第一篇：硬件描述语言范例
硬件描述语言语言设计实例 1、8-3编码器
module encode_verilog(a ,b);input [7:0] a;//编码器输入 wire [7:0] a;output [2:0] b;//编码器输出 reg [2:0] b;always @(a)
begin
case(a)//编码器某一输入端口为高电平输出相应的3位二进制数
8'b0000_0001 : b<=3'b000;//0
8'b0000_0010 : b<=3'b001;//1
8'b0000_0100 : b<=3'b010;//2
8'b0000_1000 : b<=3'b011;//3
8'b0001_0000 : b<=3'b100;//4
8'b0010_0000 : b<=3'b101;//5
8'b0100_0000 : b<=3'b110;//6
8'b1000_0000 : b<=3'b111;//7
default : b<= 3'b000;//其他情况编码器输出3’b000
endcase
end endmodule 2、8-3优先编码器
module p_encode_verilog(A ,I ,GS ,EO ,EI);//编码器以低为有效 input [7:0] I;//编码器输入 wire [7:0] I;input EI;//输入使能，EI=0时，编码器正常工作 wire EI;
output [2:0] A;//编码器输出 reg [2:0] A;
output GS;//优先编码器工作状态标志，编码器的八个输入端有信号输入时，GS=0 reg GS;
output EO;//输出使能，reg EO;
always @(I or EI)if(EI)//使用if、else if表明条件的优先级顺序
begin
A <= 3'b111;
GS <= 1;
EO <= 1;
end else if(I[7] == 0)
begin
A <= 3'b000;
GS <= 0;
EO <= 1;
end else if(I[6] == 0)
begin
A <= 3'b001;
GS <= 0;
EO <= 1;
end
else if(I[5] == 0)
begin
A <= 3'b010;
GS <= 0;
EO <= 1;
end
else if(I[4] == 0)
begin
A <= 3'b011;
GS <= 0;
EO <= 1;
end
else if(I[3] == 0)
begin
A <= 3'b100;
GS <= 0;
EO <= 1;
end
else if(I[2] == 0)
begin
A <= 3'b101;
GS <= 0;
EO <= 1;
end
else if(I[1] == 0)
begin
A <= 3'b110;
GS <= 0;
EO <= 1;
end
else if(I[0] == 0)
begin
A <= 3'b111;
GS <= 0;
EO <= 1;
end
else if(I == 8'b11111111)
begin
A <= 3'b111;
GS <= 1;
EO <= 0;
end endmodule 3、3-8译码器
module decoder_verilog(G1 ,Y ,G2 ,A ,G3);input G1;//使能输入，高有效 wire G1;input G2;//使能输入，低有效 wire G2;input [2:0] A;//3位译码器输入，为高有效 wire [2:0] A;
input G3;//使能输入
wire G3;//使能输入，低有效
output [7:0] Y;//8位译码器输出，为低有效 reg [7:0] Y;reg s;always @(A ,G1, G2, G3)
begin
s <= G2 | G3;if(G1 == 0)//G1为低有效
Y <= 8'b1111_1111;else if(s)
Y <= 8'b1111_1111;
else
case(A)3'b000 : Y<= 8'b1111_1110;
3'b001 : Y<= 8'b1111_1101;
3'b010 : Y<= 8'b1111_1011;
3'b011 : Y<= 8'b1111_0111;
3'b100 : Y<= 8'b1110_1111;
3'b101 : Y<= 8'b1101_1111;
3'b110 : Y<= 8'b1011_1111;
3'b111 : Y<= 8'b0111_1111;
endcase end endmodule
4、数据选择器
module mux8_1_verilog(Y ,A ,D0, D1，D2, D3, D4, D5, D6, D7 ,G);input [2:0] A;//地址输入端 wire [2:0] A;input D0;//数据输入端 input D1;//数据输入端 input D2;//数据输入端 input D3;//数据输入端 input D4;//数据输入端 input D5;//数据输入端 input D6;//数据输入端 input D7;//数据输入端
