产品硬件详细设计规范.docx

1、产品硬件详细设计规范XXXXXXXX有限公司 发行产 品 硬 件 设 计 规 范 文件编号：XXXXXX版本生效日期核 准审 核编 写1.72000/3/17 至少以下部门或地点必须持有该文件之部分或全部 公司领导（6） 品质工程部 工业设计部 通信产品研究部 网络产品研究部 瘦客户机研究部 移动计算研究部 收 文： XXX* 非 经 本 公 司 同 意 ， 严 禁 影 印 * XXXXXXXX有限公司产 品 硬 件 设 计 规 范文 件 编 号XXXXXX文 件 目 录版 次17页 次1/1序 号文 件 细 目页 数备 注1硬件设计工作流程规范10附件5页，附表2页2硬件系统设计原则23电源

2、设计规范24EMC设计规范35PCB布线图设计规范36波峰焊对PCB布板要求27用PADS设计PCB布线操作流程128用Candence 设计PCB布线操作流程129SMT设计规范710产品硬件安全设计规范311硬件审核规范212硬件设计文件输出规范6附表4页13硬件版本制订规范114附则：本规范经呈总经理核准后，自生效日期起执行，修改时亦同。附则不另外制作收 文： 05-02C* 非 经 本 公 司 同 意， 严 禁 影 印 * XXXXXXXX有限公司产品硬件设计规范文件编号XXXXXX文 件 修 订 履 历 表页 次1 序次修订页次修 改 内 容 摘 要新 版 次01/1. 硬件设计工作

3、流程规范：增加附件一：STAR-510G终端硬件测试规范； 附件二：STAR-510G终端硬件模块测试。1.102121. 增加硬件版本修订规范；2. 目录相应修改。1.20311. 修改附件一6.1中抗电强度及取消表格。1.30481. 取消原 “PCB的SMD布板规范”, 增加 “SMT设计规范”。1.40581. 修订 “SMT设计规范”全篇。1.50681. “SMT设计规范”增加焊盘及白油图的排版原则；2. 增加“波峰焊对PCB布板要求”。3. 目录相应修改。1.60791. 在“SMT设计规范”中作以下变更：1.1 增加拼板及工艺边的具体要求和方法；1.2 变更基标的说明；1.3

4、变更部分片式元件焊盘要求。1.4 页数增加为7页。2. 相应修订目录。1.7收 文： 05-03C* 非 经 本 公 司 同 意， 严 禁 影 印 * XXXXXXXX有限公司产 品 硬 件 设 计 规 范文 件 编 号WI C026硬 件 设 计 工 作 流 程 规 范版 次1.1页 次1/31.名词解释： 1.1时序图：一般以时钟或某一信号为参照物，描绘出各输入/输出信号之间的时间关系图。2.硬件设计工作流程图：责 任 者流 程 图使 用 表 单 做PCB板，粗调 关键电路模块及关键部品实验 各模块详细电路设计 完整电路设计的确定 审 核 PCB印制板设计 编写调试软件,调试各模块硬件 修

5、改硬件电路及改板 并做第二轮PCB布板 A PCB审核 审 核 硬件总体设计 各模块逻辑关系及主要时序关系设计项目组长项目组成员项目组成员项目组成员项目组长项目组成员项目组长项目组成员项目组长项目组成员项目组成员项目组长新产品项目规划表模块详细设计说明书硬件模块调试报告产品硬件测试报告电路图输出JOB及光绘文件硬件模块调试报告产品硬件测试报告电路图及JOB文件 收 文： 05-05C*非 经 公 司 同 意, 严 禁 影 印* XXXXXXXX有限公司产 品 硬 件 设 计 规 范文 件 编 号WI C026硬 件 设 计 工 作 流 程 规 范版 次1.1页 次2/3 改板提供样机 审 核

6、做非常规性能可靠性实验项目组成员部门主管项目组长 A硬件模块调试报告产品硬件测试报告3.内容： 3.1项目组员依“新产品项目规划表”进行各模块逻辑及主要时序图设计。并填写“模块详细设计说明书”(附表一) 3.2可参考“硬件系统设计原则”进行。设计时应充分考虑EMC设计，见“EMC设计规范”。 3.3关键电路及关键部品的选择时应先做实验，并填写“硬件模块调试报告”(附表二)。 3.3.1 调试报告内容应包括: (1) 模块的性能指标 (2) 测试方法 (3) 测试过程记录及结果 3.3.2 若拟制者与实验者不同, 应予以说明, 由项目组长审核. 3.3.3 现以STAR-510G终端为例， 见附

