pcb的重新绘制,对于没有改变的模块部分都要重新绘制pcb,对于修改的部分也不能依靠原来的硬件进行验证,这样导致了资源和时间的浪费,为什么这样说?

　　　 对于同样功能的模块,没有重复利用,浪费了资源;对于同样功能的模块还需要花费重复绘制pcb是时间的浪费;更严重的时间浪费是不能利用现有的模块和资源对改变的部分进行较快的前期验证.举个例子,假设一个板子的功能由A+B+C+D+E组成,如果需要改变A,将A改成F,对于模块集成的设计方法来说,就要将重新绘制将原来的板子改成B+C+D+E+F,然后做成试验板,然后进行功能验证和调试,;如果我们能只是将A换成F,然后F在B+C+D+E资源的基础上进行调试的话就会减少设计的工作量,节省设计的时间,充分的利用了现有的资源,同时这种做法非常有利于调试,因为对于成熟模块来说,设计成熟,经过验证,在调试的时候可以尽快的排除,找到真正的问题.

　　　　对了,我说清楚一点,就是功能集成的意思我是指,将一个系统各种功能的实现在一块或者两块pcb板上的那种做法,至少一块板上存在3,4中模块的那种.

　　　 当然,对于硬件设计来讲,如果每一个模块都要独立设计,然后再连成一起,这样也未免太过,系统连接的插头越多,系统的可靠性就会越降低.就像电脑中的一级缓存和速度的关系,加大的一级缓存的确可以增加电脑的运行速度,但是一级缓存和速度的关系并非成正比,到某一个点上,加多一级缓存对速度的提高已经没有什么作用了,反而增加了系统的成本,只有达到缓存和速度的最佳比例时,才能将性价比调到最高.

　　　 对于硬件模块设计">模块设计,我想也是这样,不一定要把每个模块都要独立设计,适当的进行功能模块的划分,将相似的部分划在一起,这样减少模块之间连接,也提高了系统的可靠性,同时提高的系统的模块化程度,为重复利用资源和节约设计周期提供了方便.

　　　 尽管模块化的设计有很多好处,我的观点是,硬件模块化设计的方法,我觉得非常适合产品的研发阶段和模块很多的产品也适合生产阶段.