如何分辨“低風(fēng)險(xiǎn)”元器件的三要素分析

對元器件選型這件事一定不陌生，那是否遇到過 BOM 上所有元器件本身沒問題，但最后因?yàn)橐粋€(gè)器件供貨問題而導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目拖延？又或者不知道實(shí)現(xiàn)同一功能的器件有哪些，區(qū)別是什么？在評估元器件時(shí)，不同的工程師和設(shè)計(jì)人員關(guān)心的角度往往有所不同。有的人可能關(guān)心器件是否滿足嚴(yán)格公差，其他人可能更在意成本。但毫無疑問的是，所有工程師都需要低風(fēng)險(xiǎn)的元器件。那什么是“低風(fēng)險(xiǎn)”元器件呢？作為硬件工程師，我認(rèn)為主要有三個(gè)方面：

第一、 可用性

第二、 性價(jià)比

第三、 穩(wěn)定性

下面我就以一個(gè)實(shí)際的例子來闡述這三個(gè)觀點(diǎn)。公司最近新設(shè)了一個(gè)智能尿檢棒的健康類醫(yī)療電子項(xiàng)目，并且大體的電路方案已經(jīng)選定，現(xiàn)在正在評估上個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)熟悉的 STM32F103RBT6 這顆 MCU 是否同樣適用于這個(gè)新項(xiàng)目，如果可以，那將節(jié)省可觀的研發(fā)時(shí)間和開發(fā)成本。

可用性

元器件的可用性體現(xiàn)在是否滿足功能 / 性能需要，是否是合適的封裝，它的成熟度、焊接調(diào)試的難度、技術(shù)支持、資料、配套的環(huán)境等，都是需要考慮的問題。這些信息都可以從可靠網(wǎng)站的器件參數(shù)規(guī)格以及數(shù)據(jù)手冊 datasheet 中獲取。 如果放在以前，僅僅搜索規(guī)格書的話我強(qiáng)烈推薦 Google，不過自從 Google 退出中國之后，國內(nèi)好用的元器件規(guī)格書查詢網(wǎng)站就不多了，基本上所有的問題都是數(shù)據(jù)庫少，很多器件都查不到。在這種情況下只能矮子中挑高個(gè)，最近經(jīng)常用的一個(gè)元器件查詢網(wǎng)站是 datasheet5 （www.datasheet5.com）。其實(shí)以前我也用過，只感覺一般，不過最近偶然查詢時(shí)發(fā)現(xiàn)它改版了，普通的改版也不至于讓我推薦，改版后一個(gè)重要的特點(diǎn)就是這個(gè)網(wǎng)站的垂直延展性讓人驚嘆，基本滿足讓一個(gè)硬件工程師對一個(gè)項(xiàng)目采用的元器件的風(fēng)險(xiǎn)有著大局觀的把控，以我上面提到的 STM32F103RBT6 MCU 為例，來見證下新版 datasheet5 有多神奇。

新版 datasheet5 首頁

首先進(jìn)入 datasheet5 主頁搜索這顆元器件，搜索結(jié)果中會(huì)呈現(xiàn)匹配你輸入型號的所有結(jié)果，因?yàn)槲覀円呀?jīng)知道了具體型號，所以可以快速找到精確匹配。點(diǎn)擊打開之后可以看到 STM32F103RBT6 這顆器件的規(guī)格書下載，這和其它同類型的網(wǎng)站沒什么區(qū)別，不過 datasheet5 也將這顆器件中主要的一些參數(shù)直接展示在了網(wǎng)頁上，無需下載規(guī)格書就可以很直觀地看到元器件的參數(shù)，非常友好。

