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FastBond之用KiCad设计PCB直播课程大纲

FastBond之用KiCad设计PCB直播课程大纲
直播1
时间
2021年7月6日下午4点 - 5点
内容
讲述典型电子系统的构成要素
传感器
模拟信号调理链路
微控制器、微处理器
输出控制
电子系统领域的主要厂商及其之间的关系
原厂
传感器厂商
模拟器件厂商
以ADI举例
MCU厂商
以ST举例
FPGA厂商
以Lattice举例
分销商
授权分销商
小批量现货分销商
以Digikey为例
系统制造商
以小米为例
Fastbond项目的介绍
宗旨
活动方式
可能做的项目创意
直播2
时间
2021年7月9日下午4点
标题
方案设计及元器件选型、数据手册阅读、备料
内容
方案设计
方案设计的流程
创意、头脑风暴
目标:越多的主意/方案越好
最好多人参与讨论,集思广益
根据需求,但不要受约束或正式需求的限制
方案调研/评估
目标:选出最佳的方案
用“需求”和“限制”来进行评估
满足项目的需求:
功能
性能
可用性
可靠性
可维护性
预算
同时考虑到:
上市时间
性价比 - 开发成本/单价
熟悉程度
备用方案
方案设计
方案框图
将“概念”转变成“框图”
将“框图”转变成“元器件”
Top-down:
从高层次开始设计,逐级分解
明确定义子系统的功能
明确定义子系统的接口
Bottom-up:
从模块开始进行逐级集成
在模块之间添加“glue logic”进行连接
组合:
适用于子系统风险较高的复杂设计
需要做很多重要的决定:
模拟还是数字?
3.3V还是5V?
单芯片还是分立器件组合?
需要做很多折衷:
高分辨率还是低功耗?
同样的供电系统 - 是较高的数率还是较长的传输距离?
一个改变有可能会影响到整个系统的改变
尽可能避免这种设计
在复杂的、高度优化的系统中很难
PCB设计
原理图
PCB板图
PCB调试
焊接技能
仪器使用
调试技巧
小批量测试
方案设计参考资源
众筹网站
号称是全球最大的众筹网站,能够帮助很多新创意迅速获得全球性的曝光,并能够通过众筹的方式测试市场的反应,因此在这个网站上的项目都具有很高的参考价值,我们不仅可以看其创意、构成,也可以看市场对每个产品创意的反响
Mouser旗下的众筹网站(成立于2012年),号称其众筹的成功率是Kickstarter和Indiegogo的两倍以上;上面的产品不是很多,但比较专业,会广受工程师的喜爱,大名鼎鼎的SiFive板子就通过这个网站进行了众筹发布
比较老牌的众筹网站,创办于2008年,每个月有1500万访问用户,现在跟著名的分销商Arrow深度合作
搜索引擎
Google
Bing
原厂官网的应用指南
分销商网站的案例
元器件选型
选型原则
功能需要 - 1个或多个关键器件
性能满足设计要求
比较价格 - 同行业常用器件,系统整体成本(包括配套外围器件、加工成本)
供货渠道、交期、风险系数
封装 - 根据成本、板卡物理尺寸、功耗、接口、加工可行性
使用难度 - 成熟度、焊接调试、技术支持、资料、配套环境
选型渠道及工具
行业搜索网站 - 数据手册查询和下载:
通用搜索引擎 - 来自多个渠道的综合信息:
根据型号或关键词进行搜索
根据文档类型进行搜索
根据图片进行搜索
分销商网站
根据型号查询
根据器件类别查询、根据参数过滤
每个分销商货品不同、价格也不同
现货价格、库存、参数、数据手册
主要分销商:
分销商汇总
Findchips的中文版本,支持一站式交易
汇聚了主流现货分销商的实时库存和价格信息
批量器件上传,给出最佳组合购买渠道推荐
价格、库存、技术资料、风险系数、替代型号
原厂官网
按照原厂的产品分类逐级检索
按照原厂的产品应用检索
按照器件型号进行搜索
好处:
丰富详尽的技术资料、使用指南
常用型号可以申请免费小批量的样品
信息最准确
元器件替代
媒体NPI
适用于原厂新推出来的产品
配套的板卡、市场活动、论坛
其它渠道
前期项目和团队选用的器件 - 风险最小,但会偏于保守
其它产品的参考、借鉴