input G;//使能端，当G=1时Y=0，当G=0时数据选择器正常工作 wire G;output Y;//数据输出端 reg Y;always @(G or A or D0 or D1 or D2 or D3 or D4 or D5 or D6 or D7)begin
if(G == 1)//使能端的优先级高
Y <= 0;
else
case(A)//根据输入的地址A确定数据选择器输出哪路输入数据
3'b000 : Y = D0;
3'b001 : Y = D1;
3'b010 : Y = D2;
3'b011 : Y = D3;
3'b100 : Y = D4;
3'b101 : Y = D5;
3'b110 : Y = D6;
3'b111 : Y = D7;
default : Y = 0;
endcase end endmodule
5、多位数值比较器
module compare_verilog(Y ,A ,B);input [3:0] A;//4位二进制数A wire [3:0] A;input [3:0] B;//4位二进制数B wire [3:0] B;output [2:0] Y;//A与B大小的比较结果 reg [2:0] Y;always @(A or B)begin
if(A > B)
Y <= 3'b001;//A > B时Y输出3'b001
else if(A == B)
Y <= 3'b010;//A = B时Y输出3'b010
else
Y <= 3'b100;//A < B时Y输出3'b100
end endmodule
6、全加器
module sum_verilog(A ,Co ,B ,S ,Ci);input A;//输入加数A wire A;input B;//输入加数B wire B;input Ci;//相邻低位的进位输入信号 wire Ci;output Co;//向相邻高位的进位输出信号 reg Co;output S;//相加和数输出 reg S;always @(A or B or Ci)begin
if(A== 0 && B == 0 && Ci == 0)
begin
S <= 0;
Co <= 0;
end else if(A== 1 && B == 0 && Ci == 0)
begin
S <= 1;
Co <= 0;
end else if(A== 0 && B == 1 && Ci == 0)
begin
S <= 1;
Co <= 0;
end else if(A==1 && B == 1 && Ci == 0)
begin
S <= 0;
Co <= 1;
end else if(A== 0 && B == 0 && Ci == 1)
begin
S <= 1;
Co <= 0;
end else if(A== 1 && B == 0 && Ci == 1)
begin
S <= 0;
Co <= 1;
end else if(A== 0 && B == 1 && Ci == 1)
begin
S <= 0;
Co <= 1;
end
else
begin
S <= 1;
Co <= 1;
end end endmodule
7、D触发器
module Dflipflop(Q ,CLK , RESET ,SET ,D ,Qn);input CLK;//D触发器输入时钟 wire CLK;input RESET;//D触发器清零输入 wire RESET;input SET;//D触发器预置数输入 wire SET;input D;//D触发器输入 wire D;output Q;//D触发器输出 reg Q;output Qn;wire Qn;assign Qn = ~Q;//将D触发器输出取反
always @(posedge CLK or negedge SET or negedge RESET)begin
if(!RESET)//RESET下降沿将D触发器输出清零
Q <= 0;
else if(!SET)//SER下降沿将D触发器输出置1
Q <= 1;
else Q <= D;//CLK上升沿D触发器输出等于输入 end endmodule
8、寄存器
module reg8(clr ,clk ,DOUT ,D);input clr;//异步清零信号，高有效 wire clr;input clk;//时钟输入 wire clk;input [7:0] D;//寄存器数据输入 wire [7:0] D;output [7:0] DOUT;//寄存器数据输出 reg [7:0] DOUT;always @(posedge clk or posedge clr)begin
if(clr == 1'b1)
DOUT <= 0;
else DOUT <= D;
end endmodule
9、双向移位寄存器
module shiftdata(left_right ,load ,clr ,clk ，DIN ,DOUT);input left_right;// 左移右移控制信号 wire left_right;input load;//异步置数信号，有效时将DIN输入 wire load;input clr;//异步清零信号，高有效 wire clr;input clk;//时钟输入 wire clk;input [3:0] DIN;//并行输入 wire [3:0] DIN;output [3:0] DOUT;//并行输出