STM32F103RBT6 參數(shù)詳情

但你以為僅僅是這樣嗎？接下來才是見證奇跡的時(shí)刻。作為硬件工程師，我選擇這顆器件無非是上個(gè)項(xiàng)目使用過了，有畫過這個(gè)器件的原理圖符號跟封裝，有研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以節(jié)省大量的研發(fā)時(shí)間以及規(guī)避未知風(fēng)險(xiǎn)，但大多數(shù)工程師都會(huì)面臨第一次使用這顆器件的窘境。而 datasheet5 提供了器件 2D3D ECAD 模型的免費(fèi)下載，我看了下，基本上覆蓋了所有主流 EDA 工具，這就大大地節(jié)省了時(shí)間成本，免去畫封裝庫這種“體力活”，讓工程師專注于產(chǎn)品創(chuàng)新。最關(guān)鍵的一點(diǎn)是這些模型是經(jīng)過大量實(shí)際驗(yàn)證的，這就讓你避免出現(xiàn)低級的錯(cuò)誤，我相信新人封裝引腳畫反是常有的事。還有一點(diǎn)很是關(guān)鍵，這是免費(fèi)提供的。這讓我想起前不久在某寶上幾十塊錢買的封裝庫，莫名的心酸，恨沒早點(diǎn)發(fā)現(xiàn)新版 datasheet5。

STM32F103RBT6 封裝圖

性價(jià)比

上面提到的“可用性”可能已經(jīng)讓你滿足了，但如果你想在職場走得更高更遠(yuǎn)，這還不夠。作為硬件工程師，雖然不需要自己進(jìn)入元器件采購環(huán)節(jié)，但價(jià)格對最后產(chǎn)品是否有市場競爭力，設(shè)計(jì)能否進(jìn)入量產(chǎn)是很重要的。所以如果能找到元器件價(jià)格趨勢，以及市場價(jià)格分析，能夠更好地對器件選型做出決定，這也就是這個(gè)網(wǎng)站第二個(gè)“可怕”之處，它把這顆元器件過去的價(jià)格走勢標(biāo)得清清楚楚，而且還把正在售賣這顆器件的分銷商以及售賣的價(jià)格都理得明明白白。選擇都幫你做好了，你還要想啥？只能說采購太輕松，太幸福了。

元器件價(jià)格對比

元器件價(jià)格走勢圖

穩(wěn)定性

再好的設(shè)計(jì)，如果元器件買不到或者供貨出現(xiàn)了延誤，項(xiàng)目也就給耽誤了。那就需要我們在選器型的時(shí)候一定要看清楚供貨渠道是否穩(wěn)定，這點(diǎn)也可以從庫存走勢和分銷商的數(shù)量上看出一些端倪。 新版 datasheet5 簡直是“一條龍”服務(wù)，它把這個(gè)元器件市場總庫存以及各個(gè)分銷商有多少庫存都給你列得明明白白。

元器件庫存清單

當(dāng)然，再穩(wěn)定的貨源，也可能出現(xiàn)“天有不測風(fēng)云”的時(shí)候，比如說這次全球的疫情，一下子讓半導(dǎo)體原廠進(jìn)入半癱瘓狀態(tài)，所以能夠找到可替代型號也對供貨的穩(wěn)定性是一種保障，這時(shí)候一定要有“備胎”，盡量選擇能夠找到 3F（外形、尺寸和功能）都相同的替代型號的器件，確保萬無一失。

元器件替代料推薦

這里，我要強(qiáng)烈安利一下 datasheet5 的替代料對比功能，當(dāng)前料和替代料的對比可以實(shí)現(xiàn) 60 多項(xiàng)參數(shù)的在線對比，可以全參數(shù)對比，也可以只對差異參數(shù)對比，一目了然。

當(dāng)前料和替代料對比

在這個(gè)對比中，可以看到“是否含鉛”，“是否 RoHS”認(rèn)證等，而這些環(huán)境認(rèn)證也被歸類到長期供貨的風(fēng)險(xiǎn)中，因?yàn)闆]有通過認(rèn)證的器件有可能在未來被強(qiáng)制淘汰掉，對我們長期穩(wěn)定供貨造成影響。

我們看到選型時(shí)需要考慮的因素很多，而 datasheet5 把這些因素用一個(gè)簡單的圖標(biāo)總結(jié)：“生命周期狀態(tài)”和“風(fēng)險(xiǎn)等級”，在風(fēng)險(xiǎn)等級中從設(shè)計(jì)，產(chǎn)品和長期給大家以參考，就是從可用性、性價(jià)比和穩(wěn)定性三個(gè)方面快速幫助工程師找到風(fēng)險(xiǎn)級別低的元件。

風(fēng)險(xiǎn)等級低的替代料

所以，最后也無需我多言，就如你們所看到的，對于硬件工程師乃至采購來說，新版 datasheet5 簡直就是一個(gè)神器??！