做了若干年的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。所涉領(lǐng)域有數(shù)字通信，數(shù)據(jù)交換機(jī)，模擬電路，芯片設(shè)計(jì)等等。有些感慨逐漸寫出來(lái)灌灌水，博大家一笑。

第一回：境界層

傳統(tǒng)的武功都分若干層，好像大多是7-9層吧，呵呵。這電路設(shè)計(jì)的功力也一樣，印象中有dx分過(guò)4-9層。俺這也不免俗，根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)把它分成了5層。

第1層：初步入門。做什么都難。大多時(shí)間是借鑒前人或能找到的設(shè)計(jì)。仿制的過(guò)程中來(lái)理解電路的架構(gòu)類型。能拿到一個(gè)可直接用的電路很興奮。經(jīng)?？葱?-3流 雜志上的實(shí)際例子。做些筆記什么的。經(jīng)常參加各種會(huì)議講座。設(shè)計(jì)出來(lái)的板子一堆飛線。總是疑惑為啥電路圖或者邏輯設(shè)計(jì)一樣，怎么出來(lái)的性能總比不上原設(shè)計(jì)。

第2層：做了幾年后有了感覺(jué)。了解了電路設(shè)計(jì)需要遵循的一些實(shí)際原則。開(kāi)始能獨(dú)立完成一個(gè)系統(tǒng)，即使是新的算法或者協(xié)議也能實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)一個(gè)電路有點(diǎn)隨心所 欲。覺(jué)得這電路設(shè)計(jì)也就那么會(huì)事，什么東西只要有時(shí)間都能做出來(lái)。但細(xì)節(jié)的考慮不周（細(xì)節(jié)這個(gè)詞可能有誤導(dǎo)，其實(shí)并不像字面那樣簡(jiǎn)單）。做出的東西長(zhǎng)期穩(wěn) 定性和可靠性不見(jiàn)得理想。

第3層：覺(jué)得做什么都要慎重。再簡(jiǎn)單的東西設(shè)計(jì)好了，成為批量生產(chǎn)的可靠產(chǎn)品都不容易。即使做個(gè)分頻器也要分析半天。不管大小project都先仔細(xì)做architecture spec，都想事前先做仿真。注重步驟和過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)。以一種敬畏的態(tài)度對(duì)待大大小小的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

知道了R和D的不同。明白做個(gè)項(xiàng)目主要80%的部分用20%的時(shí)間就可完成。而余下的20%要花80%的時(shí)間。當(dāng)別人說(shuō)這個(gè)項(xiàng)目簡(jiǎn)單花不了多少時(shí)間時(shí)，也不愿意與其爭(zhēng)論。

第4層：?；剡^(guò)頭來(lái)看看以前的教科書。比如電磁學(xué)上電容的原理。有了些以前不管上學(xué)還是應(yīng)用時(shí)沒(méi)有過(guò)的領(lǐng)悟。

注重可重復(fù)性設(shè)計(jì)，測(cè)試結(jié)果跟仿真的比較。積累仿真與實(shí)現(xiàn)一致性的經(jīng)驗(yàn)。

能準(zhǔn)確抓住一個(gè)項(xiàng)目的框架結(jié)構(gòu)，主要的和需要仔細(xì)分析對(duì)待的部分。并能分清哪些可以不用花太多時(shí)間和精力。開(kāi)始琢磨一些新的協(xié)議或者想獨(dú)創(chuàng)點(diǎn)什么。

第5層：只是一個(gè)工具和過(guò)程,用它來(lái)賺錢養(yǎng)家。跟去養(yǎng)豬種菜一樣，是謀生或者用來(lái)創(chuàng)業(yè)的一個(gè)手段

開(kāi)始研究電子管，做點(diǎn)自己喜歡的東西

你怎么看待電路圖？電路圖是否代表了所有設(shè)計(jì)信息？不是的。電路圖只是給你了一個(gè)所有集中參數(shù)元件的連接順序。大家知道電路的實(shí)質(zhì)是用電場(chǎng)和磁場(chǎng)描述的。而電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相互作用跟攜帶他們物體（元器件）的空間相對(duì)位置有關(guān)。也就是這些元器件的擺放位置，方向，和公用的通路（地，電源）會(huì)對(duì)電磁場(chǎng)的行為產(chǎn)生影響。所以一個(gè)電路圖只是攜帶了有限的設(shè)計(jì)信息，至少不是全部！

具體來(lái)說(shuō)，每個(gè)信號(hào)loop的大小和相互作用，在公用通路上的相互耦合，電感等元件產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)其他電路的影響，大信號(hào)（比如控制的輸出）對(duì)小信號(hào)（被檢測(cè)的弱信號(hào)）回路的影響，等等都是應(yīng)該考慮的。有時(shí)大家在糾纏數(shù)模混合設(shè)計(jì)是否該分地和怎么分，其實(shí)你把每個(gè)信號(hào)都看成有一個(gè)loop，該loop會(huì)影響別人，也會(huì)被別人影響，分析起來(lái)就清晰多了。地和電源符號(hào)的使用往往使設(shè)計(jì)者忽略的這一因素。

一般做仿真會(huì)從電路圖開(kāi)始編寫仿真的描敘。更有甚者有的人想用自動(dòng)軟件直接從電路圖得到spice的網(wǎng)表。其實(shí)電路圖并沒(méi)有告訴你元器件是怎樣連接的，除了告訴你他們的連接順序外。電路圖上表示的是一根線，雖然你做仿真時(shí)已經(jīng)考慮到了一個(gè)trace可以用傳輸線來(lái)描述。但在不同頻率下介電常數(shù)不是個(gè)常量，趨膚效應(yīng)使得高頻下的trace thickness發(fā)生了變化。過(guò)孔對(duì)高頻影響最甚，過(guò)孔的model到現(xiàn)在也沒(méi)個(gè)精確的數(shù)學(xué)模型。過(guò)孔中non-functional pad產(chǎn)生的寄生電容，你是否想著model了？via stub呢？記得幾年前公司招一個(gè)人對(duì)他面試，他說(shuō)起他的博士論文就是研究過(guò)孔的model。

