电子元器件选型规则

big_gun

一、元器件选型基本原则：
  a）普遍性原则：所选的元器件要是被广泛使用验证过的，尽量少使用冷门、偏门芯片，减少开发风险。
- s" s1 h/ L( z3 v" R- D& {  b）高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较好的元器件，降低成本。
% P( {  e0 s- W# l( K' t; r  c）采购方便原则：尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。
  d）持续发展原则：尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件。
  e）可替代原则：尽量选择pin to pin兼容芯片品牌比较多的元器件。
8 f9 H+ C7 A0 z3 q  f）向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件。
- f+ F6 u& Q% Y1 O  g）资源节约原则：尽量用上元器件的全部功能和管脚。
  
  芯片的选型过程是对各个维度考量的折衷。
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8 H8 c) b' |9 W: V, `  二、全流程关注芯片属性
  1、我们在选型的时候，需要考虑试产的情况、同时需要考虑批量生产时的情况。
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  小批量采购的价格、供货周期、样片申请；同时需要关注，大批量之后的价格和供货周期。有可能批量变大之后，供货的价格没有优势、或者批量大了之后，产能不足。
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3 K2 s( I  P- [& S/ }  另外，根据自己的实际采购情况，找对应的量级的供应商。例如，原厂往往不直接供货，需要通过代理商。有些代理商的供货量级都是有要求的。
  
8 P) H8 [) X9 A/ V( O  之前，有一个选型，选择了ST的STM32F427IGT6，原厂很给力帮忙申请样片。但是在采购的过程中碰到的困难，虽然我们希望整盘采购，但是由于其代理商出货量都有一定的要求，导致价格跟一开始通过原厂了解到的价格不一致。要高出很多。
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9 p, j! r( C1 U8 M& K/ C0 `7 x  同时由于整个行业使用该芯片的场景不是很多，所以导致淘宝价格非常贵，根本没法接受。同时，有做芯片销售的朋友说是由于无人机厂家大量使用，导致有人在炒这颗芯片的价格，所以导致很难买到。
  
  2、关注器件本身的生命周期与产品生命周期的匹配
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, z, ~, d& a- H' ?  对于通信设备一般要求我们选用的器件要有5年以上的生命周期，并且有后续完整的产品发展路标。
  
  我们的当时的一个新硬件平台，产品规划的时候是用于替代发货量在百万级单板数量的成熟平台。由于切换周期比较长。新产品在完成开发后1~2年之后，才逐步上量。其中一个DSP电路板，外设存储是SDRAM。正在产品准备铺量的时候，镁光等几大 内存芯片厂家，宣布停产。导致产品刚上量，就大量囤积库存芯片，并且寻找台湾的小厂进行器件替代。
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  k; z5 n6 |7 I1 e  所以在器件选型的时候，充分体现了“人无远虑必有近忧”。
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  3、除了考虑功能和实验室环境，还需要考虑整个生命周期的场景。
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8 f; {, ^3 f9 |) [% H" \  三、具体选型，处理器选型
  要选好一款处理器，要考虑的因素很多，不单单是纯粹的硬件接口，还需要考虑相关的操作系统、配套的开发工具、仿真器，以及工程师微处理器的经验和软件支持情况等。
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$ K; O7 S% I; l- q/ |6 e- w, d  嵌入式微处理器选型的考虑因素
- O) e* g: v! s# r6 x  在产品开发中，作为核心芯片的微处理器，其自身的功能、性能、可靠性被寄予厚望，因为它的资源越丰富、自带功能越强大，产品开发周期就越短，项目成功率就越高。但是，任何一款微处理器都不可能尽善尽美，满足每个用户的需要，所以这就涉及选型的问题。
  
  (1)应用领域
: P) x- O& V7 p4 P  e& r9 F  一个产品的功能、性能一旦定制下来，其所在的应用领域也随之确定。应用领域的确定将缩小选型的范围，例如：工业控制领域产品的工作条件通常比较苛刻，因此对芯片的工作温度通常是宽温的，这样就得选择工业级的芯片，民用级的就被排除在外。目前，比较常见的应用领域分类有航天航空、通信、计算机、工业控制、医疗系统、消费电子、汽车电子等。
  
