如何选择用于您的项目的 IC?

电器工程 成分 设计
2022-01-12 21:11:49

这可能有点做作,但我将使用插图。假设您正在为自己构建一台台式计算机。现在,您可以这样做的一种方法是访问一个分发组件(例如Newegg)的站点并浏览CPU,直到找到您想要的一个。然后,找到与您喜欢的 CPU 兼容的主板。然后以此为基础。在不知不觉中,您将选择所有部件。

回到电气工程:通常,我会知道我在寻找“什么样的零件”,并且对它应该有什么规格有一个模糊的概念。但简单地在组件站点(例如 Digikey)上进行搜索通常会产生数十、数百甚至数千个结果。这对于像我这样没有经验的人来说是惊人的,因为很难区分我可以使用的合适的通用组件。

一个没有经验的人如何选择一个核心 IC 来开发自己的项目(假设这样的设计是合适的)?是否有任何资源包含此类有用或简单或常用 IC(晶体管、运算放大器、微控制器等)的列表?

4个回答

我将从一个非常具体的角度来回答这个问题:电气工程师为批量生产设计了一些东西。我将“批量生产”定义为每年 1,000 到 10,000 台,并且生产时间最长为 10 年。我知道这不适用于这里的许多人,但我认为它应该很有趣且内容丰富。

这有两个部分:找到一组可以工作的部分,然后从该组中选择正确的部分。

为了找到正确的零件,我使用了多种来源(按重要性递减的顺序):我自己对制造商和零件的了解、制造商代表/分销商/FAE/等的信息、制造商网站的搜索以及从贸易中读取的随机信息杂志。

为了选择正确的零件,我必须权衡许多因素,包括(无特定顺序):成本、可用性、第二来源、我们用于其他项目的内容、我们认为该芯片将生产多长时间、代表/分销商的有用程度/FAE 是,当然还有芯片本身的性能/特性。

假设我必须设计一个 MP3 播放器。为此,我需要一个 CPU、闪存、USB 接口和一个音频输出(我忽略了电源)。

CPU 应该是 32 位 CPU,带有 NAND Flash 接口、音频 DAC 和 USB 接口。我首先将其缩小到 CPU 架构和几个制造商。对于 ARM,我主要看 TI。飞思卡尔制造 ARM 的东西,但我讨厌他们的开发工具,所以他们出局了。Analog Devices 有一个带有集成音频 DAC 的 DSP,也值得一看。但是,让我们选择 TI。TI 的网站上有一个不错的 CPU 选择指南,可以将其缩小到 4 或 6 个芯片。使用它,并通过与 TI 的 FAE 和分销商交谈,我会从 4 或 6 中选择一个。

找到 NAND 闪存有点容易。只有大约 4 家制造商值得交谈,而 4 家中的 2 家在这些“低产量”的情况下表现不佳。我只需将我的规格通过电子邮件发送给当地代表/FAE/Disty,然后推荐零件。从中我会选择要使用的部分。

几乎所有的 USB 接口电路都应该在 CPU 本身中。任何外部电路都将记录在 CPU 数据表和应用笔记中。我只是复制那个。任何关键组件都会为我选择。

合理的音频 DAC 只有 4 家公司生产:Cirrus Logic、TI、AKM 和 Wolfson。由于此应用程序并不重要,因此任何制造商都与其他制造商一样好。因为我已经在另一个项目中使用了 Cirrus Logic DAC,所以我会在这个项目中使用相同的部分。但如果我必须选择,我会搜索制造商网站以缩小范围。然后,从各个分销商那里获得报价和意见会给我最终的信息。

音频输出还需要一些模拟部分(主要是运算放大器)。经验告诉我要考虑哪些,但是各个制造商网站上有很多东西可以帮助解决这个问题。FAE 也可以在这里提供巨大的帮助。老实说,选择运算放大器可能比选择 CPU 需要更长的时间!从具有相同封装和引脚排列的不同制造商中选择几个运算放大器可能是有意义的——因此我们可以在原型中尝试不同的芯片并选择最好的一个。

从开始到结束,此 MP3 的部件选择过程可能需要 2 个日历周。如果您添加电源和电池充电器,则需要 3 周。大部分时间都在与各种人玩电子邮件标签,因此在此期间会发生其他有价值的工作。这听起来很长,但此时的错误可能会造成数万美元的损失。值得花时间。

我想每个人都可能在某些时候有这些想法。

有一些书籍/网站推荐了一堆“有用的组件”。唯一的麻烦是这些东西很快就会过时。例如 741 和 PIC16F84 仍然被推荐在一些地方,尽管它们都已经被超越了很长时间(long long)。

如果您知道您的项目需要什么规范(正如您应该做的那样),那么您可以根据规范选择组件。例如,如果您需要 10MHz 模拟带宽并且使用 5V 电源,那么您可以相应地过滤运算放大器结果。你的 uC 在 10MIPS 下运行需要什么速度?40MIPS?它需要什么外围设备?USB?SPI?能够?相应地过滤。参数搜索在这里是您的朋友(所有像 Mouser、Farnell、Digikey 等不错的网站都有它们)
这几乎适用于所有事物,因此没有快速的方法可以阅读数据表并做出明智的决定(除非您已经使用过该部件当然)

所以我想说的答案可能是先跳起来,开始学习如何正确使用搜索工具(查看任何可用的帮助)挑选组件,阅读数据表,了解规格/图表/等意思是。

我当然记得被所有不同的选项和冗长的数据表压得喘不过气来,但过了一段时间,你的大脑会非常擅长快速过滤掉你需要的信息。不过仍然需要时间,而且不是最令人愉快的任务。
当然,如果您确定规格并且可以让其他人为您做这始终是一个不错的选择 ;-)
跟上新芯片的更新也很有用,我注册了所有新产品通知对于不同的地方。

正如其他人所说,对于一次性设计,花费大量时间来绝对降低设计成本是不值得的。例如,如果您已经熟悉某个特定的 uC 家族,那么如果它能够胜任这项工作,那么坚持使用该家族通常是完全有效的。

但如果你真的遇到了几十个或更多满足你需求的零件,那么按价格排序并选择成本最低的一个是一种合理的方法。至少,您将对成本相对较低的部分有所了解,您可以在未来的成本确实很重要的项目中使用它。

就像奥利说的,每个人都会经历这个阶段,有些人会留下来(并享受它!)。

首先请注意,除非您正在为大型生产运行进行设计,否则您的设计有多有效并不重要。如果您知道可以做到这一点的芯片,那么花费数小时将您的设计从 10 个芯片减少到 8 个芯片,从 20 美元减少到 16 美元通常是不值得的。这(部分)解释了 741、555 和 16f84 设计的丰富性,以及为什么 PIC 用户几乎从不考虑使用 AVR,反之亦然。

如果您正在为大容量设计,或者一遍又一遍地进行或多或少相同类型的设计(比如说 uC + USB 接口 + H 桥),您应该注意其他设计类似电路的人,以及新产品公告等。根据我的经验,这几乎是自动发生的,但这需要时间。