通常的設(shè)計(jì)流程是設(shè)計(jì)電路，仿真，實(shí)現(xiàn)，測(cè)試。當(dāng)你發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果跟仿真不相符時(shí)，你可能接下就修改電路版上的電路，加點(diǎn)電容拉，去掉噪聲了，調(diào)整放大倍數(shù)拉，使得最后得到你的指標(biāo)。然后就去修改電路圖，再制版去了。且慢！這時(shí)你可能丟掉了一次非常珍貴的使你的水平提高到另一層次的機(jī)會(huì)！

正確的做法是測(cè)試結(jié)果與仿真不相符時(shí)，在確認(rèn)不是制造和測(cè)試引起的之后，a）先根據(jù)實(shí)際情況調(diào)試你的仿真（可能是模型，可能是對(duì)實(shí)現(xiàn)的描述）使得仿真跟測(cè)試在預(yù)計(jì)的誤差之內(nèi)

b)在仿真平臺(tái)上調(diào)試你的設(shè)計(jì)，使得達(dá)到預(yù)期指標(biāo)的仿真結(jié)果 c）根據(jù)仿真所做的修改來(lái)相應(yīng)調(diào)試實(shí)際電路達(dá)到預(yù)期的指標(biāo)。以上3步可能要需要有幾個(gè)來(lái)回。這樣最后做到仿真和實(shí)際測(cè)試一直后，你就積累了完全描述這個(gè)設(shè)計(jì)的仿真知識(shí)庫(kù)和經(jīng)驗(yàn)。下次做類似設(shè)計(jì)時(shí)，大大提高了你的一次設(shè)計(jì)成功率。最后的目的是達(dá)到在工作站上進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試，而不是在LAB的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。話是這么說(shuō)，可有多少人這么做，有多少人相信這么做有價(jià)值呢？進(jìn)度的壓力，懶惰的慣性，認(rèn)識(shí)的深度。。。。。。所以大俠永遠(yuǎn)是少數(shù)，呵呵。

第三回： 數(shù)字與模擬，從事哪一行？

數(shù)字化是發(fā)展的趨勢(shì)。從磁帶到CD MP3，從模擬電視到HDTV，模擬通信到數(shù)字通信。電路設(shè)計(jì)也是一樣，越來(lái)越多的是數(shù)字電路。但大家可能都明白，一是模擬永遠(yuǎn)省略不了，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)世界的 物理量和我們的感知都是模擬量。所以要完整掌握一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模擬數(shù)字都需要。第二點(diǎn)：隨之?dāng)?shù)字化的頻率越來(lái)越高，所謂的數(shù)字信號(hào)也要以模擬電路的設(shè)計(jì) 原則來(lái)對(duì)待。即使是低頻數(shù)字信號(hào)，如果它的變化沿很快，所隱含的高頻分量也非常豐富，還是要作為模擬信號(hào)來(lái)對(duì)待。通信協(xié)議的第一層都是模擬的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

數(shù)字設(shè)計(jì)的第一層次是對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和邏輯的掌握。各種設(shè)計(jì)方法系統(tǒng)級(jí)的如各種總線技術(shù)，MCU系統(tǒng)，電源系統(tǒng)，互聯(lián)系統(tǒng)，時(shí)鐘處理，背板等。芯片級(jí)的設(shè)計(jì)如 state machine，pipeline，F(xiàn)IFO，Queue等。感覺(jué)數(shù)字通信中主要是對(duì)幀和系統(tǒng)同步等的操作。數(shù)字交換機(jī)主要的是對(duì)memory的操作。管理用memory組成各種table，queue，F(xiàn)IFO，buffer等。

第二層次可能是對(duì)算法和協(xié)議的理解與實(shí)現(xiàn)。這時(shí)你可能對(duì)邏輯設(shè)計(jì)已經(jīng)得心應(yīng)手了。主要的是在一定的cost下實(shí)現(xiàn)某個(gè)算法或協(xié)議。容易忽略的可能是可測(cè)試性和可診斷性的設(shè)計(jì)。

初步進(jìn)入職場(chǎng)的話，數(shù)字比較容易點(diǎn)。懂點(diǎn)數(shù)字邏輯，MCU的編程就可找到不少的飯碗機(jī)會(huì)。

感覺(jué)做一個(gè)合格的模擬設(shè)計(jì)工程師需要更多的錘煉。并不是說(shuō)數(shù)字設(shè)計(jì)容易。數(shù)字設(shè)計(jì)可能最后是復(fù)雜性，性能與cost的平衡，功耗，算法協(xié)議的有效和可靠性等 層次的問(wèn)題。在具體的邏輯層面和實(shí)現(xiàn)層面作為設(shè)計(jì)工程師要么沒(méi)太多再發(fā)揮的余地，要么不需要介入太深（上一回說(shuō)的simulation的因素除外）。而模 擬可能一直得與基本層面的問(wèn)題打交道，比如材料特性，性能的trade-off，電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)方式，新穎有效的電路形式，布線等等。隨著半導(dǎo)體工 藝的不斷進(jìn)步，對(duì)數(shù)字設(shè)計(jì)工程師的影響相對(duì)小些。而對(duì)模擬設(shè)計(jì)的影響有時(shí)是基本的。到現(xiàn)在你還可以就運(yùn)放，ADC，PLL等基本器件的實(shí)現(xiàn)在IEEE上發(fā) 表論文或去做博士研究。除了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?xùn)練外，經(jīng)驗(yàn)的積累在模擬設(shè)計(jì)中的作用不容忽視。

