現(xiàn)代電子產(chǎn)品開發(fā)流程

引言：進入21世紀，信息科技、電子技術(shù)的迅猛的發(fā)展，電子市場的競爭越來越激烈。產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)品的開發(fā)周期、產(chǎn)品的上市周期越來越受到各產(chǎn)品開發(fā)商的重視。各產(chǎn)品開發(fā)商都爭取在最短的時間內(nèi)開發(fā)出功能、性能滿足客戶需求的產(chǎn)品，并在最短的時間內(nèi)將產(chǎn)品上市。否則，就可能被市場殘酷的淘汰。在這種情況下，"電子產(chǎn)品的開發(fā)流程"的建立、完善、優(yōu)化，并使產(chǎn)品開發(fā)流程能夠起到保證產(chǎn)品功能、性能的情況下縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，成為各產(chǎn)品開發(fā)商高層需要重點考慮的問題。從本周開始，我們就開始以連載的方式專門來探討電子產(chǎn)品的開發(fā)流程，特別是在PCB設(shè)計開發(fā)流程這一塊。 

   傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品開發(fā)流程 

   在傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品設(shè)計流程中，PCB的設(shè)計依次由電路設(shè)計、版圖設(shè)計、PCB制作、調(diào)試、測量測試等步驟組成，傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品開發(fā)流程如下圖所示： 

   
   傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品的開發(fā)流程，存在很多的弊端，特別在PCB設(shè)計流程這個階段。主要表現(xiàn)在如下幾個方面： 
 
   設(shè)計工程師在項目的總體規(guī)劃、詳細設(shè)計、原理圖設(shè)計各階段上，由于缺乏有效的對信號在實際PCB板上的傳輸特性的分析方法和手段，電路的設(shè)計一般只能根據(jù)元器件廠家和專家建議及過去的設(shè)計經(jīng)驗來進行。所以對于一個新的設(shè)計項目而言，通常都很難根據(jù)具體情形作出信號拓撲結(jié)構(gòu)和元器件的參數(shù)等因素的正確選擇。  

 二、PCB版圖設(shè)計階段： 

應(yīng)該指出，大多數(shù)的產(chǎn)品開發(fā)商，并沒有對PCB設(shè)計流程規(guī)范化，沒有對PCB設(shè)計進行總體規(guī)劃、詳細設(shè)計、造成很難對PCB板的元器件布局和信號布線所產(chǎn)生的信號性能變化作出實時分析和評估，所以版圖設(shè)計的好壞更加依賴于設(shè)計人員的經(jīng)驗。有的產(chǎn)品開發(fā)商，在原理圖設(shè)計和PCB設(shè)計通常由同一個工程師來完成，通常在PCB設(shè)計上考慮不是太多，基本上以版圖網(wǎng)絡(luò)走通，就認為PCB設(shè)計完成。甚至認為PCB設(shè)計就是LAYOUT設(shè)計。這些觀點都是不正確的。

三、PCB制版階段 

   由于各PCB板及元器件生產(chǎn)廠家的工藝不完全相同，所以PCB板和元器件的參數(shù)一般都有較大的公差范圍，使得PCB板的性能更加難以控制。如果沒有對PCB制版進行特殊的規(guī)劃和設(shè)計，通常很難保證產(chǎn)品的性能達到最佳。 

四、產(chǎn)品調(diào)試測試階段 

   在傳統(tǒng)的PCB設(shè)計流程中，PCB板的性能只有在制作完成后才能夠通過儀器測量來評判。在PCB板調(diào)試階段中發(fā)現(xiàn)的問題，必須等到下一次PCB板設(shè)計中加以修改。但更為困難的是，有些問題往往很難將其量化成前面電路設(shè)計和版圖設(shè)計中的參數(shù)，所以對于較為復(fù)雜的PCB板，一般都需要通過反復(fù)多次上述的過程才能最終滿足設(shè)計要求。 