wire [3:0] DOUT;// DOUT是一个wire型变量，不能在always块中被赋值
reg [3:0] data_r;//所以定义一个寄存器型变量data_r作为中间变量 assign
DOUT = data_r;always @(posedge clk or posedge clr
or posedge load)begin
if(clr == 1)//异步清零
data_r <= 0;else if(load)//异步置数
data_r <= DIN;else begin
if(left_right)//left_right=1，信号左移
begin
data_r <=(data_r<<1);
data_r[0] <= 0;//移出位补0
end
else begin //left_right=0，信号右移
data_r <=(data_r>>1);
data_r[3] <= 0;//移出位补0
end
end
end endmodule 10、4位二进制加减法计数器
module counter4(load ,clr ,c ,DOUT , clk, up_down ,DIN);input load;//异步预置数 input clk;//输入时钟 wire load;input clr;//异步清零 wire clr;input up_down;//加减计数，up_dpwn=1加计数，up_down=0减计数 wire up_down;input [3:0] DIN;//预置数输入 wire [3:0] DIN;output c;//进位/借位输出，可以用于计数器的级联 reg c;output [3:0] DOUT;//计数输出 wire [3:0] DOUT;reg
[3:0] data_r;assign DOUT = data_r;always @(posedge clk or posedge clr
or posedge load)begin
if(clr == 1)
//异步清零
data_r <= 0;else if(load == 1)
//异步预置
data_r <= DIN;
else begin if(up_down ==1)//加计数
begin
if(data_r == 4'b1111)begin
data_r <= 4'b0000;
c = 1;
end
else begin
data_r <= data_r 1;
c = 0;
end
end
else //减计数
begin
if(data_r == 4'b0000)begin
data_r <= 4'b1111;
c = 1;
end else begin
data_r <= data_r-1;
c = 0;
end
end
end end
endmodule
11、十进制加减法计数器
module counter10(load ,clr ,c ,DOUT ,clk，up_down ,DIN ,seven_seg);input load;//异步预置数 input clk;//输入时钟 wire load;input clr;//异步清零 wire clr;input up_down;//加减计数，up_dpwn=1加计数，up_down=0减计数 wire up_down;input [3:0] DIN;//预置数输入 wire [3:0] DIN;output c;//进位/借位输出，可以用于计数器的级联 reg c;output [3:0] DOUT;//计数输出 output [7:0] seven_seg;//7段数码管 wire [3:0] DOUT;reg
[3:0] data_r;assign DOUT = data_r;always @(posedge clk or posedge clr
or posedge load)begin
if(clr == 1)
//异步清零
data_r <= 0;else if(load == 1)//异步预置
data_r <= DIN;
else if(up_down ==1 & data_r == 9)//加进位
begin
c = 1;
data_r <= 4'b0000;
end else if(up_down ==0 & data_r == 0)//减借位
begin
c = 1;
data_r <= 9;
end else
begin
if(up_down ==1)begin //加计数
data_r <= data_r 1;
c = 0;
end
else begin
//减计数
data_r <= data_r-1;
c = 0;
end
end end
/************数码管***************/ assign seven_seg =Y_r;reg [7:0] Y_r;always @(data_r)//用7段数码管显示计数输出 begin Y_r =8'b11111111;case(data_r)