模擬和數(shù)字有時(shí)也沒(méi)有一個(gè)清晰的分界點(diǎn)。ADC有人就用lousy的analog電路，然后通過(guò)數(shù)字算法提高其精度。delta-sigma的ADC也是利用了over-sampling和DSP的算法來(lái)降低噪聲。

如果說(shuō)非高速（這個(gè)點(diǎn)各有理解）數(shù)字電路憑經(jīng)驗(yàn)可以直接設(shè)計(jì)電路的話，模擬電路如果不做仿真可能就不是嚴(yán)肅的設(shè)計(jì)。

假如一生都從事電路方面的技術(shù)工作，似乎掌握一些模擬的技術(shù)比較有價(jià)值。年輕的后來(lái)者在數(shù)字設(shè)計(jì)方面比較容易上手而達(dá)到某個(gè)程度，而在模擬領(lǐng)域可能需要侵淫 更久的時(shí)間。當(dāng)然，國(guó)內(nèi)的公司對(duì)大多人來(lái)說(shuō)技術(shù)只是個(gè)臺(tái)階，做到一定程度要么轉(zhuǎn)行要么去做管理（官）。沒(méi)有一個(gè)合理的價(jià)值體系，技術(shù)的積累和重視人才只是 虛假的空談。像IBM,CISCO，INTEL，HP，TEK等公司，他們有跟管理階層相對(duì)應(yīng)的技術(shù)進(jìn)階體系。最后技術(shù)職位的地位和利益不亞于對(duì)應(yīng)的管理 高位。這樣就擁有了一批喜歡和愿意從事技術(shù)的人才，也使得他們有絲毫不遜色的利益保證。

第四回： 進(jìn)修有感

電子這行業(yè)發(fā)展太快，你在大學(xué)學(xué)的內(nèi)容大概沒(méi)幾年就不合時(shí)宜了。更別說(shuō)不少大學(xué)的課程和老師也陳舊得很。工作幾年后，甚至一工作就有去進(jìn)修的必要進(jìn)修有多種方式。1）自己看書啃 2）上培訓(xùn)班 3）在公司跟老一輩學(xué)習(xí)，等等。各有利弊。

自己看書可以掌握進(jìn)度，專攻急需的部分。像當(dāng)年林總提的學(xué)毛語(yǔ)錄那樣：活學(xué)活用，急用先學(xué)，立竿見(jiàn)影。切忌從頭看到尾，只學(xué)不用。個(gè)人的體會(huì)是對(duì)那些馬上用 不到的先別花太多時(shí)間，大概其了解就行。要把目前需要的研究深刻，并且馬上試驗(yàn)。不然花了時(shí)間不說(shuō)，過(guò)幾年再用時(shí)還得從頭學(xué)起，因?yàn)橹豢床挥脹](méi)啥作用?？?書一定要找真正有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的大俠寫的書。那些只是會(huì)寫文章沒(méi)做過(guò)項(xiàng)目產(chǎn)品的人寫的，最好敬而遠(yuǎn)之：一堆書公式數(shù)學(xué)，什么都談的很深很細(xì)，但沒(méi)有重點(diǎn)。其實(shí) 看書不如研究相關(guān)公司application engineer寫的application note。那些東西的價(jià)值和實(shí)用性很高。當(dāng)然又有應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，又能上升到理論分析的dx們的著作另當(dāng)別論。

上培訓(xùn)班，如果是有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人講的話，還是很有價(jià)值的。價(jià)值在于你可以得到他的經(jīng)驗(yàn)，并與之探討。有時(shí)幾分鐘的探討和QA比起你自己摸索很久來(lái)的有價(jià)值。 如果做IC之類的設(shè)計(jì)的話，強(qiáng)烈建議大家考慮在網(wǎng)上上一下伯克利的IC課程。近代EDA和IC設(shè)計(jì)，該校是圣地。那些老師們和電子技術(shù)一起走過(guò)來(lái)的，他們 的講座能使你了解到技術(shù)的精髓。該校位于硅谷跟若干大IC公司有很強(qiáng)的互動(dòng)。他們的好多學(xué)生出來(lái)開(kāi)了很多成功的公司。伯克利課程的另一特點(diǎn)是課堂的互動(dòng)。 有好多有工作經(jīng)驗(yàn)的工程師們回去深造，你可以像置身課堂一樣隨著那些高手們的QA而更深入了解一些你自己學(xué)習(xí)看不到的深度和經(jīng)驗(yàn)。大多數(shù)時(shí)候你感興趣或者 不明白的疑惑，總有人提問(wèn)或者老師回問(wèn)。聽(tīng)這種課是一享受，呵呵。建議數(shù)字IC去聽(tīng)Rabaey的課。就是寫Digital Integrated Circuits ADesignPerspective 這本書的教授 （順便說(shuō)一下，中文這本書譯為“數(shù)字集成電路設(shè) 計(jì)透視”。透視倆字怎么都覺(jué)得別捏。感覺(jué)perspective應(yīng)該是“從x出發(fā)，面向x” 的意思。建議盡量看原版，一是翻譯者的水品有可能損害了原文的風(fēng)格甚至意義，二者現(xiàn)代技術(shù)是用英文寫成的。如果想長(zhǎng)期從事這一行，還是應(yīng)該掌握描述它的語(yǔ) 言。就像你要做軟件設(shè)計(jì)需要掌握C一樣。）. 模擬的話伯克利有好幾個(gè)大家，本人比較喜歡 Broderson和Ali的課。他們講課比較清晰有節(jié)奏，講話也幽默，不覺(jué)枯燥。即使不做IC設(shè)計(jì)，做板級(jí)和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，研究一下IC的相關(guān)知識(shí)也很有 幫助。比如模擬IC的課程可使你對(duì)噪聲，干擾，穩(wěn)定性，以及器件指標(biāo)的含義有更深的理解。