  可以看出，采用傳統(tǒng)的PCB設(shè)計方法，產(chǎn)品開發(fā)周期較長，研制開發(fā)的成本也相應(yīng)較高。通常要成功開發(fā)一個產(chǎn)品通常需要4個輪次以上反復(fù)的設(shè)計過程。 
項目管理者聯(lián)盟
   在電子技術(shù)高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)流程越來越不適應(yīng)市場的需求。必須被新的開發(fā)流程所替代?；诋a(chǎn)品性能（產(chǎn)品的信號完整性能、電磁兼容性能、散熱性能）分析、設(shè)計的流程越來越受到人們關(guān)注。下周我們將重點探討基于產(chǎn)品性能分析、設(shè)計的產(chǎn)品開發(fā)流程的特點和優(yōu)點。如果，貴公司還基于上圖所示的傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)流程進行產(chǎn)品開發(fā)就要特別的注意了。 

現(xiàn)代電子產(chǎn)品開發(fā)流程之我見（二） 

引言：前一陣子我們談到了"傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品開發(fā)流程"在電子產(chǎn)品設(shè)計各階段的弊端，在很長的一段時間沒有續(xù)，在此向新、老客戶表示歉意。現(xiàn)在我們繼續(xù)談如何克服這些弊端，這就需要引入"基于產(chǎn)品性能（產(chǎn)品的信號完整性能、電磁兼容性能、散熱性能）分析、設(shè)計的流程"。該電子產(chǎn)品的設(shè)計流程引入將極大的提高產(chǎn)品的設(shè)計成功率、縮短產(chǎn)品的整體的設(shè)計周期。基于產(chǎn)品性能分析、設(shè)計的電子產(chǎn)品開發(fā)流程。

傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品設(shè)計流程已經(jīng)不適合通信、電信領(lǐng)域的高密度、高速電路設(shè)計?；诋a(chǎn)品性能分析的高速PCB設(shè)計流程引入成為了必然，高速PCB設(shè)計電子產(chǎn)品開發(fā)流程如下圖所示： 

 從上面的流程圖我們可以很明顯的看出，與傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品的開發(fā)流程相比，它在PCB設(shè)計的流程階段上加入了兩個重要的設(shè)計環(huán)節(jié)和一個測試驗證環(huán)節(jié)，很好的克服了傳統(tǒng)設(shè)計流程的弊端。現(xiàn)對加入的環(huán)節(jié)說明如下： 

  一、PCB設(shè)計前的仿真分析階段： 

  設(shè)計工程師在原理設(shè)計的過程中，PCB設(shè)計前通過對時序、信噪、串擾、電源構(gòu)造、插件信號定義、信號負載結(jié)構(gòu)、散熱環(huán)境、電磁兼容等多方面進行預(yù)分析，可以使設(shè)計工程師在進行實際的布局布線前對系統(tǒng)的時間特性、信號完整性、電源完整性、散熱情況、EMI等問題做一個最優(yōu)化的分析，對PCB設(shè)計作出總體規(guī)劃和詳細設(shè)計，制定相關(guān)的設(shè)計規(guī)則、規(guī)范用于指導(dǎo)后續(xù)整個產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計。當然這些工作大多需要由專業(yè)的PCB設(shè)計工程師來完成，原理設(shè)計工程師通常沒有辦法考慮到這樣細致和全面。  

   二、PCB設(shè)計后的仿真分析階段： 

    在PCB的布局、布線過程中，PCB設(shè)計工程師需要對產(chǎn)品的信號完整性、電源完整性、電磁兼容性、產(chǎn)品散熱情況作出評估。若評估的結(jié)果不能滿足產(chǎn)品的性能要求，則需要修改PCB圖、甚至原理設(shè)計，這樣可以降低因設(shè)計不當而導(dǎo)致產(chǎn)品失敗的風(fēng)險，在PCB制作前解決一切可能發(fā)生的設(shè)計問題，盡可能達到一次設(shè)計成功的目的。該流程的引入，使得產(chǎn)品設(shè)計一次成功成為了現(xiàn)實。 