  (2)自带资源
  经常会看到或听到这样的问题：主频是多少?有无内置的以太网MAC?有多少个I／O口?自带哪些接口?支持在线仿真吗?是否支持OS，能支持哪些OS?是否有外部存储接口?……以上都涉及芯片资源的问题，微处理器自带什么样的资源是选型的一个重要考虑因素。芯片自带资源越接近产品的需求，产品开发相对就越简单。
  
  (3)可扩展资源
7 H, g; U7 {5 L4 X9 x: I  硬件平台要支持OS、RAM和ROM，对资源的要求就比较高。芯片一般都有内置RAM和ROM，但其容量一般都很小，内置512KB就算很大了，但是运行OS一般都是兆级以上。这就要求芯片可扩展存储器。
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( L2 {3 R. n, }" N: c& x  (4)功 耗
  单看“功耗”是一个较为抽象的名词。低功耗的产品即节能又节财，甚至可以减少环境污染，还能增加可靠性，它有如此多的优点，因此低功耗也成了芯片选型时的一个重要指标。
  
  (5)封 装
5 l9 w6 F& e7 i: G4 C* I, ?  常见的微处理器芯片封装主要有QFP、BGA两大类型。BGA类型的封装焊接比较麻烦，一般的小公司都不会焊，但BGA封装的芯片体积会小很多。如果产品对芯片体积要求不严格，选型时最好选择QFP封装。
  
  (6)芯片的可延续性及技术的可继承性
  目前，产品更新换代的速度很快，所以在选型时要考虑芯片的可升级性。如果是同一厂家同一内核系列的芯片，其技术可继承性就较好。应该考虑知名半导体公司，然后查询其相关产品，再作出判断。
  
  (7)价格及供货保证
3 m5 f$ T* I, Y! J  芯片的价格和供货也是必须考虑的因素。许多芯片目前处于试用阶段(sampling)，其价格和供货就会处于不稳定状态，所以选型时尽量选择有量产的芯片。
  
  (8)仿真器
  \/ P8 i! ]0 [" q5 x  仿真器是硬件和底层软件调试时要用到的工具，开发初期如果没有它基本上会寸步难行。选择配套适合的仿真器，将会给开发带来许多便利。对于已经有仿真器的人们，在选型过程中要考虑它是否支持所选的芯片。
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  (9)OS及开发工具
  作为产品开发，在选型芯片时必须考虑其对软件的支持情况，如支持什么样的OS等。对于已有OS的人们，在选型过程中要考虑所选的芯片是否支持该OS，也可以反过来说，即这种OS是否支持该芯片。
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  (10)技术支持
: i$ L& C$ l$ }) @: \+ ~  现在的趋势是买服务，也就是买技术支持。一个好的公司的技术支持能力相对比较有保证，所以选芯片时最好选择知名的半导体公司。
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  另外，芯片的成熟度取决于用户的使用规模及使用情况。选择市面上使用较广的芯片，将会有比较多的共享资源，给开发带来许多便利。
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  这里再说一点，有些厂家善于做mcu的简单应用，有的厂家善于做工控或者更复杂的MCU和CPU的应用，所以会各有优劣。
  
0 X7 U/ B* f. @6 w4 z- F  CPU按指令集架构体系分主流的有PowerPC、X86、MIPS、ARM四种，X86采用CISC指令集，POWERPC、MIPS、ARM采用RISC指令集，RISC的CPU多应用于嵌入式。
  
  业界PowerPC主要用于网络通信市场，X86重点在PC、服务器市场，MIPS的目标市场为网络、通信等嵌入式应用以及数字消费类应用，ARM的目标市场为便携及手持计算设备、多媒体、数字消费类产品。
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  高端处理器中x86架构双核处理器和MIPS架构多核处理器业务定位不一样，MIPS处理器容易实现多核和多线程运算，在进行数据平面报文转发时表现出色，但单个处理器内核结构简单，进行复杂运算和报文深度处理时明显不如x86和PowerPC。数据处理选用多核MIPS或NP，控制应用选用PowerPC或嵌入式x86。
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  ARM器件的业界生态环境比较好，有多家芯片供应商可以提供ARM器件，选型必须经过多家对比分析和竞争评性评估。
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失效分析资料表明，有近一半的元器件失效并非由于元器件的固有可靠性不高，而是由于使用者对元器件的选择不当或使用有误造成的。

jack_are

遵循公司的归一化原则，在不影响功能、可靠性的前提下，尽可能少选择物料的种类。