跟公司老一輩學(xué)習(xí)是最直接的了。這點(diǎn)沒(méi)啥可說(shuō)的。只是提一點(diǎn)：當(dāng)一個(gè)設(shè)計(jì)A也行B也行時(shí)，如果前輩們說(shuō)A好，你覺(jué)得自己提的B好。這時(shí)別扭著勁非說(shuō)要B。最 好仔細(xì)想想A到底有什么好處。設(shè)計(jì)的目的不是設(shè)計(jì)本身：是產(chǎn)品，是可制造可重復(fù)可檔案化可規(guī)范化可系列化可簡(jiǎn)化售后穩(wěn)定性。。。。。。的產(chǎn)品！你的B從設(shè) 計(jì)角度來(lái)看沒(méi)什么問(wèn)題，但可能缺了后邊中的某一樣。

第五回：示波器

測(cè)量是電路設(shè)計(jì)最基本的技術(shù)。但不正確的測(cè)量?jī)x器選擇和方式，不止是得不到正確的測(cè)試結(jié)果，關(guān)鍵還會(huì)給你帶來(lái)很大的誤導(dǎo)。

常用的測(cè)量?jī)x器莫過(guò)示波器了。一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題：測(cè)量100MHz的正弦信號(hào)應(yīng)該用多大帶寬的示波器？這個(gè)問(wèn)題本身實(shí)際上提得就不準(zhǔn)確。任何示波器的帶寬都是 基于一定誤差來(lái)說(shuō)的。一般示波器的帶寬是指的其3dB帶寬，即最大幅度下降到70%左右的帶寬.所以如果用100MHz帶寬測(cè)試100MHz的信號(hào)，測(cè)量 誤差就至少是30%。做個(gè)幅度與頻率的簡(jiǎn)單衰耗圖，你會(huì)發(fā)現(xiàn)如果要求3%的精度，測(cè)量100MHz信號(hào)的帶寬需要大約 3x100MHz。一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的說(shuō)法：為了保持幅度誤差合理，示波器和探頭組合的帶寬應(yīng)該至少為待測(cè)信號(hào)帶寬的3到5倍。為了保證幅度誤差小于1％，示波器 的帶寬應(yīng)該至少為信號(hào)帶寬的5倍。當(dāng)然這是用示波器來(lái)較為精確的測(cè)試信號(hào)的幅度來(lái)講。如果只是debug，尤其是數(shù)字電路的邏輯，則要求就沒(méi)那么嚴(yán)格了。

怎么樣來(lái)對(duì)待低頻信號(hào)的上升時(shí)間？有時(shí)大家遇到這樣的問(wèn)題：信號(hào)頻率不高，所以布線就沒(méi)怎么講究。結(jié)果最后做出來(lái)的電路發(fā)現(xiàn)，要么串?dāng)_大，要么有很大的反射 過(guò)沖等。這是你就該檢查信號(hào)的上升下降時(shí)間了?？焖俚纳舷陆笛赜胸S富的高頻信號(hào)頻率。這是的信號(hào)應(yīng)該當(dāng)作高速信號(hào)處理。一個(gè)常用的帶寬算法： 帶寬=2.2/(2Pi * tr)=0.35/tr. 如果信號(hào)的上升沿是1ns，則等效帶寬接近350MHz！精確測(cè)量這個(gè)上升時(shí)間的示波器帶寬至少要3×350MHz。

探頭的使用也要注意。對(duì)于高頻（包括有快速變化沿的低頻信號(hào)），探頭的接地十分重要。切忌用地線夾子隨意找個(gè)接地點(diǎn)。要就近接地。一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是用裸線纏 繞在探頭上就近找個(gè)地。在電路圖和PCB設(shè)計(jì)時(shí)，不只要考慮測(cè)試點(diǎn)，還要有就近的測(cè)試接地點(diǎn)。這點(diǎn)往往在設(shè)計(jì)時(shí)容易忽視。對(duì)于差分信號(hào)，最好用專用的差分 探頭。用普通探頭的話，通道間的skew會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。當(dāng)然低頻差分信號(hào)應(yīng)該還好。

第六回：IP雜談

IP,就兩個(gè)字母，孕育了多少時(shí)代風(fēng)云，創(chuàng)造了多少財(cái)富積累，成就了多少英雄豪杰，巨企商號(hào)。。。。

暫時(shí)風(fēng)過(guò)云淡的今天，IP技術(shù)已經(jīng)深入到了人們生活中的方方面面。其重要性怎么說(shuō)都不為過(guò)，而且我們還只是處在其帶來(lái)變化的初級(jí)階段，但就這也已經(jīng)讓經(jīng)濟(jì)生 活甚至政治各個(gè)層面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)變革。Twitter的出生還只是按月計(jì)算，就影響了政教合一鐵硬伊朗近期的政治事件。加以時(shí)日，如果人人的手機(jī)都是一個(gè)即 時(shí)的采訪話筒和新聞攝影機(jī)，還不知道會(huì)對(duì)這個(gè)世界產(chǎn)生什么程度的改變。

所以專家，尤其那些以前做出過(guò)很大成績(jī)的老專家，他們的確切定義應(yīng)該是“在本次技術(shù)革命之前的上一代技術(shù)的權(quán)威”。他們中的大多數(shù)對(duì)新技術(shù)的掌握，不會(huì)比新 一代的年輕技術(shù)精英更快更有權(quán)威。但可惜的是他們大多掌握著話語(yǔ)權(quán)，掌握著資源。這不能不說(shuō)是對(duì)技術(shù)進(jìn)步的一種明顯的阻礙。但恰恰正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，才給無(wú) 數(shù)的敢于創(chuàng)新的公司以出人頭地的機(jī)會(huì)。就像在美國(guó)cisco之于LU，在中國(guó)華為中興之于郵電部的所屬科研院所和企業(yè)。當(dāng)年叱咤風(fēng)云的后者，還有多少泡沫沉渣泛起？上帝可能最終還是公平的。

