前些天，公司一個(gè)同事的樣板打回來(lái)了，但是一上電就打火，差點(diǎn)把電源適配器給干廢了，仔細(xì)一看，原理圖都沒(méi)畫對(duì)。如圖所示，這種DC JACK一般1腳連接電源的正極，但實(shí)際原理圖把它連在了地上。
當(dāng)然，以上只是我寫這篇文章的一個(gè)導(dǎo)火線，平時(shí)大家總會(huì)出這樣那樣的小錯(cuò)誤。
原理圖設(shè)計(jì)是整個(gè)電路設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，一旦原理圖出錯(cuò)，layout就跟著錯(cuò)，在調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)了還好，如果沒(méi)發(fā)現(xiàn)，問(wèn)題遺留到生產(chǎn)，甚至客戶那里去了，就會(huì)相當(dāng)麻煩。
以下是王工整理的原理圖checklist，大家可以結(jié)合自己的產(chǎn)品，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)刪減。原理圖畫完之后，一定要逐一檢查，能避免90%以上的問(wèn)題，上面的低級(jí)錯(cuò)誤至少不會(huì)再犯。
01 系統(tǒng)框圖
在我們?cè)O(shè)計(jì)原理圖之前一般都會(huì)先設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)框圖，確保設(shè)計(jì)過(guò)程高效且系統(tǒng)可靠，需要檢查以下幾個(gè)方面。
- 是否覆蓋了客戶提出的需求（針對(duì)需求，逐一檢查）；
- 分模塊劃分，便于理解，仔細(xì)查看整個(gè)邏輯層次是否分明；
- 各個(gè)接口規(guī)格是否明確標(biāo)識(shí)（比如：2*USB 3.0）；
- 主芯片是否符合要求，處理能力是否能夠達(dá)到；
- 檢查關(guān)鍵外圍接口芯片，性能指標(biāo)是否滿足客戶要求，以及軟件支持能力（是否支持藍(lán)牙5.0）；
- 主芯片，電源芯片，功能芯片等主要元件器的采購(gòu)、貨期、成本是否符合要求；
- 硬件總體成本是否滿足要求，資源要夠，也不能過(guò)于冗余設(shè)計(jì)。
02 電源樹(shù)框圖
一般主板輸入電壓在DC12/24V，然后轉(zhuǎn)化為5V，3.3V，1.8V，1.2V電壓。
- 確保電源芯片的選型輸入，輸出電壓滿足要求；
- 確保電源供電功率的合理性；
- 確保電源輸入包含EMI、短路、反向、過(guò)流、過(guò)壓等措施，結(jié)合項(xiàng)目需求書(shū)進(jìn)行確認(rèn)；
- 電源模塊劃分是否合理（DC/DC和LDO不要搞錯(cuò)）；
- 電源系統(tǒng)框圖是否包含所有功能模塊（別遺漏了所有芯片的供電）；
- 電源供電路徑是否合理；
- 是否預(yù)留電源供電的開(kāi)關(guān)信號(hào)（有些回路中的電壓需要控制通斷，回路中需要加MOS進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制）；
- 電源輸入輸出電壓電流是否合理。
03 詳細(xì)功能檢查
- 檢查連接器的引腳定義，如果沒(méi)有把握，可以查詢實(shí)物或者找供應(yīng)商確認(rèn)（如開(kāi)頭舉例）；
- 串口的TX和RX是否接反，這是高頻犯錯(cuò)點(diǎn)；
- 不同模塊之間的電平確認(rèn)，如果無(wú)法確認(rèn)，預(yù)留電平轉(zhuǎn)換電路；
- 最小系統(tǒng)電源均有網(wǎng)絡(luò)來(lái)源且功率滿足需求(如CPU Core電源、GPU電源、S0C功能塊電源等)；
- 最小系統(tǒng)所有時(shí)鐘信號(hào)來(lái)源符合要求(如主時(shí)鐘、休眠時(shí)鐘、總線時(shí)鐘、接口時(shí)鐘等)；
- 是否有復(fù)位信號(hào)；
