英特爾硬件設計流程

英特爾嵌入式平臺硬件設計流程指導

技術發(fā)展日新月異，如何能夠快速提供完整的解決方案，正成為現代高新技術企業(yè)的主要挑戰(zhàn)。這就要求開發(fā)團隊進行詳細的研究并深刻理解實際需求，進行需求分析，比如產品各項性能指標、產品功能要求、測試認證需求、項目成本目標等，進一步明確設計任務。英特爾產品線比較廣泛，針對設計任務和要求，學習平臺資料進行評估，設計可靠合理、經濟可行的方案時需要特別注意Intel平臺各項功能參數與實際需求相符合，具體需要參考英特爾產品文檔資料。

一、英特爾平臺文檔資料名詞術語

1.1外部設計規(guī)范EDS(External Design Specification)

這份設計文檔包含了該平臺支持參考設計中的使用和實現的資料，幫助客戶設計使用英特爾的產品。還包含了使用特定的Intel組件的性能指標或系統設計的設計信息，以及Intel處理器核心、圖形、內存控制器、總線信號描述、系統內存匹配、總線接口數量、電氣特性、封裝信息、時鐘分配、芯片對電壓的要求、以及上電順序和輸入/輸出接口等具體信息。

1.2平臺設計指南PDG(P1atformDeSignGuide)

設計指南包含的信息支持參考設計的使用和實現的信息，幫助客戶設計使用英特爾的產品。還包含了使用特定的Intel組件的PCB板布局和板級系統設計的設計信息與設計建議，具體到CPU和芯片的每一種接口的接線與布線建議，如DDR拓撲結構、DMI、DDI、DSI、SATA、PCIe、USB等；Design Guide中也會有平臺中電源分配與上電順序設計指導等以及對PCB疊層、走線、接口、等長、過孔等做出詳細的規(guī)范和要求。

1.3客戶參考設計原理圖CRB(Customer Reference Board Schematic)

客戶參考板原理圖描述了一個Intel完整產品的特性，包含了特定產品客戶參考板的原理圖設計，會把Intel對應平臺的各個總線接口連接出來，通過調試即可實現系統功能，包括系統框架圖、電源方案、時鐘、平臺上電順序、電源管理、詳細原理圖實現到具體的元器件連接等。

1.4客戶參考設計布局文檔(Customer Reference Board fi1e)

客戶參考板布局文件是針對目標系統設計的一個布局文件。與客戶參考設計原理圖相一一對應的，使用參考客戶參考板用戶指南、客戶參考測試計劃和客戶參考系統設計。

1.5平臺布局檢查表(Layout check 1ist)

布局檢查表是審查設計指南并實現一個系統布局設計重要環(huán)節(jié)，由大局到細節(jié)的與相關的平臺設計指南一起配合使用的，具體的每個總線接口都有詳細的要求和說明，比如說高速總線布線、過孔數量、時鐘分配、特性阻抗、長度限制等檢查可能發(fā)生的問題點，增強主板的穩(wěn)定性能。

1.6原理圖檢查表(Schematic design check list)

原理圖檢查表是一份產品設計原理圖需要審查的項目清單和列表，原理圖推薦設計與指導，可自查與CRB原理圖的接線區(qū)別與問題。檢查有關芯片周邊信號的連接、高速信號的連接、電源狀態(tài)、時鐘分配，未使用總線接口屏蔽注意事項，在原理圖設計中常常與外部設計規(guī)范EDS配合使用。

二、Intel項目設計流程

2.1英特爾項目設計前期準備

在實際項目設計前期，要進行需求分析和明確開發(fā)任務。設計人員需要及時聯系Intel的技術支持工程師了解產品路線圖，結合項目實際需求，一起討論平臺的芯片方案；開發(fā)調試階段的調試工具種類和使用文檔，明確項目開發(fā)計劃及時間表；同步申請Intel CRB參考設計板進行先期調試與評估，以縮短產口開發(fā)周期，提前獲得Intel的技術支持和設計資源。當然，參考EDS及其他文檔的特性指標過程中，也需要進行初期產品軟件實現可行性研宄，如與BIOS/OSV廠家討論SW開發(fā)與設計，MCU的實現與系統配合，OS與driver的功能實現，系統散熱方案的選擇等。結合項目需求，開始準備設計文檔和設計方案，需要先進行系統架構設計，畫出系統框圖與相關設計部門討論實現，整理出電源分配、時鐘、上電時序及復位、中斷、調試等單元構思框圖，結合Intel平臺客戶參考設計原理圖CRB，進行器件選型和單元方案實現到整體方案的制定。需要參考PDG，EDS，CRB等文檔，特別注意芯片的工作電壓、工作頻率、系統時序和整體功耗等，滿足系統設計需求。

2.2英特爾硬件原理圖繪制階段

在原理圖繪制階段，首先參考Intel芯片庫文件，做到原理圖排版清晰合理，版面排列均勻，學習EDS文檔中各組信號描述：系統內存、總線接口、電氣特性以及上電順序(此為平臺上電設計的重要基礎)，從EDS中查閱相關信息，并參考CRB根據平臺各主要功能模塊對時序的要求匯整后進行定義項目平臺的上電時序；其次，結合項目功能需求，參考intel CRB原理圖設計，特別注意電源分配、時針安排、高速信號的連接等，原理圖初稿繪制后需要認真與intel的原理圖檢查表(schematic design check list)結合排查容易出錯的地方，特別是DDR、PCIe、USB、DDI等高速信號；然后，硬件開發(fā)人員需要及時與SW同事一起討論和準備BIOS/Boot loader程序，為第一版打樣試產開機作好充分的準備。當然，選擇與繪制其他元器件也是一個重要組成部分，需要充分考慮后期的加工以及生產流程的方便性和元器的替代性?？梢酝缴暾圛ntel技術支持人員進行項目原理圖的審查，結合檢查結果，召開原理圖設計小組進行最終討論和修改，對功能、性能、冗余設計等客戶功能要求規(guī)格與標準與Intel平臺各項指標相符合，以及工廠的可生產性、可調試性、可測試性進行等，最終修改確定。