7、件一，附件二。 3.4 非常规性能可靠性实验，主要做性能指标如modem加各种损伤下的吞吐量试验等。 3.5 PCB的设计 应考虑外壳的尺寸结构，并充分考虑抗干扰、FCC、安规等方面的因素。 具体见“PCB布线图设计规范”及“PCB的SMD布板规范” 3.6电原理设计在微机上采用ORCAD，在工作站上用CANDENCE的CONCEPT软件设计。 收 文： 05-05C *非 经 公 司 同 意, 严 禁 影 印*XXXXXXXX有限公司产 品 硬 件 设 计 规 范文件编号WI C026硬 件 设 计 工 作 流 程 规 范 版次 1.1 页 次 3/33.7 样机评审时应提供“产品硬件测试报

8、告”(附表二), 内容应包括针对硬件总体规划中主要性能指标进行测试得出的结果. 若拟制者与实验者不同应予以说明, 由项目组长审核.4.附件: 附件一:STAR-510G终端硬件测试规范 附件二:STAR-510G终端硬件模块测试5.附表： 附表一：硬件模块详细设计说明书 (04-15) 附表二：硬件模块调试报告/产品硬件测试报告 (04-16) 收 文:_ 05-05C*非 经 公 司 同 意, 严 禁 影 印* XXXXXXXX有限公司硬 件 设 计 工 作 流 程 规 范文 件 编 号WI C026附件一：STAR-510G终端硬件测试规范版 次1.3页 次1/2 本规范专为STAR-51

9、0G终端的硬件测试而编写， 目的是为了对终端的硬件测试过程有个明确的规定。规定了对STAR-510G终端硬件进行测试的内容、设备、手段及过程。1. 电源适应能力1.1 指标：能在AC 150250V、50HZ1HZ下正常工作，即电源输出为+5V5%，+12V10%。1.2 测试方法：用交流调压器、万用表来调整输入交流电压150-250V，示波器测频率，再测输出电源电压。1.3 测试及结果记录在”产品硬件测试报告”中。2. RS-232异步通讯口的电平及带载能力测试2.1 指标：满足GB6107（等效EIARS-232）的电平要求。2.2 测试方法：2.2.1 在不联机下，用示波器（或万用表）测

10、量通讯口输出的RS-232电平。2.2.2 在联机下用示波器（或万用表）测量通讯口输出的RS-232电平。2.3 测试及结果记录在”产品硬件测试报告”中。3. 键盘接口3.1 指标：采用IBM微机标准芯键盘接口。3.2 测试方法：用终端测试软件测试。3.3 测试及结果记录在”产品硬件测试报告”中。4. 并行接口4.1 标准：采用CENTRONICS标准化25芯D型并行接口。4.2 测试方法：采用终端测试程序测试打印口的有关控制信号和状态信号4.3 测试及结果记录在”产品硬件测试报告”中。5. 显示接口5.1 标准：接CRT显示器显示。5.2 测试方法：用终端测试程序测试，检测终端产品能否在指定

11、时间完成屏幕上的直观视觉效果和不同显示模式变换。5.3 测试及结果记录在”产品硬件测试报告”中。6. 安全 6.1标准： 收 文： 05-05C*非 经 公 司 同 意, 严 禁 影 印* XXXXXXXX有限公司硬 件 设 计 工 作 流 程 规 范文 件 编 号WI C026附件一：STAR-510G终端硬件测试规范版 次1.3页 次2/26.1.1 产品的安全要求应符合GB4943的规定。6.1.2 对地漏电流3.5mA 。6.1.3 抗电强度:应能承受DC2121V的电压, 持续1min的试验内无击穿或飞弧现象. 6.2 测试: 6.2.1 安全试验按GB4943有关规定进行。6.2.