4'b0000: Y_r = 8'b00000011;//显示0 4'b0001: Y_r = 8'b10011111;//显示1 4'b0010: Y_r = 8'b00100101;//显示2 4'b0011: Y_r = 8'b00001101;//显示3 4'b0100: Y_r = 8'b10011001;//显示4 4'b0101: Y_r = 8'b01001001;//显示5 4'b0110: Y_r = 8'b01000001;//显示6 4'b0111: Y_r = 8'b00011111;//显示7 4'b1000: Y_r = 8'b00000001;//显示8 4'b1001: Y_r = 8'b00001001;//显示9 default: Y_r = 8'b11111111;//默认数码管不发光
endcase end
endmodule
12、顺序脉冲发生器
module pulsegen(Q ,clr ,clk);input clr;//异步预置数 wire clr;input clk;//时钟输入 wire clk;output [7:0] Q;//顺序脉冲输出 wire [7:0] Q;reg [7:0] temp;reg x;assign Q =temp;always @(posedge clk or posedge clr)begin
if(clr==1)
begin
temp <= 8'b00000001;//temp寄存预定的序列
x= 0;
end else
begin
x<= temp[7]
;//序列最高位输出
temp <= temp<<1;//temp左移一位
temp[0] <=x;//将输出的结果赋给序列最低位，实现序列的循环输出
end
end endmodule
13、序列信号发生器
module xlgen(Q ,clk ,res);input clk;//时钟输入 wire clk;input res;//异步预置数 wire res;output Q;//序列信号输出 reg Q;reg [7:0] Q_r;always @(posedge clk or posedge res)begin
if(res ==1)begin
Q <= 1'b0;
Q_r <= 8'b11100100;//Q_r寄存预定的序列
end
else
begin
Q <= Q_r[7];//序列最高位输出
Q_r <= Q_r<<1;//Q_r左移一位
Q_r[0] <=Q;//将输出的结果赋给序列最低位，实现序列的循环输出
end
end endmodule
14、分频器
module clockdiv(Q ,rst ,sysclk ,sel);input rst;//系统复位 wire rst;input sysclk;//系统时钟输入 wire sysclk;input [1:0] sel;//分频倍数选择 wire [1:0] sel;output Q;//分频器输出 wire Q;reg [2:0] q;reg [31:0] cnt;reg clk;
//时钟分频模块
always @(posedge sysclk or negedge rst)begin if(!rst)begin
cnt <= 0;clk <= 1'b1;end else begin
cnt <= cnt 1'b1;
if(cnt >= 32'd2500000)begin /clk时钟周期是系统时钟周期的5000000倍
clk <= ~clk;
cnt <= 0;
end end end
//分频器模块
always @(posedge clk or negedge rst)if(!rst)q[0] <= 0;else
q[0] <= ~q[0];// q[0]是clk的2分频
always @(posedge q[0] or negedge rst)if(!rst)q[1] <= 0;else
q[1] <= ~q[1];// q[1]是clk的4分频
always @(posedge q[1] or negedge rst)if(!rst)q[2] <= 0;else
q[2] <= ~q[2];// q[2]是clk的8分频
assign Q =(sel== 2'd0)? clk : //分频器输出clk
(sel== 2'd1)? q[0] : //分频器输出clk的二分频
(sel== 2'd2)? q[1] : //分频器输出clk的四分频
(sel== 2'd3)? q[2] : 0;//分频器输出clk的八分频 endmodule
第二篇：教学大纲-FPGA及硬件描述语言
《FPGA与硬件描述语言》教学大纲
课程名称：FPGA与硬件描述语言
英文名称： FPGA and hardware description language 课程类别：实践教学课 课程编号： 学
分： 4
学
时：68 课程简介：
FPGA与硬件描述语言该课程主要讲授数字逻辑电路的基本知识、基本理论和基本分析、设计方法，并利用现代EDA技术的verilog和Multisim进行数字逻辑电路分析与设计，它起到由专业基础课向专业课过渡的承上启下的作用。本课程的教学任务是通过本课程的理论学习，使学生掌握有关数字逻辑的基本理论，熟悉数字逻辑电路基本器件的电路结构、功能和使用方法，掌握数字逻辑电路的分析方法和设计方法。通过课堂教学演示环节及课程设计，使学生掌握利用Verilog和EDA工具进行数字逻辑电路设计的方法.课程内容：