   三、測試驗證階段 

    設(shè)計工程師在測試驗證階段，一方面驗證產(chǎn)品的功能、性能的指標是否滿足產(chǎn)品的設(shè)計要求。另外一個方面，可以驗證在PCB設(shè)計前的仿真分析階段和PCB設(shè)計后的仿真分析階段所做的所有的仿真工作、分析工作是否是準確、可靠，為下一個產(chǎn)品開發(fā)奠定很好的理論和實際相結(jié)合的基礎(chǔ)。 

 從上面的流程大家可以看出，采用新的高速PCB設(shè)計流程，雖然在產(chǎn)品一輪開發(fā)周期上較傳統(tǒng)的PCB設(shè)計方法產(chǎn)品開發(fā)周期長，所要投入的人力多。但從整個產(chǎn)品的立項到產(chǎn)品上市這個周期上看，無疑前者要短的多。原因很簡單，在傳統(tǒng)的PCB設(shè)計流程中，PCB板的性能只有在制作完成后才能夠通過儀器測量來評判。在PCB板調(diào)試階段中發(fā)現(xiàn)的問題，必須等到下一次PCB板設(shè)計中加以修改。而新的流程中，這些問題絕大多數(shù)將會在設(shè)計的過程中解決了。 

    隨著時鐘的提高和上升沿的縮短，很難用老的設(shè)計方法去指導(dǎo)現(xiàn)代的電子設(shè)計。在進入皮秒（ps）設(shè)計時代，將需要新的設(shè)計規(guī)則，新的技術(shù)、新的工具和新的設(shè)計方法。當然，任何一個公司不是那么容易在短時間內(nèi)就可以進行從傳統(tǒng)的設(shè)計流程到新的設(shè)計流程的轉(zhuǎn)換，這需要很多路要走。下周我們將重點談企業(yè)進行流程的切換需要做出那些努力，以提高產(chǎn)品的設(shè)計成功率，縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期，以加強企業(yè)的競爭能力。

新產(chǎn)品從開發(fā)到上市的階段流程

·產(chǎn)品構(gòu)思與選取 ——主要是尋求產(chǎn)品構(gòu)思
·產(chǎn)品概念與評估——重視市場分析和戰(zhàn)略
·產(chǎn)品定義與項目計劃——產(chǎn)品開發(fā)工作基礎(chǔ)階段
·設(shè)計與開發(fā)——按方案進行產(chǎn)品開發(fā)
·產(chǎn)品測試與驗證——工作重點是測試和驗收
·產(chǎn)品上市——做好上市前的評估工作

產(chǎn)品構(gòu)思與選取 

這個階段主要是尋求產(chǎn)品構(gòu)思，并不是每個企業(yè)都把這個階段作為流程的正式階段，但是，它卻是產(chǎn)品創(chuàng)新過程的一個必經(jīng)的階段，因為，任何一個可產(chǎn)品化的構(gòu)思都是從無數(shù)多個構(gòu)思中篩選而來的，這個階段的過程管理往往是非常開放的，它們可以來自于客戶/合作伙伴/售后/市場/制造以及研發(fā)內(nèi)部，這些來自各個渠道的信息就構(gòu)成了產(chǎn)品的最原始概念。 
項目經(jīng)理博客
產(chǎn)品概念與評估 

這個階段的焦點應(yīng)放在分析市場機會和戰(zhàn)略可行性上，主要通過快速收集一些市場和技術(shù)信息，使用較低的成本和較短的時間對技術(shù)/市場/財務(wù)/制造/知識產(chǎn)權(quán)等方面的可行性進行分析，并且評估市場的規(guī)模、市場的潛力、和可能的市場接受度，并開始塑造產(chǎn)品概念。這個階段一般只有少數(shù)幾個人參與項目，通常包括一個項目發(fā)起人和其他幾個助手，正常情況下，這個階段在4－8周的時間內(nèi)完成。 
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產(chǎn)品定義與項目計劃 