- 最小系統(tǒng)程序下載方式確認(rèn)(如USB接口下載、JTAG、串口等)；
- 最小系統(tǒng)啟動(dòng)方式是否正確，多種啟動(dòng)方式切換設(shè)計(jì)是否方便；
- 所有信號(hào)的檢查，確保無(wú)單點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，且所有信號(hào)都有輸入和輸出；
- 各個(gè)模塊的電氣檢查：供電、復(fù)位系統(tǒng)、信號(hào)、時(shí)鐘、上電時(shí)序、下電時(shí)序等信號(hào)的檢查，是否滿其模塊相關(guān)要求如LCD、WIFI模塊等；
- 所有信號(hào)線序進(jìn)行檢查，沒(méi)有連接錯(cuò)誤現(xiàn)象(如信號(hào)線序接反，網(wǎng)絡(luò)命名錯(cuò)誤導(dǎo)致信號(hào)連接錯(cuò)誤等)；
- 芯片的選擇是否符合要求的功能和性能(如網(wǎng)卡、串口的速度，SD卡、eMC、PCIe、DDR、USB等版本和速度)；
- 檢查各接地的設(shè)計(jì)：PE，DGND，AGND等；
- 電容參數(shù)確認(rèn)(取值、耐壓、溫度、ESR等)，注意電解電容需要有極性標(biāo)識(shí)，原理圖是否標(biāo)識(shí)明確耐壓，陶瓷電容建議60%降額設(shè)計(jì)；
- 電阻參數(shù)確認(rèn)(取值、精度、功率、封裝)，原理圖是否標(biāo)識(shí)明確精度；
- 電感參數(shù)確認(rèn)(取值、精度、功率、DCR、感值與電流曲線特性)，需要考慮功率電感的飽和電流和峰值電流；
- 二極管參數(shù)確認(rèn)(電流、電壓、正向電流、正向壓降、反向電壓、反向漏電流等)；
- MOS管參數(shù)確認(rèn)(電流、電壓、Vgs、Vds等)；
- 磁珠參數(shù)確認(rèn)(電流、交流阻抗、直流阻抗等)；
- 對(duì)外接口器件如按鍵、網(wǎng)口、USB等，需要加防ESD器件；
- TVS管和壓敏電阻注意寄生電容大小，高速信號(hào)線如USB等盡量選用小電容物料；
- I2C和串口預(yù)留0R電阻，防止出錯(cuò)時(shí)從芯片或接口端子引腳飛線；
- 要注意差分線的命名，一般是P，N為一組，不能多也不能少，像LVDS或HDMI差分線上預(yù)留共模電感；
- 確認(rèn)網(wǎng)口連接器的開(kāi)口方向、是否帶指示燈以及是否帶POE功能；
- 按鍵確認(rèn)，根據(jù)結(jié)構(gòu)而定，選擇對(duì)應(yīng)的側(cè)出或者直出按鍵。
04 通用性檢查
- 原理圖有序擺放，從左到右，從上到下，可以多頁(yè)原理圖分開(kāi)，分功能設(shè)計(jì)，更加方面檢查；
- 關(guān)鍵信息備注（電源輸出的電壓電流，輸出參數(shù)計(jì)算）；
- 檢查是否有錯(cuò)誤的網(wǎng)絡(luò)連接，如器件兩端的網(wǎng)絡(luò)相同；
- 電路圖表達(dá)是否符合原理圖設(shè)計(jì)規(guī)范，確保沒(méi)有參數(shù)字體無(wú)重疊，方向統(tǒng)一，排版整潔；
- DRC檢查確認(rèn)，沒(méi)有Error項(xiàng)，確認(rèn)Warning項(xiàng)是否可以忽略；
- 確認(rèn)連接器的Pin1腳，線序、引腳定義（公司的同一種接口引腳定義盡量固定，方便連接線的共用）；
- 器件屬性應(yīng)包括廠家、型號(hào)、描述以及PCB封裝，方便直接導(dǎo)出BOM；
- 物料歸一化，如電阻1%和5%是否可以合并成1%，電容是否可以從低耐壓合并成高耐壓；
- 連接器選型要盡可能防呆，避免插錯(cuò)位置；
- 盡可能PCBA上的所有物料都體現(xiàn)在原理圖上，如PCB，紐扣電池，散熱器螺釘、螺帽、跳帽、屏蔽罩等；
- 檢查兼容設(shè)計(jì)，確保哪些元件一定要焊，哪些元件NC（之前搞錯(cuò)了一顆電阻，導(dǎo)致USB通信異常）。