已經(jīng)采用的技術(shù)，并不見(jiàn)得是最優(yōu)的技術(shù)。同理新的技術(shù)也不見(jiàn)得就有前途。當(dāng)有專家說(shuō)其實(shí)你的3G沒(méi)啥了不起，我的技術(shù)比它強(qiáng)多了的時(shí)候，先別立馬下結(jié)論，尤 其對(duì)方跟經(jīng)濟(jì)利益糾纏在一起時(shí)更是這樣。老毛當(dāng)年說(shuō)任何主義理想都有其階級(jí)的烙印。此話用到技術(shù)上也是如此。當(dāng)年中國(guó)電信的總工論證出小靈通可以平滑過(guò)渡 到3G時(shí)，你應(yīng)該笑笑就罷了。別當(dāng)真。專家，不過(guò)如此。當(dāng)年項(xiàng)羽見(jiàn)到秦始皇出游的儀仗時(shí)說(shuō)，“彼可取而代也”。劉邦也說(shuō)，“大丈夫當(dāng)如此也?！?雖然有項(xiàng)羽自吻烏江，但也有劉邦面南背北。你雖然現(xiàn)在是初出茅廬的學(xué)生，但有無(wú)限的潛力。那些專家們現(xiàn)在就現(xiàn)在了，但你還有無(wú)限的可能。

最終的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)體制是妥協(xié)的結(jié)果。尤其是企業(yè)巨頭們的妥協(xié)結(jié)果。當(dāng)你研究學(xué)習(xí)那些所謂高技術(shù)時(shí)，也別對(duì)他們太崇拜了。那里的字里行間隱藏著很多利益，交易，競(jìng)爭(zhēng)和妥協(xié)。

后來(lái)者最喜歡技術(shù)革命。在一個(gè)成熟的技術(shù)市場(chǎng)下，是壟斷者大公司的游戲。只有新技術(shù)，新體制，才能創(chuàng)造機(jī)會(huì)，才能使野心勃勃的投資者和創(chuàng)業(yè)者得到成功的機(jī) 會(huì)。看待一項(xiàng)技術(shù)，主要應(yīng)該從它的商機(jī)中來(lái)看。當(dāng)年IT泡沫時(shí)參加過(guò)一次一家著名風(fēng)投的技術(shù)論壇。題目就叫“VC眼中的7層協(xié)議”。他們認(rèn)為當(dāng)時(shí)7層協(xié)議 中最有商機(jī)和投資價(jià)值的事1-3層。并把每一層的player，機(jī)會(huì)，和市場(chǎng)規(guī)模逐一分析。這是第一次聽(tīng)人按價(jià)值來(lái)分析7層協(xié)議！

技術(shù)，無(wú)論用怎么復(fù)雜的公式來(lái)計(jì)算分析，用怎么深?yuàn)W的語(yǔ)言來(lái)解釋論證，其最終目的只有一個(gè)：$

第七回：HDL與IC

做芯片設(shè)計(jì)或者FPGA/CPLD設(shè)計(jì)的工程師主要用硬件描述語(yǔ)言。這種類似計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)語(yǔ)言靈活，數(shù)據(jù)流清晰，易于模塊化和仿真，是IC設(shè)計(jì)的主流方式。如果還在用原理圖來(lái)做芯片邏輯設(shè)計(jì)的話，應(yīng)該盡快轉(zhuǎn)到HDL上來(lái)。你會(huì)立馬感覺(jué)到不一樣的天地。

掌握其中的任何一種，對(duì)于有點(diǎn)電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)講都不難。難得是規(guī)范的文檔，清晰的說(shuō)明和注釋，合理明了的架構(gòu)，和充分的仿真。好多工程師只注重程序的 設(shè)計(jì)本身，即一條條的語(yǔ)句。豈不知一個(gè)設(shè)計(jì)包含程序本身和描述這個(gè)程序的完整文檔！缺了任何一個(gè)都不是完整的設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)程序時(shí)要想著程序是讓 他人看的，是公司的IP積累。不是單單為了實(shí)現(xiàn)你要達(dá)到的幾項(xiàng)功能指標(biāo)。印度的軟件外包比中國(guó)領(lǐng)先很多，為什么？?jī)蓢?guó)的工程師都很聰明。有人做過(guò)分析，對(duì) 于同樣實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單功能，中國(guó)工程師10行就寫完了，可能還想絞盡腦汁再用更巧妙的方法簡(jiǎn)化。而印度工程師可能要寫100行。區(qū)別就是前邊說(shuō)過(guò)那幾點(diǎn)。

想來(lái)做ASIC和FPGA的區(qū)別大家都清楚。從設(shè)計(jì)角度來(lái)講主要是library的異同，包括仿真等等。ASIC代工的興起，使得設(shè)計(jì)與制造徹底分離。這樣 任何一個(gè)掌握了一定IP的人都可以開(kāi)個(gè)ASIC設(shè)計(jì)公司。前者的價(jià)值主要變成了IP的積累。目前除了INTEL等個(gè)別公司還有自己的Foundry廠外， 大多數(shù)公司都使用TSMC之類的代工。為了更進(jìn)一步降低設(shè)計(jì)IC的初期投入，foundry也提供shuttle服務(wù)，即可以允許幾家公用一個(gè)晶圓，這樣 就大大降低了設(shè)計(jì)house的費(fèi)用。據(jù)說(shuō)現(xiàn)在還有搞sub-shuttle的：幾家公司在一個(gè)die上設(shè)計(jì)幾個(gè)芯片，有點(diǎn)像PCB拼版一樣，再用 shuttle服務(wù)跟別人共享一個(gè)晶圓。不知道這么做是否合法?？梢缘脑拵兹f(wàn)RMB就可設(shè)計(jì)一個(gè)一般規(guī)模的ASIC，自己在家都可以做了.半導(dǎo)體業(yè)這幾年不景氣，可能也跟原來(lái)高高在上的高科技白天鵝，變成了尋常的丑小鴨有關(guān)。進(jìn)入門檻降低了。當(dāng)然這只是指的邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)電路來(lái)講。其實(shí)IC 的價(jià)值不在設(shè)計(jì)的過(guò)程，那些算法知識(shí)等IP才是最有價(jià)值的。就像90nm的技術(shù)很成熟了，上海交大的教授還是靠雇傭民工把買來(lái)的片子磨一下再印上自己的型 號(hào)。制造BMW的技術(shù)有了，但設(shè)計(jì)它的IP卻不是一朝一日能掌握的。