原厂或分销商市场/FAE推荐 - 活动介绍或线下拜访,新产品替代有风险
技术论坛交流、QQ群、微信群
数据手册阅读
重要信息、要点
认真阅读元器件相应的数据手册
参考原厂提供的参考设计的原理图库、连接方式
严格按照数据手册中提供的封装信息进行PCB封装库的构建,一个器件一般会有多个不同的封装,元器件型号(Part number)要对应于器件的正确封装信息
尤其注意电源、时钟管脚、差分信号等的连接需求
元器件数据手册的结构
基本信息汇总(首页)
型号、基本描述
功能、特性
应用
功能框图
封装信息
管脚定义
管脚编号
每个管脚的功能
物理上的排列方式
注意不同的封装其定义不同
管脚1的位置
散热/接地管脚
Vcc、Vdd、Vs、CLK、CLR、NC
低电平有效
极限工作和推荐工作条件
关键性能和各参数之间的曲线
参数变量之间的关系
电流 vs 电压
灵敏度 vs 温度
要让器件工作在“安全区”
应用中要特别注意的地方
供电
接地
时钟
物理连接
封装信息
制作PCB封装库的重要参考
注意Pin1的位置
注意其焊盘的大小
一般在Datasheet的最后面
不同的封装对应不同的型号尾标
不同的温度范围/应用级别也对应不同的型号尾标
参考设计 - 借鉴其符号及电路连接方式
EVKit和DevKit的区别
一般在器件数据手册后面
有些参考设计有独立的文档
参考设计主要用于用户进行评估用的,因此有很多用于测试的接口,在实际的设计中需要简化掉
元器件备料
备料的时间节点
流程
BOM要素
编号 - Designator
数量 - Quantity
型号 - Part number
值 - Value
生产商 - Manufacture
描述 - Description
封装 - Package/Footprint
采购原则
质量可靠
货期受控
服务保障
价格尽可能低
渠道
策略
直播3
时间
2021年7月13日下午4点
标题
PCB入门知识及KiCad介绍、流程体验
内容
PCB入门知识
PCB是什么?
作用
构成要素
PCB的设计流程
PCB的设计资源
KiCad
关于KiCad的简介
KiCad的资源、下载、安装步骤以及注意事项
KiCad的设计环境
主要功能
配置方式
KiCad设计流程体验
直播4
时间
2021年7月16日下午4点
内容
元器件库的构建
构成
原理图符号
PCB封装
元器件基本信息
构建方式
工具自带
资源网站下载
开源项目提取
参考设计提取
原厂设计参考提取
自己创建
原理图符号库的构建
原理图符号的构成
原理图符号的构建过程
直播5
时间
2021年7月20日下午4点
内容
元器件封装的构建
元器件封装的作用
元器件封装的构成
元器件封装的构建
元器件封装的检查
3D模型的构建
3D模型的作用
3D模型的来源
3D模型的生成
直播6
时间
2021年7月23日下午4点
内容
原理图的作用
电气连接表征
原理图应该画成什么样子
正确
规范
直观
原理图如何画?
先主后次
尽可能避免交叉连线
Net的合理使用
原理图的检查
ERC
直播7
时间
2021年7月27日下午4点
内容
布局的要点
物理限制
性能考虑
美观考虑
先主后次
KiCad的元器件布局
实际操作
3D查看
直播8
时间
2021年7月30日下午4点
内容
PCB布线原则及要点
用KiCad进行布线
设计规则配置
连线
电源线的处理
关键元器件的处理
避免串扰
铺地
直播9
时间
2021年8月2日下午4点
内容
Gerber文件的生成
为什么要提交Gerber?
如何生成Gerber?
如何检查Gerber?
Gerber文件的提交
以捷配为例演示整个提交流程
直播10
时间
2021年8月4日下午4点
内容
PCB的焊接
SMD的焊接
插件的焊接
元器件的拆卸
飞线技巧
PCB的调试
调试计划
调试步骤
调试技巧
工具的使用
PCB的测试
测试环境
测试项目
测试流程
测试报告
子曰
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2021-08-04
KiCad PCB设计 FastBond