2.3英特爾PCB布局設計階段

布局和PCB設計階段，需要及時與機構/ID/EMI/RF/Power/thermal team合作，討論主要芯片的位置擺放問題，以滿足項目整體方案的設計需求。首先結合PCB疊層結構，計算各組高速信號的PCB走線的寬度能否順暢，討論電源器件位置以及敏感元器件位置擺放，產生正式設計文檔：注意把I/0接口、溫度、時鐘元器件位置以及限高區(qū)域重點討論其次，繪制PCB布局時需要選擇合理的疊層設計、把主要元器件排列均勻，做到高速信號布線順暢；要特別注意干擾源及敏感信號的屏蔽，各種不同功能模塊的供電要做到相對隔離；注意高速信號與電源的走線分配，避免相互干涉；合理規(guī)劃電源模塊布局與電源分配路徑，根據印制線路板電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻。高速信號走線長度需要符合Intel規(guī)范，需要填寫PCB板上實際長度在等長表中檢查走線長度。合理規(guī)劃高速信號的參考平面及電源平面，特別注意DDR、DMI、DDI、DSI、SATA、PCIE、USB等高速信號的布線，以避免信號干擾和竄擾效應；拉大高速信號和模擬信號之間的距離，盡可能地增大信號線間的距離，可以有效的減少容性串擾；應盡量減小環(huán)路面積減小感性串擾。地線設計中，注意數字地對模擬地的噪聲干擾，可將數字地與模擬地分開、接地線應盡量加粗、數字電路系統的接地線構成閉環(huán)路，能提高抗噪聲能力。關注信號完整性的信號阻抗匹配、線寬走線均勻、線距保持合理；避免傳輸線的阻抗不連續(xù)性，減少使用樁線等。模擬信號，時鐘信號和溫度信號等敏感信號走線盡量短，并遠離電源等干擾源。過孔數量及分布合理，尤其是高速信號的過孔數量不超過要求，可以參考CRB layout file，layout check list和PDG。遵守英特爾參考設計文檔PDG，做到電源分配合理，時鐘走線得當，DDR等高速信號沒有影響和被影響；后期，認真與layout對照檢查表一項一項的仔細排查，尤其是高速信號、等長、電源、EMI對策等部分。接近發(fā)板前期，可以邀請英特爾專業(yè)工程師同步進行檢查，收到反饋結果后及時召開layout布局檢查會議，討論并修改后產生正式設計文檔進行發(fā)版制作。

2.4英特爾PCB制作階段

PCB制作期間需要同步檢查物料表，協調試生產排程，準備首件測試計劃和調試工具軟件、調試設備。當收到首片PCB時，首先進行電源相關的開短路測試，確認無誤后進行上電測試，重點檢查電源時序、時鐘、reset等信號，對照英特爾平臺EDS中的上電時序要求，軟件硬件開發(fā)人員及時調整和解決不符合spec.要求的設計；接著power on完成后，需要完成功能測試報告和信號完整性測試報告，然后進行系統功耗與電源品質測試、主要器件的兼容性和系統穩(wěn)定性測試；生成正式的測試報告和變更文檔以便后續(xù)相關問題的追溯。必要時可以尋求英特爾平臺應用工程師在主板調試驗證方面的幫助。

2.5英特爾硬件平臺調試階段

根據首次試產后的測試結果，修改原理圖和布局設計，進一步檢查物料上件的準確性，同步解決工廠生產與功能測試相關的問題，形成設計文檔：在第二次試生產后，進一步驗證系統功能的穩(wěn)定性，比如說高低溫，老化，跑長時間多次開關機等測試；及時解決相關測試部門發(fā)現的集中性問題。第三次打板后足夠臺數、次數的多次驗證系統穩(wěn)定性的同時，也需要在產品最終量產前，改善生產良率，比如說簡化設計，使用排組減少零件數量等，對工廠生產和測試過程中，遇到的集中性問題進行解決直到開始量產出貨。

總結

英特爾嵌入式平臺設計的目的是為了讓系統設備達到預期的功能，系統能夠更加穩(wěn)定的運行，本文重點強調的Intel各個主要設計文檔的功能與內涵，解決了X86開發(fā)工程師在設計嵌入式平臺過程中遇到的種種困惑以及給出了指導方案，在大部分的系統硬件設計過程中運用可取得較好的項目成果，能夠縮短產品上市時間與開發(fā)資源。當然，現代快節(jié)奏的產品開發(fā)周期，各種項目的要求也千差萬別，可以結合具體實際情況，有針對的選擇重點的開發(fā)方向。

以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的英特爾嵌入式平臺硬件設計流程指導。如果您有智能電子產品的軟硬件功能開發(fā)需求，可以放心交給我們，我們有豐富的電子產品定制開發(fā)經驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內外芯片代理商：松翰、應廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、藍牙IC與模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術、藍牙wifi開發(fā)等。還可以承接智能電子產品研發(fā)、家用電器方案設計、美容儀器開發(fā)、物聯網應用開發(fā)、智能家居方案設計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產品研發(fā)。