Foundry廠也積累了大量的Library包括各種IP，甚至A/D等轉(zhuǎn)換器件。 對(duì)于一般的IC，設(shè)計(jì)不是主要的價(jià)值所在，產(chǎn)品的定義和市場(chǎng)的定位成了成功關(guān)鍵。

PCB 的材料從最常用的FR-4到低損耗的Roger，具體的電路可以選擇不同的材料。有時(shí)通過(guò)精心設(shè)計(jì)元器件的布局，較少過(guò)孔，和選用阻抗匹配的連接器件，可 以用低成本的FR-4達(dá)到大多數(shù)的要求。本人就做過(guò)FR-4傳送3GHz信號(hào)達(dá)40英寸的設(shè)計(jì)。中間有兩個(gè)連接器，一組耦合電容。當(dāng)然需要有Pre- amp和equalizer的幫助。02年左右見(jiàn)有芯片公司demo的用FR-4傳送10GHz幾個(gè)英寸的演示。如過(guò)芯片的serdes做的不夠好，那就 需要Roger之類的材料來(lái)幫助減小損耗了

經(jīng)常有人問(wèn)最小可用多粗的線，過(guò)孔可打多大？一般來(lái)講過(guò)孔的直徑不小于板厚的1/10，其它就沒(méi)有什么太明確的標(biāo)準(zhǔn)了。正確的步驟是在設(shè)計(jì)PCB之前先跟 FAB廠家聯(lián)系，要到他們的技術(shù)要求，明確設(shè)計(jì)的極限，然后選擇合理的設(shè)計(jì)參數(shù)。大多數(shù)人是先做完了PCB再跟廠家聯(lián)系。本末倒置了。

在設(shè)計(jì)PCB之前要對(duì)高速信號(hào)做下仿真。根據(jù)器件的model，trace的距離，過(guò)孔的數(shù)目，和連接器的參數(shù)來(lái)做最壞情形下的仿真，用這個(gè)結(jié)果結(jié)合芯片的 datasheet看看lose budget是否有合理的余量。仿真的軟件有多種，本人認(rèn)為Hspice是最精確的一種。其它用spice model的軟件也可以，但Hspice有更適合傳輸線仿真的field solver的方法，即直接解電磁場(chǎng)方程來(lái)做計(jì)算。而不是用lumped RLGC 的方式。后者有許多不確定性。研讀一本SI方面的專著是比要的。最有名的是howard johnson， Stephen Hall的著作。選一本就可以。不要從頭到尾全看。根據(jù)用到的，選擇性的研究一下最好。一邊結(jié)合項(xiàng)目，一邊做仿真分析。實(shí)際電路出來(lái)測(cè)試后，對(duì)比研究一下 測(cè)試結(jié)果和仿真的異同，找出仿真或者實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，修改仿真使它接近實(shí)際的測(cè)試。這一環(huán)節(jié)有助于功力的升級(jí)。

如果你有成本的壓力，用FR-4但有一些高頻的trace。這時(shí)要仔細(xì)的對(duì)高速部分精心布局，如果不可避免使用via的話，要盡量采用through- via，即讓信號(hào)從頂層一直穿到底層來(lái)?yè)Q層。在中間換層會(huì)產(chǎn)生via-stub，影響信號(hào)完整性。做完布線后順手用PCB工具中的去掉non- functional pad的功能，把那些中間層沒(méi)連線的pad去掉，也能較少一些寄生電容。做這種事就是要斤斤計(jì)較，設(shè)計(jì)時(shí)多用點(diǎn)心，得到免費(fèi)的性能提升。

PCB的軟件設(shè)計(jì)工具有很多選擇。以下是在另個(gè)帖子中寫的一段，摘錄到這里供參考：

orcad是一般公司做evaluation board的設(shè)計(jì)首選。比如ic公司。中小型公司用的也比較多。當(dāng)然隨手偶爾做點(diǎn)什么，任何一個(gè)都能勝任。如果不是專業(yè)的layout工程師，能用這些layout工具來(lái)做檢查就好了。但PCB的設(shè)計(jì)流程，材料，SI分析等還是要做點(diǎn)研究。

第九回：倆學(xué)音樂(lè)出身的工程師

經(jīng)有過(guò)兩個(gè)老美同事。湊巧的都是學(xué)音樂(lè)出身的，后來(lái)憑興趣自學(xué)做了電子和軟件方面的專家。

第一個(gè)是一家公司的總設(shè)計(jì)師。專業(yè)是學(xué)的音樂(lè)。對(duì)電子的東西比較感興趣，就走進(jìn)了這一行。如果你有什么想法跟他說(shuō)，他低頭思考一會(huì)大多時(shí)間就給出你答案。是 在一合作項(xiàng)目時(shí)認(rèn)識(shí)的。工作一段后每每感覺(jué)他的一些想法匪夷所思，有時(shí)驚嘆實(shí)現(xiàn)的巧妙。但也有時(shí)候他想出來(lái)的很不錯(cuò)的想法，實(shí)際已經(jīng)有現(xiàn)成的東西可借用 了。這是感覺(jué)到他的唯一弱點(diǎn)。人總是這樣，正統(tǒng)教育訓(xùn)練出來(lái)的，知道使用好多現(xiàn)成的東西，但缺少了獨(dú)創(chuàng)性。受傳統(tǒng)教育少的，得益于較少的約束和具有更好的 創(chuàng)造力，但有時(shí)也可能耗費(fèi)不少時(shí)間在一些前人已做過(guò)的東西上。此事古難全。