1.概论：EDA设计方法以及FPGA/CPLD特点 2.层次建模的概念 3.基本概念 4.模块和端口 5.门级建模 6.数据流建模 7.行为级建模 8.任务与函数 9.实用建模技术 10.时序和延迟 11.开关级建模 12.用户自定义原语 先修课程：《C语言程序设计》、《数字逻辑电路》 适用专业：电子信息技术
教材（暂定）：《Verilog HDL 数字设计与综合》 ：(美)Sanir Palnitkar，译者: 夏宇闻 胡燕祥 刁岚松
电子工业出版社
参考教材：
1、《Verilog HDL数字设计与综合(第二版)》，电子工业出版社
夏宇闻
2、《电子工程师创新设计必备宝典系列之FPGA开发全攻略》，张国斌
3、《Verilong数字系统设计教程 》，北航出版社
夏宇闻
开课学院：信息技术学院
具体课程内容与安排
第一章 概述
第一节 课程介绍
第二节 学习重点及学习方法
第三节 EDA技术及发展与实现目标 第四节 硬件描述语言及IEEE标准 第五节 EDA设计流程及优点 第六节 常用EDA工具
第七节 电子设计自动化系统软件与器件
第八节 数字系统设计方法
第九节 九节 FPGA/CPLD的特点及发展
（一）采用多媒体，讲解与演示相结合
（二）内容及基本要求 主要内容： 【重点掌握】：FPGA/CPLD的优缺点，采用硬件描述语言(Verilog HDL)的设计流程。【掌握】：EDA设计流程方法及数字系统设计方法的比较和优点，自顶向下的设计方法； 【了解】：EDA工具的发展以及特点，【一般了解】：EDA技术及发展
第二章 层次建模的概念
第一节 自底向上和自顶向下设计方法 第二节 模块的基本概念 第三节 四种不同的描述方式 第四节 逻辑仿真的构成
（一）采用多媒体，讲解与演示相结合
（二）内容及基本要求 主要内容： 【重点掌握】：数字电路自顶向下设计方法以及模块相关内容的学习； 【难点】：自顶向下以及自底向上的设计思路；
第三章 verilog基本概念
第一节 模块的结构 第二节 数据类型及其常量和变量 第三节 运算符及表达式
（一）采用多媒体，讲解与演示相结合
（二）内容及基本要求
主要内容：verilog基本语法和结构 【重点掌握】：基本语法和概念以及词法约定 【掌握】：各种数据类型 【了解】：系统任务和编译指令 【一般了解】： 【难点】：各类寄存器数据类型
第四章 模块和端口
第四节
模块 第五节
端口列表 第六节
端口声明
第四节 端口连接规则 第七节
端口与外部信号的连接 第八节
层次命名
（一）采用多媒体，讲解与实验相结合
（二）内容及基本要求
主要内容：verilog的模块定义、组成部分以及端口列表以及声明和端口连接。
【了解】：verilog标示符的层次引用 【重点掌握】：模块各部分的定义和应用 【难点】：端口连接的命名规则
第五章 门级建模
第一节
门的类型 第二节 门延迟
（一）采用多媒体，讲解与实验相结合
（二）内容及基本要求
主要内容：verilog如何用门级对实际电路做硬件电路建模 【重点掌握】：门的类型与延迟，门级建模的具体设计电路 【掌握】： 上升、下降和关断延迟 以及最小/典型/最大延迟 【难点】：门级建模的具体电路实现
第六章 数据流建模
第一节 连续赋值语句assign 第二节 延迟
第三节 表达式、操作符和操作数 第四节 操作符类型
（一）采用多媒体，讲解与演示相结合
（二）内容及基本要求
主要内容：连续赋值语句以及使用数据流结构对实际电路的数字电路建模。【重点掌握】：连续赋值的定义及应用；操作符的类型 【掌握】： 延迟的概念和应用 【难点】：用数据流语句设计电路，掌握门级建模与数据流建模的区别
第七章 行为级建模
第一节 结构化过程语句 第二节 过程赋值语句 第三节 条件语句 第四节 多路分支语句
第五节 循环语句
第六节 顺序块和并行块 第七节 生成块
（一）采用多媒体，讲解与实验相结合
（二）内容及基本要求
主要内容：行为级建模的语法以及结构 【重点掌握】： 在实际电路中进行行为级建模以及时序控制机制 【掌握】：行为级建模的语法和语句，always、initial，阻塞和非阻塞以及 4 过程性赋值语句。
【难点】：行为级建模的具体实现
第八章 结构语句、系统任务、函数语句和显示系统任务
第一节 结构说明语句 第二节 任务和函数语句 第三节 其他任务和函数语句
（一）采用多媒体，讲解与演示相结合
（二）内容及基本要求
主要内容：任务与函数的定义 区别以及应用 【重点掌握】：任务和函数语句的使用 【掌握】： 模块、任务、函数和命名块定义和联系，任务与函数所需要的条件。
【难点】：任务和函数语句的使用
第九章 实用建模技术
第一节 过程连续赋值 第二节 改写（覆盖）参数
第三节 条件编译和执行 第四节 时间尺度
第五节 常用的系统任务
（一）采用多媒体，讲解与演示相结合
（二）内容及基本要求 主要内容： 【重点掌握】：assign deassign force 和release的定义和使用 【掌握】：在模块调用时用defparam语句重新定义参数值 【了解】：认识和理解系统任务，如文件输出、显示层次、选通显示、随机数生成、存储器初始化和值变转储等系统任务 【一般了解】： 【难点】： 条件编译和verilog描述部件的执行。
第十章 时序和延迟
第一节 延迟模型 第二节 路径延迟建模 第三节 时序检查
第四节 延迟反标注