12、2 对地漏电流试验按GB4943中的当条规定进行. 6.2.3 抗电强度试验按GB4943中苏.3条规定进行, 在逐批(交收)检验时, 不进行预处理.7. 噪声7.1产品工作时，距产品1M处，噪声不得高于60db(A计权)。7.2 测试方法：按GB6881规定进行，测试点距离终端各表面1M处，取最大值。8. 电磁兼容性8.1 性能:无线电干扰限值应符合GB9254中的第4.1条A级规定.8.2 测试方法:按GB7813中5.7条规定进行.9. 电磁敏感度 9.1性能:按GB6833.2、GB6823.6规定的试验要求进行, 工作应正常. 9.2 测试方法:按GB9813中5.7条规定进行.10

13、.环境适应性 10.1 标准:10.1.1 气候环境适应性能按GB9813表1的二级规定.10.1.2机械环境适应性能按GB9813表2、表3、表4、表示的1级规定, 其冲击波形为半正弦波形. 10.2测试方法:按GB9813中的条规定进行.11.可靠性: 11.1性能: MTBF(M1)不低于5000H. 11.2测试方法:按GB9818中的条规定进行, 其中温度应为20,温度上限值为40,可靠性试验和验收试验分别采用GB5080.7表. 收 文： 05-05C*非 经 公 司 同 意, 严 禁 影 印* XXXXXXXX有限公司硬 件 设 计 工 作 流 程 规 范文 件 编 号WI C0

14、26附件二：STAR-510G终端硬件模块测试版 次11页 次1/3一.电源性能测试1. 指标:能在AC150250V, 50HZ下正常工作, 负载能力: 5V, 1.6A 12V, 320mA -12V,220mA2. 测试方法2.1 用交流调压器、万用表来调输入交流电电源电压150250V, 以示波器或频率计来测频率501HZ.2.2 让终端满载工作下, 测输出电源电压.2.3 用假负载来测+5V、12V的负载能力.3. 测试记录3.1 +5V输出:5.14V,1.6A3.2 +12V输出:13.1V,320mA3.3 -12V输出:-13.2V,230mA4. 结果:电源模块OK.二.C

15、PU模块1. 模块指标1.1 MPU的时钟晶体频率:18-432MHZ, 精度0.01%.1.2 1.2 CPU各种指令的功能性检查.2. 测试方法2.1 利用频率计测晶体频率.2.2 利用测试软件进行各种指令功能检测.3. 测试记录3.1 晶体频率1843202MHZ.3.2 指令测试OK.4. 结论:CPU正常. 三. 存贮器模块1. 指标1.1 ROM检测1.2 ROM读写正确1.3 掉电保护的检测, 备用电池电压3.6V, 下电后数据维持电流2A. 收 文： 05-05C*非 经 公 司 同 意, 严 禁 影 印* XXXXXXXX有限公司硬 件 设 计 工 作 流 程 规 范文 件

16、编 号WI C026附件二：STAR-510G终端硬件模块测试版 次11页 次2/32. 测试方法2.1 用测试软件检查ROM的奇偶检验和.2.2 用测试软件对RAM区进行读写检查.2.3 用万用表测备用电池的电压.3. 测试记录3.1 奇偶校验和OK.3.2 RAM读写正确.3.3 电池电压3.67V, 电池维持电流0.8A.4. 结论:存储模块正常.四. 显示模块1. 模块指标1.1 行频31.5KHZ, 场频60HZ5%1.2 视频信号的输出波形.1.3 显示正常.2. 测试方法2.1 用频率计测行频, 场频.2.2 用示波器测视频输出信号2.3 把VGA视频输出接到标准的VGA显示器,

17、 运行测试软件, 检测能否在指定时间内完成屏幕上的直观视觉效果和不同显示模式的切换.3. 测试记录3.1 行频31.8KHZ, 场频59.6HZ.3.2 视频信号输出波形正确.3.3 接CRT后显示正常.4. 结论：显示模块正常. 五.响铃模块1. 指标: 蜂鸣器响声响亮.2. 测试方法: 进入测试程序对蜂鸣器测试.3. 测试记录: 响声正常4. 结论: 蜂鸣器模块OK. 六. 接口模块1. 模块指标 收 文： 05-05C*非 经 公 司 同 意, 严 禁 影 印* XXXXXXXX有限公司硬 件 设 计 工 作 流 程 规 范文 件 编 号WI C026附件二：STAR-510G终端硬件模

