物聯(lián)網(wǎng)PCB設(shè)計技能和專業(yè)知識要求

如果你剛剛開始研究IoT產(chǎn)品的設(shè)計，在許多設(shè)計方面都需要提升。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將移動性，低功耗，RF通信，混合信號功能和高速數(shù)據(jù)傳輸功能整合到很小的空間中。牢記所有這些因素將幫助你在第一時間正確的設(shè)計。

PCB行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

如果打算最終將新設(shè)備推向市場，則設(shè)備必須達(dá)到或超過許多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)指定了幾項操作要求，確保的設(shè)備與他人構(gòu)建的設(shè)備之間具有兼容性。盡早熟悉并根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工作至關(guān)重要。如果現(xiàn)在可以設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，那么以后就無需進(jìn)行重新設(shè)計。

IPC標(biāo)準(zhǔn)是一個很好的起點，在設(shè)計過程中會需要經(jīng)常參考這些標(biāo)準(zhǔn)。如IEEE，ISO和ANSI也指定了PCB的操作標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)開始研究行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時，它看起來很難懂。沒有人可以記住所有的PCB設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，因此，專注適用于設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)很重要。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和低功耗設(shè)計

并非所有的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都可以插入墻上插座。如果設(shè)備設(shè)計為可移動的，則應(yīng)學(xué)習(xí)有關(guān)設(shè)計設(shè)備使用盡可能少的電量的知識。移動物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可能會以多種不同的模式運行，包括睡眠，待機，突發(fā)等。節(jié)省電池電量并確保每種模式的可靠性的最佳方法是在不需要時關(guān)閉設(shè)備的不必要部分。

最好考慮一下PCB中的功耗，因為它發(fā)生在板上的不同功能塊中。最好將PCB分成功能塊，并為每個塊分配功耗預(yù)算。如果遇到功耗問題，可以咨詢組件供應(yīng)商。他們可以推薦功耗更低的替代組件，并將成本控制在預(yù)算范圍內(nèi)。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還將需要一個會消耗能量的內(nèi)存模塊。選擇可以滿足功能要求的正確內(nèi)存可以將功耗保持在預(yù)算之內(nèi)。每種類型的存儲器都有其優(yōu)點和缺點。例如，如果選擇DMA而不是DRAM，則可以節(jié)省功耗，但會增加延遲和吞吐量。作為設(shè)計者，需要權(quán)衡每種類型的內(nèi)存的優(yōu)缺點。

讓設(shè)備與射頻設(shè)計保持聯(lián)系

除非打算將IoT設(shè)備直接插入以太網(wǎng)端口，否則設(shè)備將通過WiFi無線連接到Internet。藍(lán)牙功能也可能是的，特別是如果設(shè)備打算與手機接口時。許多其他無線聯(lián)網(wǎng)協(xié)議用于使用RF信號發(fā)送和接收信息。如果還不熟悉各種無線協(xié)議，那是個不錯的方法。

官方對無線電頻譜的分配進(jìn)行管理，并為不同目的分配了某些頻段。例如，WiFi信號以2.4 GHz頻率運行，而其他RF協(xié)議將以RF頻譜中的不同頻率運行。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還將指定設(shè)計約束條件，以幫助確保設(shè)計正常運行。

好消息是，不必從頭開始設(shè)計RF模塊?？梢詮?a target="_blank">電子供應(yīng)商處購買已經(jīng)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成無線模塊，并將其輕松地集成到設(shè)計中。這些部件可以減小外形尺寸，同時仍然包括所需的所有功能。

混合信號設(shè)計

許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，尤其是移動電話和用于智能家居的設(shè)備，將使用許多傳感器進(jìn)行操作，這些傳感器可使該設(shè)備與周圍的世界互動。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的傳感器輸出必須轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模擬信號。一旦轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，就可以像對任何其他數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集一樣對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行編碼和操作。

由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備正在處理的數(shù)據(jù)量不斷增加，因此處理器必須以更高的速度在組件之間移動數(shù)據(jù)。布局將需要考慮諸如串?dāng)_，時鐘偏斜，傳播延遲，衰減和阻抗匹配等問題?；旌细咚贁?shù)字和模擬信號還要求將板的模擬和數(shù)字部分隔離在板的不同部分中。

有了適當(dāng)?shù)?a target="_blank">仿真協(xié)議，可以確保在IC和行為構(gòu)造宏建模中具有準(zhǔn)確性。使用強大的SPICE仿真器確保PCB安全。

仿真，更小的電路板，更高的組件密度

如果已被要求遵守電源要求和混合信號協(xié)議，例如包裝所有RF模塊，邏輯IC，電源管理組件，微處理器，走線，內(nèi)存，顯示器，充電/ USB端口和其他電子組件，感覺像是俄羅斯方塊游戲。每一寸空間都是珍貴的，如果想充分利用設(shè)備，就需要充分利用所有空間。

不過，也不需要單獨管理每個因素。借助適當(dāng)?shù)?/span>SPICE仿真，將能夠跟蹤電源效率，設(shè)計漏洞，分析阻抗并確定必要的外形尺寸限制。SPICE庫可以為分析提供了很大幫助，它將具有易于訪問的組件參數(shù)集成和建模以及用于從中構(gòu)建自定義模型的模板。