另一個(gè)是在某公司時(shí)的同事。做事非常嚴(yán)謹(jǐn)。他開(kāi)會(huì)或者大家討論時(shí)的筆記，非常干凈整潔。拿過(guò)來(lái)直接發(fā)表就可。想學(xué)他這招但堅(jiān)持了不幾天就放棄了。人長(zhǎng)的五大 三粗，可做事想不到的細(xì)膩。也是本科學(xué)音樂(lè)后來(lái)自學(xué)該改行軟件的。我們那時(shí)下班后總總喜歡在停車場(chǎng)打會(huì)籃球。他從不摻和。有次我邀他一起打但他只是笑笑搖 搖頭。我開(kāi)始還以為他不會(huì)打。后來(lái)才知道人家是原德州大學(xué)校隊(duì)的！就是那些NBA球員們的前身。他有的隊(duì)友后來(lái)可能就去NBA了。這樣的本事哪能輕易跟我 們這種菜鳥(niǎo)玩?，F(xiàn)在他是一家航天公司的軟件總設(shè)計(jì)師。興趣是良師。功夫在詩(shī)外。我們從中學(xué)開(kāi)始就分文理科之類的，謬之大矣

第十回：接地（1）

一 直想談?wù)劷拥貑?wèn)題，但總覺(jué)得不容易下手。接地，最簡(jiǎn)單的定義，也是最難把握的。簡(jiǎn)單到初學(xué)者把所有“地線”一連就可，復(fù)雜到要考慮安全，干擾，強(qiáng)弱信號(hào)分 配，阻抗，噪聲，EMI，保護(hù)，交流直流地，等等。記的從開(kāi)始注意信號(hào)完整性后，對(duì)“地”就在不停的琢磨。從數(shù)字轉(zhuǎn)到模擬后又開(kāi)始了一輪的研究。跟電力沾 上點(diǎn)邊后又有了新的視角.....。無(wú)窮盡那:-) 下邊從安全保護(hù)，信號(hào)完整性，模擬電路幾個(gè)不同的角度聊聊對(duì)地的處理。

從安全保護(hù)角度看接地

IEC 對(duì)幾種接地方式有明確的定義。了解一下這些AC系統(tǒng)的接地要求能幫助理解系統(tǒng)設(shè)計(jì)中信號(hào)地保護(hù)地等概念和怎樣正確處理。在常用的TN-C-S接地系統(tǒng)中， 要求有個(gè)單獨(dú)的保護(hù)地（可能跟信號(hào)地在機(jī)器內(nèi)某點(diǎn)連接在一起）連接到AC配線箱的大地上（在那跟Neutral連接在一起）。如果有EMI或者其它干擾隔 離的考量，可以把這個(gè)保護(hù)地線屏蔽起來(lái)專線連接。但對(duì)于高頻噪聲這種連接可能起到相反的左右，對(duì)保護(hù)地連線的長(zhǎng)度有要求(小于干擾波長(zhǎng)的1/20)。

用兩芯的電源是不可取的，尤其對(duì)工業(yè)的應(yīng)用。除了安全以外，還有EMI的影響。大家知道AC-DC電源前邊要放X（line與neutral之間）和Y電容 （line/neutral到地）。沒(méi)了第三芯的地連接，Y電容的防共模干擾的作用就消失了。從安全角度講，如果是兩芯的插座，有金屬殼的機(jī)器就失去了漏 電保護(hù)的作用。這時(shí)應(yīng)該裝個(gè)GFCI漏電保護(hù)器，尤其是在家里有小孩的情形，價(jià)格不貴，保護(hù)孩子重要啊，呵呵。 順帶說(shuō)一下，浙江一帶尤其慈溪什么的生產(chǎn)的電源插板基本都是垃圾，俺拆開(kāi)看過(guò)很危險(xiǎn)的，盡量別用。前幾年看過(guò)一個(gè)報(bào)道說(shuō)國(guó)內(nèi)只有三家的品牌是合格的。你家 的電視冰箱計(jì)算機(jī)還有家人的安全值錢的很，別再這上邊省這幾塊錢！

除了設(shè)備要可靠接地外，建筑的鋼體水管氣管等也要可靠接地。在雷雨天氣鋼架構(gòu)可能被充電。鋼結(jié)構(gòu)跟室內(nèi)的儀器設(shè)備的外殼有個(gè)電容通道。從而雷電的高壓可以加到設(shè)備上而形成危險(xiǎn)。這就是為什么有時(shí)有些計(jì)算機(jī)不開(kāi)機(jī)，雷雨天氣后也能被燒壞的原因（case2）

AC接地系統(tǒng)是個(gè)專門的領(lǐng)域。作為電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)者，知道點(diǎn)AC接地的知識(shí)很有幫助。尤其在涉及到AC帶來(lái)的安全，EMC，EMI，串?dāng)_等問(wèn)題的分析時(shí)。上邊說(shuō)的case1和2俺都遇到過(guò)。有兩本比較好的讀物推薦如下。第二本是比較深入的介紹。Grounding and Shielding. 5th Edition. RALPH MORRISONIEEE142. Grounding of Industrial and Commercial Power Systems.

