我們?cè)谠O(shè)計(jì)一個(gè)硬件系統(tǒng)的時(shí)候首先要考慮的是什么？

我們?cè)谠O(shè)計(jì)一個(gè)硬件系統(tǒng)的時(shí)候，首當(dāng)其沖要考慮的是什么？

功耗！這是很容易被忽略的卻格外重要的東西。這個(gè)問(wèn)題反映在主電源上，就是要考慮電源的待載能力。 很多時(shí)候我們想當(dāng)然的假設(shè)電源的待載能力足夠，從而忽略對(duì)于功耗的考量。

我回顧了一下，產(chǎn)生這樣想當(dāng)然的假設(shè)的原因，是大多數(shù)時(shí)候我們都在設(shè)計(jì)手機(jī)類(lèi)的移動(dòng)電子消費(fèi)品。而這種消費(fèi)品的一個(gè)特點(diǎn)，就是鋰電池供電。鋰電的待載能力相對(duì)一般的開(kāi)關(guān)電源/線性電源來(lái)講，是很優(yōu)秀的。

舉個(gè)栗子，就算是低配的電池，它的瞬時(shí)待載能力也可以達(dá)到5A，好一些的可以到5C,甚至10C；而持續(xù)待載能力也可以達(dá)到1C。這里，5A就是我們電流的絕對(duì)大小，5安培。C指的是電池容量。假設(shè)電池是3000MAH的容量，那么1C就指的是3A。而5C就是15A。也就是說(shuō)，該電池的瞬時(shí)供電電流可以達(dá)到5A，持續(xù)供電電流可以達(dá)到3A。這種待載能力可以覆蓋絕大多數(shù)的手機(jī)類(lèi)產(chǎn)品。

因此，我們?cè)O(shè)計(jì)久了手機(jī)類(lèi)的產(chǎn)品，會(huì)對(duì)系統(tǒng)供電的待載能力越來(lái)越模糊，甚至不會(huì)特意留意它。而假若設(shè)計(jì)的是需要供電類(lèi)的產(chǎn)品，類(lèi)似路由、交換機(jī)、CPE這樣的產(chǎn)品，就要格外留意輸入總電源的待載能力了。

而剛剛提到， 電源的待載能力可以分為兩部分：瞬時(shí)待載能力和持續(xù)待載能力。

瞬時(shí)待載能力是指電源在某一瞬間所能提供的最大供電電流。持續(xù)待載能力是指電源在持續(xù)的一段時(shí)間內(nèi)，或者長(zhǎng)時(shí)間可提供的最大供電電流。 我們知道有很多瞬發(fā)電路，平時(shí)不工作的時(shí)候功耗極低，工作的某一時(shí)刻就會(huì)讓負(fù)載瞬間抖動(dòng)極大。這時(shí)候就要考驗(yàn)電源的瞬間待載能力是否過(guò)關(guān)了。

這種電路最典型的就是蜂窩網(wǎng)絡(luò)的2G模式。我們知道2G網(wǎng)絡(luò)主流是GSM、GPRS兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)，而均為時(shí)分多址的網(wǎng)絡(luò)。傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，是通過(guò)burst（突發(fā)脈沖）來(lái)發(fā)射信息。GSM每個(gè)burst間隔4.615ms。也就是說(shuō)，每4.615ms里會(huì)有一個(gè)脈沖發(fā)射，這就是負(fù)載的劇烈變化。GSM通話時(shí)候的平均功耗總體下來(lái)也就500-600MA，但每一個(gè)burst的時(shí)候瞬時(shí)電流能達(dá)到2-2.5A。這時(shí)候就要做好電源的整體規(guī)劃。要看一下電源的瞬間待載能力是否能滿(mǎn)足負(fù)載的劇烈抖動(dòng)。

針對(duì)這種瞬時(shí)待載能力不能達(dá)標(biāo)的電源，如果這個(gè)“瞬時(shí)”持續(xù)時(shí)間短的話，我們可以大致的計(jì)算一個(gè)能量范圍，選取一顆大的電容就可以解決這個(gè)問(wèn)題了。一般的經(jīng)驗(yàn)值，預(yù)留在12V電源上一顆220UF的電解電容幾乎可以解決絕大部分的瞬時(shí)待載能力不足的問(wèn)題。

而持續(xù)待在能力就是考驗(yàn)電源的指標(biāo)了，我們選擇電源也要根據(jù)它的能力去選擇。首先要根據(jù)單模塊的功耗來(lái)選擇分級(jí)電源；分別計(jì)算清楚每一塊功能區(qū)域的功耗，按照效率折算到總輸入端的電源上，從而來(lái)選取總電源的型號(hào)。 而在走線上，也要注意電源出線盡量按照功耗計(jì)算寬度，并留有余量。同時(shí)，盡量在源端出線，走樹(shù)形結(jié)構(gòu)，而不是菊花鏈結(jié)構(gòu)，這樣能盡量避免不必要的并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的干擾。

硬件系統(tǒng)的供電是硬件設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。一個(gè)好的供電系統(tǒng)并不能在硬件中給人突出的驚艷感。但一個(gè)不合理的供電系統(tǒng)卻會(huì)給整個(gè)硬件帶來(lái)各種各樣奇怪的問(wèn)題，讓你思路混亂，甚至不知道到底是哪里出現(xiàn)了問(wèn)題。它就像空氣，正常的時(shí)候，你從來(lái)察覺(jué)不到它的存在；一旦它不正常了，所有的設(shè)計(jì)都要推倒重來(lái)，導(dǎo)致整個(gè)硬件設(shè)計(jì)失敗。