18、块测试版 次11页 次3/31.1 键盘输入扫描码正确.1.2 串行口通讯接口收发正确及电平满足EIA RS-2321.3 并行打印口输出、控制正确.2. 测试方法2.1 进入测试软件, 测试键盘每个键的扫描码是否正常.2.2 让串行通讯接口处于自发自收状态, 检查在不同通讯状态下(波特率,7/8位数据方式,检验方式)是否收发正确, 并用万用表测RS-232通讯接口在联机通讯及脱机状态下的电平.2.3 用工厂自制的打印口测试头检测打印口, 有关控制信号和状态信 号的正确性.3. 记录3.1 各键盘按键输入正确.3.2 通讯收发正确.3.3 脱机下, 电平12V. 联机下, 电平8V.3.4打印

19、口测试正确.4. 结论:键盘、串口、打印口模块OK. 收 文： 05-05C*非 经 公 司 同 意, 严 禁 影 印*XXXXXXXX有限公司硬件模块详细设计说明书文 件 编 号产品型号版次页次日期模块名称及功能：审 核编 写04-15 硬件模块调试报告 产品硬件测试报告产品名称编 号模块名称页次日期 审 核拟 制XXXXXXXX有限公司 04-16 XXXXXXXX有限公司产 品 硬 件 设 计 规 范 文 件 编 号 WI - C026硬 件 系 统 设 计 原 则版次 1.0页次1/21. 系统扩展和配置设计应遵循以下原则1.1 尽可能选择典型电路为硬件系统的标准化、模块化打下良好基础

20、。1.2 系统的扩展与外围设备的配置的水平应满足应用功能需要，并留有适当的余地以便二次开发。1.3 硬件结构应结合应用软件方案一并考虑，考虑的原则是：软件能实现的功能尽可能由软件实现，以简化硬件结构、降低成本、提高灵活性及适应性，但须注意由软件实现的硬件功能，其响应时间要比直接用硬件实现长，且占用CPU时间，所以应根据系统实际要求划分软、硬件功能的比例。1.4 整个系统相关器件要尽可能做到性能匹配，速度匹配：时钟较高时存贮器应选存取速度较高的芯片。选择CMOS CPU芯片构成低功耗的系统时，系统中的所有芯片都应选择低功耗的器件，电平匹配：输出TTL“1”电平是2.45V输出，“0”电平是00.

21、4v；输入CMOS “1”电平是4.99v5v，输入“0”电平是00.01v。如果CMOS器件接受TTL的输出，其输入端应要加电平转换器或上拉电阻，否则CMOS器件会处于不确定状态。1.5 可靠性及抗干扰设计是硬件系统不可缺可的一部分，它包括芯片，器件选择、去滤波印刷板布线、通道隔离、电源设计等。1.6 外接电路较多时须考虑驱动能力，如果要驱动更重的负载，单向传输时要扩展74LS 244总线驱动器，双向传输时要扩展74CS 245驱动器。1.7 要选择标准化以及抗损性好的器件或电路，对器件要进行筛选。1.8 CMOS电路不用的输入端不允许浮空，不然会出现逻辑电平不确定和容易接受外噪声干扰，产生

22、误动作，有时易使栅极感应静电造成栅极击穿，因此多余的输入端应根据具体情况与正电源或地相连接，也可与其它输入端连接。 收 文： 05-05C * 非 经 公 司 同 意, 严 禁 影 印 * XXXXXXXX有限公司产 品 硬 件 设 计 规 范 文 件 编 号 WI - C026硬 件 系 统 设 计 原 则版次 1.0页次2/22. CPU选择原则和建议 一个计算机应用系统，首先面临CPU的选型问题，一般可作如下考虑。2.1 尽量选择与公司熟悉的CPU 较相近的芯片，选择技术上先进的高性能CPU，可以为以后的产品发展提供较好的物质基础和条件。这样的原则如果被绝对化，结果往往就事与愿违。其一是