數(shù)?；旌想娐返脑O(shè)計(jì)，很大一部分是要考慮地的分割。分割原理就是要遵循上邊所屬的共性。好多爭(zhēng)論是用同一的地平面好，還是數(shù)字模擬地分開(kāi)。其實(shí)兩者都可以， 關(guān)鍵是要讓數(shù)字和模擬信號(hào)的回路盡量減少交叉和共享。初學(xué)者可能很容易注意把電路圖上的數(shù)字模擬信號(hào)線分開(kāi)，減小回路面積并盡量不混雜在一起。但忘記了所 謂“信號(hào)”是需要一個(gè)回路的，即“有去有回”。信號(hào)回來(lái)的路徑就是“地線”。所以數(shù)字和模擬信號(hào)的“回來(lái)的路徑”應(yīng)該不要重疊。最簡(jiǎn)單的方法就是把兩者的 地分開(kāi)，并且數(shù)字信號(hào)線要布在數(shù)字地平面上，模擬信號(hào)線要布在模擬地平面上。不要交叉。一個(gè)常犯的錯(cuò)誤，地分開(kāi)了，但還有數(shù)字線布在了模擬的參考平面上。 如果有MCU的數(shù)字信號(hào)需要去控制模擬器件，這些線要從單點(diǎn)連接的部分通過(guò)?；旌想娐芬笤O(shè)計(jì)工程師和布線工程師有很好的互動(dòng)或者生成完善的PCB布線要 求文檔。

像本文一開(kāi)始講的，接地的策略很復(fù)雜，以上原則不見(jiàn)得適合所有情形：

一種情形是一點(diǎn)接地或者樹(shù)形接地有時(shí)不那么容易實(shí)現(xiàn)。比如板子上有幾個(gè)獨(dú)立的模擬電路（幾個(gè)分立的ADC電路）。這時(shí)應(yīng)該遵循上邊所敘的沒(méi)有共用回路的原 則。地線也不一定非要單點(diǎn)接地。只要互相之間沒(méi)有共同回路即可。對(duì)于大電流的輸出級(jí)，直接將其回路連接到電源的輸入端，使得其干擾不流過(guò)板子的任何地參考 面。

還有一種情形是很多的數(shù)字信號(hào)需要去連接模擬器件，或者模擬信號(hào)要連接到MCU中的ADC。采用單點(diǎn)接地的方式會(huì)引入一個(gè)大的信號(hào)環(huán)路，形成的電感和輻射會(huì) 帶來(lái)串?dāng)_。這時(shí)可以采用統(tǒng)一地面。但在區(qū)域上要嚴(yán)格分開(kāi)并遵循互不交叉的原則：數(shù)字信號(hào)線要布在數(shù)字地平面上，模擬信號(hào)線要布在模擬地平面上。即使采用分 割地面，在不同區(qū)域預(yù)留一些互聯(lián)的0歐姆電阻是一個(gè)折中的方案。有時(shí)你會(huì)看到好多Analog Device的evaluation board上也是這么做的?？赡苷f(shuō)明了他們也心存疑慮啊，呵呵。

電源也是一個(gè)公共通路，其設(shè)計(jì)是否也該采用上述方法呢？大多實(shí)踐證明電源采用樹(shù)形連接的方案優(yōu)于平面的方案。各個(gè)部分的電源樹(shù)形連接到電源的源頭，這樣就徹 底避免了共用電源通路間的互擾。尤其是大電流部分比如輸出功率電路，高電壓部分比如被控制的電器設(shè)備。這種情形下使用公共的電源平面會(huì)帶來(lái)很大的串?dāng)_。

對(duì)于數(shù)?；旌舷到y(tǒng)的接地分析，本人感覺(jué)Analog Device的一本ADC設(shè)計(jì)指南(Analog_Digital Conversion)講的最清晰。接地的論述在其第九部分Hardware Design Techniques.最后，沒(méi)有金科玉律，不要糾纏在一點(diǎn)不放：電路設(shè)計(jì)是一種折中的藝術(shù):-)

對(duì)于第一點(diǎn)，參見(jiàn)圖一所示。同樣從A到B的一條信號(hào)線，低頻去時(shí)從PCB的trace走，回來(lái)時(shí)從圖示紅色最短的電阻通路。而高頻回來(lái)時(shí)則沿著trace下 邊的地平面回來(lái)，因?yàn)檫@時(shí)來(lái)去包圍的面積最小，電感最??！如果信號(hào)跨過(guò)地平面上的一個(gè)開(kāi)口或者地的不連續(xù)區(qū)域，則來(lái)的信號(hào)就在此形成一個(gè)回路，這容易產(chǎn)生 干擾。所以高頻（模擬信號(hào)）要在布在自己的連續(xù)參考平面上。

對(duì)于第二點(diǎn)，只是分割地平面還不行，還要考慮不同域的信號(hào)不要有交叉，不要布線在別的域上邊。圖二下邊兩個(gè)分割是正確的。右邊那個(gè)雖然沒(méi)分割，但遵從了上邊 的原則2），一樣產(chǎn)生滿意的效果。左上圖那個(gè)雖然分割了，但數(shù)字信號(hào)布線在了模擬域上，在圓圈所示的兩個(gè)區(qū)域存在相互干擾的loop。對(duì)于有A/D，D /A的混合系統(tǒng)，最理想的方式是轉(zhuǎn)換器件放在模擬與數(shù)字域相連部分的上邊。如左下圖所示。即使由于各種原因做不到，也至少采用右上圖方式：數(shù)字線沿著自己 的參考平面從數(shù)模連接處進(jìn)出。切忌隨意采用左上圖的方式。

電源平面的準(zhǔn)則比較清晰： 堅(jiān)決反對(duì)大電源平面策略。嚴(yán)格采用樹(shù)形電源分配。樹(shù)根在電源的入口。

這點(diǎn)有的dx可能有異議，有經(jīng)驗(yàn)的dx能準(zhǔn)確感覺(jué)到信號(hào)的來(lái)回通路，并能通過(guò)布局實(shí)現(xiàn)相互的隔離和串?dāng)_，也可以不遵守本條。但對(duì)于你我還沒(méi)掌握到那個(gè)火候時(shí)，還是遵循點(diǎn)簡(jiǎn)單明了的策略為妙。

對(duì)于大電流大功率電路部分，除了電源樹(shù)形配電外，地平面也要樹(shù)形連接到電源的入口處。