這個階段是產(chǎn)品開發(fā)工作的基礎(chǔ)階段，它的主要目的是新產(chǎn)品定義，包括目標市場的定義、產(chǎn)品構(gòu)思的定義、產(chǎn)品定位戰(zhàn)略以及競爭優(yōu)勢的說明，需要明確產(chǎn)品的功能規(guī)格以及產(chǎn)品價值的描述等方面內(nèi)容，決定產(chǎn)品的開發(fā)可行性，對Scoping階段的估計進行嚴格的調(diào)研，并完成后續(xù)階段的計劃制定，當然，這個階段并不需要詳細的產(chǎn)品設(shè)計，一旦這個階段結(jié)束，需要對這一產(chǎn)品的資源、時間表和資金作出估算。這一階段涉及的活動比前一階段要多很多，并且要求多方面的資源和信息投入，這一階段最好是由一個跨職能的團隊來處理，也就是最終項目團隊的核心成員。 

新產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā) 

這一階段的重點是按照既定的方案來進行產(chǎn)品的實體開發(fā)，大部分具體的設(shè)計工作和開發(fā)活動都在這一階段進行，而不再分析產(chǎn)品的機會和可行性了。同時，這一階段還需要著手測試、生產(chǎn)、市場營銷以及支援體系方面的一些工作，包括生產(chǎn)工藝的開發(fā)、計劃產(chǎn)品的發(fā)布以及客戶服務(wù)體系的建設(shè)，另外，市場分析以及客戶反饋工作也在同時進行中，還有就是需要持續(xù)更新的財務(wù)分析報告，以及知識產(chǎn)權(quán)方面的問題也務(wù)必獲得解決。 

產(chǎn)品測試與驗證 

這個階段的工作重點是測試和驗收，這一階段的活動包括企業(yè)內(nèi)部的產(chǎn)品測試以及用戶測試（B測試），甚至包括產(chǎn)品的小批量試生產(chǎn)以及市場的試銷等，當然，這個階段仍舊需要更新財務(wù)分析報告，這一階段的標志是成功的通過產(chǎn)品測試，完成市場推廣計劃，以及建立可行的生產(chǎn)和支援體系。 

投放市場 

這個階段的工作重點是測試和驗收，這一階段的活動包括企業(yè)內(nèi)部的產(chǎn)品測試以及用戶測試（B測試），甚至包括產(chǎn)品的小批量試生產(chǎn)以及市場的試銷等，當然，這個階段仍舊需要更新財務(wù)分析報告，這一階段的標志是成功的通過產(chǎn)品測試，完成市場推廣計劃，以及建立可行的生產(chǎn)和支援體系。

PCB抄板流程步驟公布如下
第一步，拿到一塊PCB，首先在紙上記錄好所有元氣件的型號，參數(shù)，以及位置，尤其是二極管，三機管的方向，IC缺口的方向。最好用數(shù)碼相機拍兩張元氣件位置的照片。 
第二步，拆掉所有器件，并且將PAD孔里的錫去掉。用酒精將PCB清洗干凈，然后放入掃描儀內(nèi)，啟動POHTOSHOP，用彩色方式將絲印面掃入，并打印出來備用。 
第三步，用水紗紙將TOP LAYER 和BOTTOMLAYER兩層輕微打磨，打磨到銅膜發(fā)亮，放入掃描儀，啟動PHOTOSHOP，用彩色方式將兩層分別掃入。注意，PCB在掃描儀內(nèi)擺放一定要橫平樹直，否則掃描的圖象就無法使用。 
第四步，調(diào)整畫布的對比度，明暗度，使有銅膜的部分和沒有銅膜的部分對比強烈，然后將次圖轉(zhuǎn)為黑白色，檢查線條是否清晰，如果不清晰，則重復(fù)本步驟。如果清晰，將圖存為黑白BMP格式文件TOP.BMP和BOT.BMP。 
第五步，將兩個BMP格式的文件分別轉(zhuǎn)為PROTEL格式文件，在PROTEL中調(diào)入兩層，如過兩層的PAD和VIA的位置基本重合，表明前幾個步驟做的很好，如果有偏差，則重復(fù)第三步。 
第六，將TOP。BMP轉(zhuǎn)化為TOP。PCB，注意要轉(zhuǎn)化到SILK層，就是黃色的那層，然后你在TOP層描線就是了，并且根據(jù)第二步的圖紙放置器件。畫完后將SILK層刪掉。