23、因为性能好的芯片对不熟悉的人来说，都只能是潜在的性能，一个人不可能什么机型的指令、系统都学；其二是因为随着集成电路技术的发展，CPU芯片性能不断提高，发展极快，所以芯片层出不穷，所以应该保持一定的时间稳定性，轻易不要改变CPU。2.2 CPU能满足应用要求就行不要盲目追求性能。应根据实际产品的特点及要求确定CPU，性能造价过低会给系统带来麻烦，甚至不能满足应用要求。但字长位数和性能造价过高，可能造成大材小用，有的还会引出问题、系统复杂化。2.3 所选CPU芯片应要有成熟的开发系统和稳定的货源，丰富的应用软件支持，如果用流行普遍使用的芯片，资料丰富，便于交流。2.4 应量选择集成度高CPU，能把

24、外围控制电路集成在芯片内可降低系统的复杂性，提高系统可靠性。 收 文:_ 05-05C*非 经 公 司 同 意, 严 禁 影 印* XXXXXXXX有限公司产 品 硬 件 设 计 规 范 文 件 编 号 WI - C026电 源 设 计 规 范版次 1.0页次1/21. 输入条件若系统要求输入为交流电网，则电源就要考虑所能适应的电网电压范围，电网频率。世界电网电压有好几种：100V、220V、240V、380V等等，在一般情况下是不能兼容的，如果误用轻则烧保险管、电源，重则烧坏整个系统。电网的频率一般有50HZ、60HZ或特殊场合的400HZ，频率的差异对电源内部的整流器有一定影响。一般是频率

25、越高，整流器就容易发热，对于频率很高的场合，就要求用快恢复二极管及高频铝电解来构成整流滤波电路。对于某一电网电压，比如标你值为220V的国家或地区，其电压有可能在172V到250V之间变动，这时就要求电源能在宽的电网电压范围内工作。在一些特定的场合，系统的输入要求为直流输入，比如汽车电器、电信局系统等，这要考虑系统的电源输入极性，电压值大小与供电母线是否匹配。2. 系统内部对电源的要求系统对电源的电压要求是最基本的要求。这时电源要针对系统对电压的偏差允许范围，及其因负载变化引起的电流变化造成电源的电压波动(即负载调整率)，电网电压变化影响电源输出电压的波动(即电网调整率)来选择电源输出电压，使

26、得该电压的波动限制在系统对供电电压偏差允许的范围之内。系统对电源输出电流大小的要求是选择电源最重要的条件之一。考核电源的输出电流能力有两项指标， 即持续输出电流和峰值电流输出大小。一般的线性稳压电路如7805，其持续输出能力为1.0A，其峰值输出能力可达近2.0A。若系统的工作电流为1A，短时间内(如一两秒或一两分钟)达到2A，就可选用持续输出为1A，峰值输出为2A的电源。3. 系统对电源的体积、重量、温升的要求系统对电源的体积、重量、温升的要求也可以说系统对电源的工作方式的要求，电源的工作方式分为开关方式和线性方式两种：开关方式的电源表 收 文:_ 05-05C *非 经 公 司 同 意,

27、严 禁 影 印* XXXXXXXX有限公司产 品 硬 件 设 计 规 范 文 件 编 号 WI - C026电 源 设 计 规 范版次 1.0页次2/2 现为输入与输出几乎等功率(扣除其损耗)，可以直接由电网整流形成的直流电压产生相应的输出电压。开关方式的电源电网适应能力强、效率高、整体体积小、重量轻、整体温升小，但电路复杂，造价昂贵。线性方式输入与输出为等电流，不象开关方式输入与输出为等功率，所以线性方式的输入输出压差越大，损耗在稳压器上的功率就越多，则效率就越低，温升就越高。因此要求提高线性电源的效率就要降低输入与输出之间的电压差，所以线性方式就不可避免地使用一个体积大、笨重的工频电源变压器，使得输入电压能兼顾效率与电网的电压波动。所以线性方式的电源就表现得 重量重、体积大、效率低、电网适应能力差、温升高、要求散热的空间也大。但线引性电源电路简单、电压稳定、纹波可以做得小、 辐射也小，一般都有现成的IC，所以造价低廉。3. 系统对电源的成本要求。系统对电源的成本要求了也决定了电源对工作方式的要求，总的来说线性工作的电源较便宜，开关电源较贵。只要是系统要求电源的纹波不是特别小，就尽可能的选用开关型的电源。选用开关型电源使用整个系统的体积减小、温升降低、可靠性提高，增加了一点成本是值得的。 收 文:_ 05-05C *非 经 公 司 同