硬件模塊設(shè)計思想

硬件模塊設(shè)計，顧名思義就是將各個不同的功能做成獨立的模塊。然后將各個模塊組合成不同的產(chǎn)品。

對于一個公司硬件模塊化設(shè)計，從設(shè)計之初，調(diào)試，到樣機及產(chǎn)品生產(chǎn)的過程應該是這樣：

1.　　　　 了解產(chǎn)品需求

2.　　　　 根據(jù)需求，選擇合適的處理器

3.　　　　 根據(jù)處理器構(gòu)架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.　　　　 設(shè)計處理器的最小系統(tǒng)圖，包括電源，晶振，不使用需要簡單處理的引腳處理，將需要使用的引腳引出。

5.　　　　 選擇和合適的成熟模塊連接。

6.　　　　 與各個模塊共同搭建一個開發(fā)平臺。

7.　　　　 開發(fā)程序，調(diào)試。

8.　　　　 軟件調(diào)試完畢，硬件功能完好。開始針對產(chǎn)品要求的體積，外形等進行修改，重新構(gòu)建繪制原理圖，pcb

9.　　　　 將程序下載到新的pcb中，進行必要的修改后，可以進行試驗

10.　　 試驗后根據(jù)情況再次進行修改。

11.　　 再次試驗。

12.　　 沒有問題后進行生產(chǎn)。

如果是單純的生產(chǎn)一款產(chǎn)品，那么對于上述的4，5，6來講沒有必要這樣做，這里的硬件模塊化是針對公司的一個系列產(chǎn)品的設(shè)計進行構(gòu)思的。

對于一個系列的產(chǎn)品，產(chǎn)品的功能有很多相似之處，往往高級的產(chǎn)品會比低級的產(chǎn)品多些功能，這樣的話，這一系列的產(chǎn)品的有很多模塊就是這一系列產(chǎn)品的特征，必須具有的，就像電話，一般都會具有接聽，打出電話，發(fā)送，接收短消息這兩個基本特征。但是這并不是說低級的產(chǎn)品是高級產(chǎn)品的子集，低級的產(chǎn)品功能有些也是高級產(chǎn)品所沒有的。

為什么機械產(chǎn)品和電子器件的生產(chǎn)和使用及更換，在現(xiàn)在看來都很方便呢？很重要的一個問題就是大家在制作的時候都會遵循一個共同的標準。汽車出現(xiàn)了問題，我們不會重新將汽車生產(chǎn)一次，而是更換零件；汽車的升級換代，不是重新研發(fā)，而是現(xiàn)有基礎(chǔ)上的改進和提高；即使是革命性的變化也不會將現(xiàn)有和以前的東西完全拋棄。

同樣的道理一個板子上的芯片壞了，不是要換掉整個板子，而是將芯片換掉。

那么對于系列產(chǎn)品的開發(fā)，怎樣才能方便的進行新產(chǎn)品初期的設(shè)計，調(diào)試，老產(chǎn)品的功能升級設(shè)計和調(diào)設(shè)呢？
 
待續(xù)。大家可以留言補充
我們接著上篇提出的問題繼續(xù)討論.
 
　　　 現(xiàn)在大家對軟件的模塊設(shè)計很熟悉 ,就是將軟件的功能細分,然后做成一個獨立的模塊,不管用在哪里,只要告訴使用者接口和功能,就能很方便的使用.如果需要對函數(shù)進行變動的話也很簡單,直接對函數(shù)本身做改動就可以了,只要接口和功能沒有變化,而不會對函數(shù)的調(diào)用者有任何影響.即使對函數(shù)的接口有小的變化,如果能在開始設(shè)計的時候能預留的設(shè)計,那么也對整個函數(shù)的使用都不會產(chǎn)生很大的影響.
　　　
　　　 對于同系列產(chǎn)品的硬件設(shè)計而言,變化的莫過于兩個方面,功能模塊 主cpu.
　　　1 功能模塊的變化包括:功能模塊的增加或者減少,功能模塊自身的修改
　　　2 由于不同的考慮在實現(xiàn)同樣功能的前提下進行主cpu的更替.
 
　　　 對于各種功能集成在一起的硬件設(shè)計來說,這兩種情況都會導致板子的原理圖和pcb的重新繪制,對于沒有改變的模塊部分都要重新繪制pcb,對于修改的部分也不能依靠原來的硬件進行驗證,這樣導致了資源和時間的浪費,為什么這樣說?
 
　　　 對于同樣功能的模塊,沒有重復利用,浪費了資源;對于同樣功能的模塊還需要花費重復繪制pcb是時間的浪費;更嚴重的時間浪費是不能利用現(xiàn)有的模塊和資源對改變的部分進行較快的前期驗證.舉個例子,假設(shè)一個板子的功能由A+B+C+D+E組成,如果需要改變A,將A改成F,對于模塊集成的設(shè)計方法來說,就要將重新繪制將原來的板子改成B+C+D+E+F,然后做成試驗板,然后進行功能驗證和調(diào)試,;如果我們能只是將A換成F,然后F在B+C+D+E資源的基礎(chǔ)上進行調(diào)試的話就會減少設(shè)計的工作量,節(jié)省設(shè)計的時間,充分的利用了現(xiàn)有的資源,同時這種做法非常有利于調(diào)試,因為對于成熟模塊來說,設(shè)計成熟,經(jīng)過驗證,在調(diào)試的時候可以盡快的排除,找到真正的問題.
 
　　　　對了,我說清楚一點,就是功能集成的意思我是指,將一個系統(tǒng)各種功能的實現(xiàn)在一塊或者兩塊pcb板上的那種做法,至少一塊板上存在3,4中模塊的那種.
 
　　　 當然,對于硬件設(shè)計來講,如果每一個模塊都要獨立設(shè)計,然后再連成一起,這樣也未免太過,系統(tǒng)連接的插頭越多,系統(tǒng)的可靠性就會越降低.就像電腦中的一級緩存和速度的關(guān)系,加大的一級緩存的確可以增加電腦的運行速度,但是一級緩存和速度的關(guān)系并非成正比,到某一個點上,加多一級緩存對速度的提高已經(jīng)沒有什么作用了,反而增加了系統(tǒng)的成本,只有達到緩存和速度的最佳比例時,才能將性價比調(diào)到最高.
 
　　　 對于硬件模塊設(shè)計,我想也是這樣,不一定要把每個模塊都要獨立設(shè)計,適當?shù)倪M行功能模塊的劃分,將相似的部分劃在一起,這樣減少模塊之間連接,也提高了系統(tǒng)的可靠性,同時提高的系統(tǒng)的模塊化程度,為重復利用資源和節(jié)約設(shè)計周期提供了方便.
 
　　　 盡管模塊化的設(shè)計有很多好處,我的觀點是,硬件模塊化設(shè)計的方法,我覺得非常適合產(chǎn)品的研發(fā)階段和模塊很多的產(chǎn)品也適合生產(chǎn)階段.