（一）采用多媒体，讲解与演示相结合
（二）内容及基本要求 主要内容： 【重点掌握】：如何在仿真过程中用specify块设置路径延迟 【掌握】：延迟模型的类型和定义 【了解】：时序检查定义系统任务 【一般了解】： 延迟反标注 【难点】： 路径延迟建模的连接
第十一章 开关级建模
第一节：开关级建模元件
主要内容：开关级建模的基本知识 【一般了解】：仅作大概了解 【难点】：
第十二章 用户自定义原语
第一节：UDP的基本知识 第二节：表示组合逻辑的UDP 第三节：表示时序逻辑的UDP 第四节：UDP表中的缩写符号 第五节：UDP设计指南 主要内容：
【重点掌握】编写时序和组合逻辑UDP： 【难点】：UDP设计的原则以及与门级建模的区别
第十三章 编程语言接口 第一节：PLI的使用
第二节：PLI任务的连接和调用 第三节：内部数据表示 第四节：PLI库子程序 主要内容： 【重点掌握】：如何在仿真中使用任务和函数 【难点】：用户如何创建自定义系统任务和函数，6 第十四章 使用vrilog进行逻辑综合
第一节：什么是逻辑综合
第二节：逻辑综合对数字设计行业的影响 第三节：verilogHDL综合 第四节：逻辑综合流程 第五节：门级网表的验证 第六节：逻辑综合建模技巧 第七节：时序电路综合举例
主要内容：了解逻辑综合的方法和问题。【了解】：逻辑综合编写RTL的技巧 【一般了解】： 逻辑综合的概念和优点 【重点掌握】：可综合的结构和操作符以及逻辑综合的最佳门级网表分隔技术 【难点】：使用逻辑综合进行组合电路和时序电路的设计
三、课程考核
（一）基本要求及比例：考试是对学生掌握知识水平的检验，重点掌握内容占考试内容的70％、掌握内容占20％、了解及一般了解内容占10％。
（二）成绩构成与说明： 总评成绩 =平时学习表现（10%） 上机实验（20%） 实训项目（20%） 期末考试成绩（50%）
期末考试：
考试形式：上机闭卷考试 时间长度（120分钟）
制定人：贾政亚
审定人：
批准人：
日
期： 2022年10月1日
第三篇：硬件工程师
硬件工程师必看---必杀技学习(转)充分了解各方的设计需求,确定合适的解决方案
启动一个硬件开发项目,原始的推动力会来自于很多方面,比如市场的需要,基于整个系统架构的需要,应用软件部门的功能实现需要,提高系统某方面能力的需要等等,所以作为一个硬件系统的设计者,要主动的去了解各个方面的需求,并且综合起来,提出最合适的硬件解决方案。比如A项目的原始推动力来自于公司内部的一个高层软件小组,他们在实际当中发现原有的处理器板IP转发能力不能满足要求,从而对于系统的配置和使用都会造成很大的不便,所以他们提出了对新硬件的需求。根据这个目标,硬件方案中就针对性的选用了两个高性能网络处理器,然后还需要深入的和软件设计者交流,以确定内存大小,内部结构,对外接口和调试接口的数量及类型等等细节,比如软件人员喜欢将控制信令通路和数据通路完全分开来,这样在确定内部数据走向的时候要慎重考虑。项目开始之初是需要召开很多的讨论会议的,应该尽量邀请所有相关部门来参与,好处有三个,第一可以充分了解大家的需要,以免在系统设计上遗漏重要的功能,第二是可以让各个部门了解这个项目的情况,提早做好时间和人员上协作的准备,第三是从感情方面讲,在设计之初各个部门就参与了进来,这个项目就变成了大家共同的一个心血结晶,会得到大家的呵护和良好合作,对完成工作是很有帮助的。原理图设计中要注意的问题
原理图设计中要有“拿来主义”,现在的芯片厂家一般都可以提供参考设计的原理图,所以要尽量的借助这些资源,在充分理解参考设计的基础上,做一些自己的发挥。当主要的芯片选定以后,最关键的外围设计包括了电源,时钟和芯片间的互连。
电源是保证硬件系统正常工作的基础,设计中要详细的分析：系统能够提供的电源输入;单板需要产生的电源输出;各个电源需要提供的电流大小;电源电路效率;各个电源能够允许的波动范围;整个电源系统需要的上电顺序等等。比如A项目中的网络处理器需要1.25V作为核心电压,要求精度在＋5%-－3%之间,电流需要12A左右,根据这些要求,设计中采用5V的电源输入,利用Linear的开关电源控制器和IR的MOSFET搭建了合适的电源供应电路,精度要求决定了输出电容的ESR选择,并且为防止电流过大造成的电压跌落,加入了远端反馈的功能。
时钟电路的实现要考虑到目标电路的抖动等要求,A项目中用到了GE的PHY器件,刚开始的时候使用一个内部带锁相环的零延时时钟分配芯片提供100MHz时钟,结果GE链路上出现了丢包,后来换成简单的时钟Buffer器件就解决了丢包问题,分析起来就是内部的锁相环引入了抖动。
芯片之间的互连要保证数据的无误传输,在这方面,高速的差分信号线具有速率高,好布线,信号完整性好等特点,A项目中的多芯片间互连均采用了高速差分信号线,在调试和测试中没有出现问题。PCB设计中要注意的问题
PCB设计中要做到目的明确,对于重要的信号线要非常严格的要求布线的长度和处理地环路,而对于低速和不重要的信号线就可以放在稍低的布线优先级上。重要的部分包括：电源的分割;内存的时钟线,控制线和数据线的长度要求;高速差分线的布线等等。