 第七步，將BOT。BMP轉(zhuǎn)化為BOT。PCB，注意要轉(zhuǎn)化到SILK層，就是黃色的那層，然后你在BOT層描線就是了。畫完后將SILK層刪掉。 
第八步，在PROTEL中將TOP。PCB和BOT。PCB調(diào)入，合為一個圖就OK了。 
第九步，用激光打印機將TOP LAYER，BOTTOM LAYER分別打印到透明膠片上（1：1的比例），把膠片放到那塊PCB上，比較一下是否有誤，如果沒錯，你就大功告成了。

線路板、電路板、PCB抄板流程與技巧

第一步，拿到一塊PCB，首先在紙上記錄好所有元氣件的型號，參數(shù)，以及位置，尤其是二極管，三機管的方向，IC缺口的方向。最好用數(shù)碼相機拍兩張元氣件位置的照片。

第二步，拆掉所有器件，并且將PAD孔里的錫去掉。用酒精將PCB清洗干凈，然后放入掃描儀內(nèi)，掃描儀掃描的時候需要稍調(diào)高一些掃描的像素，以便得到較清晰的圖像，啟動POHTOSHOP，用彩色方式將絲印面掃入，保存該文件并打印出來備用。

第三步，用水紗紙將TOP LAYER 和BOTTOM LAYER兩層輕微打磨，打磨到銅膜發(fā)亮，放入掃描儀，啟動PHOTOSHOP，用彩色方式將兩層分別掃入。注意，PCB在掃描儀內(nèi)擺放一定要橫平樹直，否則掃描的圖象就無法使用，并保存文件。

第四步，調(diào)整畫布的對比度，明暗度，使有銅膜的部分和沒有銅膜的部分對比強烈，然后將次圖轉(zhuǎn)為黑白色，檢查線條是否清晰，如果不清晰，則重復(fù)本步驟。如果清晰，將圖存為黑白BMP格式文件TOP.BMP和BOT.BMP，如果發(fā)現(xiàn)圖形有問題還可以用PHOTOSHOP進行修補和修正。

第五步，將兩個BMP格式的文件分別轉(zhuǎn)為PROTEL格式文件，在PROTEL中調(diào)入兩層，如過兩層的PAD和VIA的位置基本重合，表明前幾個步驟做的很好，如果有偏差，則重復(fù)第三步。
第六，將TOP層的BMP轉(zhuǎn)化為TOP.PCB，注意要轉(zhuǎn)化到SILK層，就是黃色的那層，然后你在TOP層描線就是了，并且根據(jù)第二步的圖紙放置器件。畫完后將SILK層刪掉。
第七步，將BOT層的BMP轉(zhuǎn)化為BOT.PCB，注意要轉(zhuǎn)化到SILK層，就是黃色的那層，然后你在BOT層描線就是了。畫完后將SILK層刪掉。

第八步，在PROTEL中將TOP.PCB和BOT.PCB調(diào)入，合為一個圖就OK了。

第九步，用激光打印機將TOP LAYER， BOTTOM LAYER分別打印到透明膠片上（1：1的比例），把膠片放到那塊PCB上，比較一下是否有誤，如果沒錯，你就大功告成了。