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很多人写了各种器件选型规范

一、关于“器件选型规范”

过去几年,很多公司都曾经走进“规范”运动的误区,华为也不例外。

当时整个,什么都写规范,人人都写规范,什么任职、绩效、技术等级都看规范。所以,按照器件种类,很多人写了各种器件选型规范。然而,原理图评审的时候,听得最多的就是“规范就是这样写的”,这里面有一些问题:

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1.写规范的人不一定水平高,或者写得不细致,如果出现错误那就更是害人了。

2.规范有时抑制了开发人的思维,什么都按照规范来,不一定适合实际的设计场景;例如我需要低成本设计,但是规范强调的是高质量,就不一定适用。

3.有了规范之后,也会导致部分开发人员不思考,例如晶振要求在50MHz以上,放pF级的电容进行电源滤波,而低于50MHz的不用。大家都不想为什么,自然也不知道为什么;再例如网口变压器防护,室内室外,按照各种EMC标准的设计要求,直接照着画就可以;但是很少有人想为什么,也不知道测试的结果怎样,等实际碰到困难时就抓瞎了。的确在有的时候提高了工作效率和产品质量,但是工具也发达,人也就越退化,这是必然。

4.有些器件的选型,不适合写规范,因为器件发展太快,有可能等你规范写好,器件都淘汰了。例如:在X86处理器进入通信领域了之后,处理器选型规范就显得多余。

规范确实能带来好处。但是,并不是所有工作都适合用规范来约束。硬件工程师要能跳出“参考电路”、跳出“规范”,从原理思考问题和设计。

当然规范还是非常有用的一个手段,是大量的理论分析+经验积累+实践数据的精华。我觉得当时我看得最多的规范,是《器件选型的降额规范》,这是基于大量试验,实际案例,总结出来的器件选型的时候,需要考虑的内容。

例如:规定选用铝电解电容的时候,需要考虑稳态的工作电压低于额定耐压90%;而钽电容,稳态的降额要求在50%;而陶瓷电容,稳态的降额要求在85%;因为这里考虑了一些器件的实效模式、最恶劣环境(高温、低温、最大功耗),稳态功率和瞬态功率的差异……等等因素。

二、器件选型需要考虑的因素

在华为的PDM系统上,器件都有一个优选等级“优选”“非优选”“禁选”“终端专用”等几个等级。

工程师可以根据这个优选等级来直观的感受到器件是否优选。

那么器件的优选等级,是考虑了哪些因素呢?

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1.可供应性

特别是华为这样厂家,有大量发货的产品。慎选生命周期处于衰落的器件,禁止选用停产的器件。在2005年时,某部门曾设计过一个电路,设计的时候就是拷贝别人的电路,结果加工的时候发现器件根本买不着,由于器件停产了,只能在电子市场买翻新的器件。

对于关键器件,至少有两个品牌的型号可以互相替代,有的还要考虑方案级替代。这点很重要,如果是独家供货的产品,是需要层层汇报,决策,评估风险的。

2.可靠性:

散热:功率器件优先选用RjA热阻小,Tj结温更大的封装型号;处理器选型,在性能满足的情况下,尽量选择功耗更小的器件。但是如果是Intel和高通这样垄断的器件,你也只有忍受,加散热器,加风扇。

ESD:所选元器件抗静电能力至少达到250V。对于特殊的器件如:射频器件,抗ESD能力至少100V,并要求设计做防静电措施。(注:华为是严格要求,禁止裸手拿板的。我本来也不理解,后来我带团队之后,发现兄弟们花大量的时间在维修单板;我们的团队就非常严格要求这一点,看似降低效率,其实还是提高效率的。至少不用总怀疑器件被静电打坏了。)

所选元器件考虑更高的湿敏等级。

安全:使用的材料要求满足抗静电、阻燃、防锈蚀、抗氧化以及安规等要求。

失效率:避免失效率高的器件,例如标贴的拨码开关。尽量不要选择裸Die的器件,容易开裂。不要选择玻璃封装的器件。大封装的陶瓷电容不要选择。

失效模式:需要考虑一些器件的失效模式是,开路还是断路,会造成什么后果,都需要评估。这也是钽电容慎选的一个重要原因。

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3.可生产性:

不选用封装尺寸小于0402的器件。

尽量选择表贴器件,只做一次回流焊,就完成焊接,不需要进行波峰焊。部分插件器件不可避免选用的话,需要考虑,能否采用通孔回流焊的工艺完成焊接。减少焊接的工序和成本。

4.环保:

对于发往欧洲的产品,环保的要求是比较严格的。由于欧盟提出无铅化要求,曾经整个公司的几乎所有的硬件工程师都在做无铅化的整改。

5.考虑归一化:

例如某产品已经选用了这个器件,并且在大量出货的时候,往往有时这个器件的选型并不是很适合,也会选择,因为不但可以通过数量的增多来重新谈成本,还可以放心的选用,因为经过了大批量的验证。这也是为什么倾向于选用成熟期的器件,而慎选导入期和衰落期的原因。

6.行业管理:

某一个大类,例如:电源、时钟、处理器、内存、Flash等等都是有专门的人做整个公司的使用的规划和协调,提前进行市场调研,分析,编写规范。他们会参与到新器件的选型上来。

7.器件部门:

专门有器件部门的同事,会分析器件的失效原因,可靠性分析,拍摄器件的X光,评估器件寿命等等工作。

8.成本:

当然,如果产品质量要求不是特别严格的,且上述因素都不是致命的情况下,那么上述的因素都是浮云,这个时候我们要盯住就只有成本了!

三、互联网为器件选型带来了新的便捷和挑战

2016年,互联网+的思潮席卷各个行业,电子信息行业也亟待一场互联网+的变革,然而,器件选型依然让选型师门头痛。

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1.标准和非标:

众所周知,元器件是标准品,但是,在现实中我们往往会发现,一模一样的产品在不同的供应商手里,它的叫法不一样,很多时候供应商们喜欢在原厂型号或品牌上加一段用于管理识别的后缀,这样在选型的时候很难确认该型号是不是我们要找的,特别当这些不规整的信息在同一个网站随意排布的时候,更是让人望而止步!

2.完整的原厂规格书:

由于,不规整的信息在同一网页随意排布,我们在选型的时候就不能通过“品牌+型号”的方式直观快速找到想要的型号,往往需要通过产品规格书来进一步确认;当然,事情没那么简单,别说新料号,很多常规料的规格书的查看和下载你都必须通过多个网站的信息筛选和拼凑整理。

3.安全:

这里的安全主要指的资金、品质、和交期。给钱不给货、给货不给钱、货不对版、约定的一周交货结果一个月都没见影子等等,这些问题让网上选型缺乏安全感。

如果,有一个网站在可预见的未来能解决上述的挑战,那么这个网站可以在这个领域内扎根 ;如果,这个网站结合大数据和AI让选型更便捷,那么这个网站将可能成为行业巨头。

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