A项目中使用内存芯片实现了1G大小的DDR memory,针对这个部分的布线是非常关键的,要考虑到控制线和地址线的拓扑分布,数据线和时钟线的长度差别控制等方面,在实现的过程中,根据芯片的数据手册和实际的工作频率可以得出具体的布线规则要求,比如同一组内的数据线长度相差不能超过多少个mil,每个通路之间的长度相差不能超过多少个mil等等。当这些要求确定后就可以明确要求PCB设计人员来实现了,如果设计中所有的重要布线要求都明确了,可以转换成整体的布线约束,利用CAD中的自动布线工具软件来实现PCB设计,这也是在高速PCB设计中的一个发展趋势。检查和调试
当准备调试一块板的时候,一定要先认真的做好目视检查,检查在焊接的过程中是否有可见的短路和管脚搭锡等故障,检查是否有元器件型号放置错误,第一脚放置错误,漏装配等问题,然后用万用表测量各个电源到地的电阻,以检查是否有短路,这个好习惯可以避免贸然上电后损坏单板。调试的过程中要有平和的心态,遇见问题是非常正常的,要做的就是多做比较和分析,逐步的排除可能的原因,要坚信“凡事都是有办法解决的”和“问题出现一定有它的原因”,这样最后一定能调试成功。一些总结的话
现在从技术的角度来说,每个设计最终都可以做出来,但是一个项目的成功与否,不仅仅取决于技术上的实现,还与完成的时间,产品的质量,团队的配合密切相关,所以良好的团队协作,透明坦诚的项目沟通,精细周密的研发安排,充裕的物料和人员安排,这样才能保证一个项目的成功。
一个好的硬件工程师实际上就是一个项目经理,他/她需要从外界交流获取对自己设计的需求,然后汇总,分析成具体的硬件实现。还要跟众多的芯片和方案供应商联系,从中挑选出合适的方案,当原理图完成后,他/她要组织同事来进行配合评审和检查,还要和CAD工程师一起工作来完成PCB的设计。与此同时,还要准备好BOM清单,开始采购和准备物料,联系加工厂家完成板的贴装。在调试的过程中他/她要组织好软件工程师来一起攻关调试,配合测试工程师一起解决测试中发现的问题,等到产品推出到现场,如果出现问题,还需要做到及时的支持。所以做一个硬件设计人员要锻炼出良好的沟通能力,面对压力的调节能力,同一时间处理多个事务的协调和决断能力和良好平和的心态等等。
还有细心和认真,因为硬件设计上的一个小疏忽往往就会造成非常大的经济损失,比如以前碰到一块板在PCB设计完备出制造文件的时候误操作造成了电源层和地层连在了一起,PCB板制造完毕后又没有检查直接上生产线贴装,到测试的时候才发现短路问题,但是元器件已经都焊接到板上了,结果造成了几十万的损失。所以细心和认真的检查,负责任的测试,不懈的学习和积累,才能使得一个硬件设计人员持续不断的进步,而后术业有所小成。
如何设计一个合适的电源
对于现在一个电子系统来说,电源部分的设计也越来越重要,我想通过和大家探讨一些自己关于电源设计的心得,来个抛砖引玉,让我们在电源设计方面能够都有所深入和长进。
Q1：如何来评估一个系统的电源需求
Answer：对于一个实际的电子系统,要认真的分析它的电源需求。不仅仅是关心输入电压,输出电压和电流,还要仔细考虑总的功耗,电源实现的效率,电源部分对负载变化的瞬态响应能力,关键器件对电源波动的容忍范围以及相应的允许的电源纹波,还有散热问题等等。功耗和效率是密切相关的,效率高了,在负载功耗相同的情况下总功耗就少,对于整个系统的功率预算就非常有利了,对比LDO和开关电源,开关电源的效率要高一些。同时,评估效率不仅仅是看在满负载的时候电源电路的效率,还要关注轻负载的时候效率水平。
至于负载瞬态响应能力,对于一些高性能的CPU应用就会有严格的要求,因为当CPU突然开始运行繁重的任务时,需要的启动电流是很大的,如果电源电路响应速度不够,造成瞬间电压下降过多过低,造成CPU运行出错。
一般来说,要求的电源实际值多为标称值的＋－5%,所以可以据此计算出允许的电源纹波,当然要预留余量的。
散热问题对于那些大电流电源和LDO来说比较重要,通过计算也是可以评估是否合适的。
Q2：如何选择合适的电源实现电路
Answer：根据分析系统需求得出的具体技术指标,可以来选择合适的电源实现电路了。一般对于弱电部分,包括了LDO（线性电源转换器）,开关电源电容降压转换器和开关电源电感电容转换器。相比之下,LDO设计最易实现,输出纹波小,但缺点是效率有可能不高,发热量大,可提供的电流相较开关电源不大等等。而开关电源电路设计灵活,效率高,但纹波大,实现比较复杂,调试比较烦琐等等。
Q3：如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数
Answer：很多的未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理,比如担心开关电源的干扰问题,PCB layout问题,元器件的参数和类型选择问题等。其实只要了解了,使用一个开关电源设计还是非常方便的。
一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分,有些控制器会将MOSFET集成到芯片中去,这样使用就更简单了,也简化了PCB设计,但是设计的灵活性就减少了一些。
开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统,所以一般都会有一个反馈输出电压的采样电路以及反馈环的控制电路。因此这部分的设计在于保证精确的采样电路,还有来控制反馈深度,因为如果反馈环响应过慢的话,对瞬态响应能力是会有很多影响的。
