现代电子产品开发流程之我见

引言：进入21世纪，信息科技、电子技术的迅猛的发展，电子市场的竞争越来越激烈。产品的质量、产品的开发周期、产品的上市周期越来越受到各产品开发商的重视。各产品开发商都争取在最短的时间内开发出功能、性能满足客户需求的产品，并在最短的时间内将产品上市。否则，就可能被市场残酷的淘汰。在这种情况下，"电子产品的开发流程"的建立、完善、优化，并使产品开发流程能够起到保证产品功能、性能的情况下缩短产品开发周期，成为各产品开发商高层需要重点考虑的问题。从本周开始，我们就开始以连载的方式专门来探讨电子产品的开发流程，特别是在PCB设计开发流程这一块。

传统的电子产品开发流程

在传统的电子产品设计流程中，PCB的设计依次由电路设计、版图设计、PCB制作、调试、测量测试等步骤组成。传统的电子产品的开发流程，存在很多的弊端，特别在PCB设计流程这个阶段。主要表现在如下几个方面：

一、电路设计阶段：

设计工程师在项目的总体规划、详细设计、原理图设计各阶段上，由于缺乏有效的对信号在实际PCB板上的传输特性的分析方法和手段，电路的设计一般只能根据元器件厂家和专家建议及过去的设计经验来进行。所以对于一个新的设计项目而言，通常都很难根据具体情形作出信号拓扑结构和元器件的参数等因素的正确选择。

二、PCB版图设计阶段：

应该指出，大多数的产品开发商，并没有对PCB设计流程规范化，没有对PCB设计进行总体规划、详细设计、造成很难对PCB板的元器件布局和信号布线所产生的信号性能变化作出实时分析和评估，所以版图设计的好坏更加依赖于设计人员的经验。有的产品开发商，在原理图设计和PCB设计通常由同一个工程师来完成，通常在PCB设计上考虑不是太多，基本上以版图网络走通，就认为PCB设计完成。甚至认为PCB设计就是LAYOUT设计。这些观点都是不正确的。

三、PCB制版阶段

由于各PCB板及元器件生产厂家的工艺不完全相同，所以PCB板和元器件的参数一般都有较大的公差范围，使得PCB板的性能更加难以控制。如果没有对PCB制版进行特殊的规划和设计，通常很难保证产品的性能达到最佳。

四、产品调试测试阶段

在传统的PCB设计流程中，PCB板的性能只有在制作完成后才能够通过仪器测量来评判。在PCB板调试阶段中发现的问题，必须等到下一次PCB板设计中加以修改。但更为困难的是，有些问题往往很难将其量化成前面电路设计和版图设计中的参数，所以对于较为复杂的PCB板，一般都需要通过反复多次上述的过程才能最终满足设计要求。

可以看出，采用传统的PCB设计方法，产品开发周期较长，研制开发的成本也相应较高。通常要成功开发一个产品通常需要4个轮次以上反复的设计过程。

在电子技术高速发展的今天，传统的产品开发流程越来越不适应市场的需求。必须被新的开发流程所替代。基于产品性能（产品的信号完整性能、电磁兼容性能、散热性能）分析、设计的流程越来越受到人们关注。

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引言：前一阵子我们谈到了"传统的电子产品开发流程"在电子产品设计各阶段的弊端，在很长的一段时间没有续，在此向新、老客户表示歉意。现在我们继续谈如何克服这些弊端，这就需要引入"基于产品性能（产品的信号完整性能、电磁兼容性能、散热性能）分析、设计的流程"。该电子产品的设计流程引入将极大的提高产品的设计成功率、缩短产品的整体的设计周期。基于产品性能分析、设计的电子产品开发流程。

    传统的电子产品设计流程已经不适合通信、电信领域的高密度、高速电路设计。基于产品性能分析的高速PCB设计流程引入成为了必然。

    从上面的流程图我们可以很明显的看出，与传统的电子产品的开发流程相比，它在PCB设计的流程阶段上加入了两个重要的设计环节和一个测试验证环节，很好的克服了传统设计流程的弊端。现对加入的环节说明如下：

    一、PCB设计前的仿真分析阶段：

    设计工程师在原理设计的过程中，PCB设计前通过对时序、信噪、串扰、电源构造、插件信号定义、信号负载结构、散热环境、电磁兼容等多方面进行预分析，可以使设计工程师在进行实际的布局布线前对系统的时间特性、信号完整性、电源完整性、散热情况、EMI等问题做一个最优化的分析，对PCB设计作出总体规划和详细设计，制定相关的设计规则、规范用于指导后续整个产品的开发设计。当然这些工作大多需要由专业的PCB设计工程师来完成，原理设计工程师通常没有办法考虑到这样细致和全面。

    二、PCB设计后的仿真分析阶段：

    在PCB的布局、布线过程中，PCB设计工程师需要对产品的信号完整性、电源完整性、电磁兼容性、产品散热情况作出评估。若评估的结果不能满足产品的性能要求，则需要修改PCB图、甚至原理设计，这样可以降低因设计不当而导致产品失败的风险，在PCB制作前解决一切可能发生的设计问题，尽可能达到一次设计成功的目的。该流程的引入，使得产品设计一次成功成为了现实。

    三、测试验证阶段

    设计工程师在测试验证阶段，一方面验证产品的功能、性能的指标是否满足产品的设计要求。另外一个方面，可以验证在PCB设计前的仿真分析阶段和PCB设计后的仿真分析阶段所做的所有的仿真工作、分析工作是否是准确、可靠，为下一个产品开发奠定很好的理论和实际相结合的基础。

    从上面的流程大家可以看出，采用新的高速PCB设计流程，虽然在产品一轮开发周期上较传统的PCB设计方法产品开发周期长，所要投入的人力多。但从整个产品的立项到产品上市这个周期上看，无疑前者要短的多。原因很简单，在传统的PCB设计流程中，PCB板的性能只有在制作完成后才能够通过仪器测量来评判。在PCB板调试阶段中发现的问题，必须等到下一次PCB板设计中加以修改。而新的流程中，这些问题绝大多数将会在设计的过程中解决了。

    随着时钟的提高和上升沿的缩短，很难用老的设计方法去指导现代的电子设计。在进入皮秒（ps）设计时代，将需要新的设计规则，新的技术、新的工具和新的设计方法。当然，任何一个公司不是那么容易在短时间内就可以进行从传统的设计流程到新的设计流程的转换，这需要很多路要走。下周我们将重点谈企业进行流程的切换需要做出那些努力，以提高产品的设计成功率，缩短产品的设计周期，以加强企业的竞争能力。（