自信地捕获PCB设计文档中的所有设计细节

设计文档必须捕获系统设计的所有方面。这包括规格说明、设计意图、设计过程以及追溯到规格说明的可追溯性。只有这样，设计师才能确信所有相关的设计信息都被汇总在一个地方。本文旨在作为一个指导方针，提示您考虑如何捕获超出制造和装配图纸之外的设计细节。

引言

记录设计的一个非常重要但经常被避免的方面是正式的设计文档。我们通常完成设计，生成制造、装配和验证文档，然后认为工作已经完成。正确捕获系统规格、设计意图、设计过程以及追溯到规格的过程是一个耗时且艰巨但非常必要的任务。

在任何设计的规划阶段就必须开始捕获pcb 编辑文档中的设计细节，并从规格说明开始。如果设计文档针对的设计是更大系统的子系统，则必须提出整个系统规格，然后处理流入子系统的系统规格的那些部分。在整个设计过程中，设计文档成为一个活文档，随着设计过程的每个子电路的设计和实现而增长。

设计文档的意图是捕获超出原理图、制造和装配图纸范围的相关设计信息。

规格说明

规格阶段是另一个经常被忽略或避免的领域，原因通常是时间和预算限制。因此，必须预先分配时间和资源来解决规格的正确开发。在创业环境中工作时，时间和资金非常宝贵，我曾多次面临被要求设计规格模糊或不存在的产品的任务。这种方法充满了风险。根据不存在或不断变化的规格进行设计会导致永无止境的开发故事。规格的存在是为了告诉你要完成什么，并在设计完成时进行验证。过于频繁的“我们可以做得更好”的心态持续存在，导致项目超出预算和进度延误，这是最初不在前期处理规格的主要原因。

设计文档中所述的设备规格通常是一个更大系统的子系统。首先提出整个系统的规格，然后以逻辑有序的方式提出适用于手头设备的系统规格的部分。

规格应包括（但不限于）：

- 功能（子系统旨在做什么）

- 操作环境（温度、湿度等）

- 与其他子系统的接口

- 功率预算

- 可用供电电压

- 机械约束尺寸/重量/形状

- 冲击和振动要求

- 热（可用冷却、辐射热发射约束等）

- 电磁干扰辐射、传导和敏感性

- 可靠性。

而且，列表还在继续……

系统概述

系统概述使用尽可能少的技术术语以叙述方式描述系统。这是一个高层次的系统架构描述，应包括显示各个子系统及其互连接口的架构图。还应在叙述和图表中解决与其他外部子系统的接口。

设计考虑因素

设计考虑因素描述系统设计中的任何约束。本节应参考进行的任何权衡研究以及设计团队在开发系统设计时所做的任何假设。本节应参考规格以实现可追溯性。

子电路设计

子电路设计部分分解了每个子电路，如振荡器、放大器、MCU和其他粒度系统功能块。每个子电路应有其部分包含（但不限于）：

标题

标题应描述电路操作。

操作原理

操作原理应以低级技术细节描述电路功能。如果适用，应引用规格项，该规格项由子电路满足，以实现可追溯性。

电路图

电路图，图1，可以直接从原理图捕获工具复制，如果该功能得到支持的话。否则，必须使用图形编辑工具。

图1：电路图可以从原理图捕获工具复制。

设计计算

必须提供所有组件的功率耗散、滤波时间常数以及任何其他计算出的电路性能参数等组件值的计算。

仿真结果

如果对子电路进行了任何仿真，必须提出结果。还必须提供仿真结果的详细技术特性描述。如适用，应引用子电路满足的规范项，以便进行追溯。

图2：必须包含仿真结果。

接口架构

必须详细描述正在设计文档中详细说明的子系统的接口架构的低级技术细节。任何子系统之间协商的硬件配置都必须详细讨论，并引用回规范。

机械特性

机械特性部分包含设计的物理属性。此部分传达的信息应包括但不限于板材形状、尺寸、重量、质心（如果适用）和关键特性。在适当的情况下，应引用满足的规范项。此部分应包含成品系统的图表，如图3所示的示例，标注关键特性，如尺寸、指示器、电缆连接、大型组件以及设计的任何其他显著特性。

图3：机械尺寸和关键特性在机械图纸中详细说明。

系统分析

当规范要求时，必须对系统进行最终分析。最终设计被建模和分析，以验证最终设计是否满足规范。在这最后一部分中要呈现的数据类型追溯到系统要求，包括热、冲击和振动、可靠性、电磁干扰以及形状适配和功能。一个3D模型也经常是完成最终设计文档所必需的。

结论

设计文档是一个活文档，是每个设计中非常必要的部分。它提供了追溯到规范的可追踪性，并且在确定设计阶段何时完成时起着关键作用。设计文档并不是传统硬件制造和组装文档的替代品，而应被视为捕捉整个设计过程。