而输出部分设计包含了输出电容,输出电感以及MOSFET等等,这些的选择基本上就是要满足一个性能和成本的平衡,比如高的开关频率就可以使用小的电感值（意味着小的封装和便宜的成本）,但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗,从而效率降低。使用低的开关频率带来的结果则是相反的。
对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是非常关键的,小的ESR可以减小输出纹波,但是电容成本会增加,好的电容会贵嘛。开关电源控制器驱动能力也要注意,过多的MOSFET是不能被良好驱动的。
一般来说,开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。窗体底端
第四篇：硬件管理制度
硬件管理制度
第一章 总则
第一节为加强硬件管理，方便公司硬件库存统计及硬件的订货直接发放管理，特制订本制度。
第二节硬件在本办法中指采集卡、FANUC专用网卡、联网附件、硬件配套设备和收到的快递件等。
第二章硬件收发货管理
第三节硬件直接发货到公司的，由存货管理人签收并做登记，如果存货管理人不在，由办公室其他人员签收的，一定要把签收的硬件告知存货管理人。
第四节硬件直接从厂家发货到实施地的。硬件由领导订货直接从厂家发货的，领导把订货的信息告知存货管理人，由存货管理人记录并跟踪硬件的去向，存货管理人可以跟发货商索取快递单号查询或者发货三天之后通过电话的形式询问实施人员收货情况，确保每次发货都能如期完成，并做相关记录。
第五节实施人员领用硬件
（一）实施人员收到硬件后交付用货单位，用货单位测试完后出具验收报告，实施人员出差回公司后必须把每次收到硬件的验收报告单交回公司。如收到的硬件不需要验收而直接使用的，实施人员统计硬件数并登记即可。但实施人员每次收到硬件后都必须按照（附件1）的硬件收货单表格格式填写一份硬件领用单通过邮件的形式发给存货管理人做登记。
（二）实施人员所在服务单位如有硬件存货的需统计数量通过邮件告知公司存货管理人。如果实施地点之间硬件有转发货的，实施人员需要填好(附件表2)硬件发货单告知存货管理人。
（三）实施人员需要领用硬件的，通过电话形式告知存货管理人，由存货管理人根据实施人员需求发货发货。
（四）实施人员每人配备一套实施工具，为了节省公司开支，希望实施人员在需要换地方的时候把实施工具带上，免得换地方之后还得重新买，这是硬性规定，希望大家为公司考虑辛
苦点。
第六节开发人员领用硬件
（一）因工作需要，专门为办公室开发人员配备一套硬件设备，开发人员只能使用配备的设备，如果设备不够用需要领用存货硬件的，需报告存货管理人，由存货管理人根据需要领用硬件，但开发人员用完后需要交回硬件并告知存货管理人。
（二）属于一次性使用完的硬件附件，开发人员可自行领用，但必须在出入库单上填好领用的硬件名称及数量。
（三）开发人员在办公室使用硬件的，必须在每次使用完后把硬件放回原处，并保持办公室卫生。
第七条库存管理人员必须登记好每次收货及发货情况，做到帐实相符。
第八条本制度从实施开始，解释权由库存管理部。
北京英迪致远科技有限责任公司
2022年8月26
附件1
硬件收货单日期硬件名称硬件型号硬件数量领用人寄货形式备注
收货日期：
领用人：
附件2
硬件发货单
日期硬件名称硬件型号发货数量发货人备注
发货日期：
发货人：
第五篇：文档目录(硬件)
文档目录
一、准备阶段
1、中标通知书
2、承建单位施工合同
3、承建单位资质
4、项目经理授权书
5、项目设计文件、图纸（专业设计单位做的设计）
6、需求调研报告（填写报审表并附内审意见）
7、深化（施工）设计方案、图纸（填写报审表）
8、深化（施工）设计方案、评审意见
9、施工组织（项目实施）设计方案（填写报审表并附内审意见）
10、项目实施（集成）方案评审意见
11、施工预算（填写报审表并附内审意见）
12、开工申请
13、预付款支付申请
二、实施阶段
1、各专业（分部）工程交底记录（如果有设计方案）
2、设备、材料报验资料（填写报验表，附设备材料明细及质量凭证）
3、隐蔽工程报验资料（填写隐蔽工程报验表，附隐蔽工程验收记录）
4、分项工程验收记录
5、设备安装（加电测试）记录
6、系统集成调试方案
7、系统集成调试报告（附：完整的调试记录）
8、分部工程验收记录
9、第三方测试（验收）报告
10、单位（单项）工程自检（自测）报告
11、项目培训方案（计划）
12、项目培训结果报告
三、验收阶段
（一）、初步验收
1、初验申请
（1）、项目完工报告
（2）、初验方案
（3）、单位（单项）工程自检（自测）报告
（4）、项目培训结果报告
（5）、系统试运行计划（方案）
2、实施过程质量控制资料
3、工程变更资料
4、工程结算资料
（二）、竣工验收
1、竣工验收申请，填写竣工验收申请表并附：
（1）、项目竣工报告（实施情况）报告（2）、竣工验收计划
2、初步验收结论（专家意见）
3、第三方测试（验收）报告
4、初验整改情况报告
5、系统试运行报告（包括3~6个月的试运行记录）
6、用户意见（报告）
7、项目竣工结算报告（附详细结算资料）
8、工程质量承诺书
9、竣工图纸
10、竣工资料文档目录及全部工程文档
11、工程移交表
12、设备（备品、备件）移交表
13、资料、文档移交表
