嵌入式系统是指那些嵌入到使用对象中的智能产品,他能为使用对象提供更高的智能化服务和功能,比如手机、电视、洗衣机等都属于嵌入式系统。而嵌入式硬件设计就是为了让这些嵌入式系统具备更好的性能、更少的功耗、更小的尺寸等优点,在硬件设计的层面上不断完善和创新。
在嵌入式硬件设计中,需要考虑的因素包括处理器类型、内存大小、外设选择、电源管理等,要根据具体需求进行选择和设计,以实现最佳的性能和功耗平衡。
嵌入式硬件设计的流程一般包括需求分析、电路原理设计、电路图设计、PCB设计和测试验证等几个步骤。
在需求分析阶段,需要明确产品的功能、使用场景等信息,制定硬件设计规格书。
电路原理设计阶段,需要根据技术规格书,设计产品的硬件电路原理图。这个过程需要进行对器件、接口、信号等各个方面的选择和配置。
电路图设计阶段,是将电路原理图转换成具体的FPGA、CPLD等芯片的硬件电路(PCB)设计,在这个阶段需要考虑布线、供电、信号完整性等设计,最终输出制造PCB的文件。
测试验证阶段,是通过各种手段测试与验证设计的可靠性、稳定性和性能,最终确定生产和量产的方案。
嵌入式硬件设计的发展趋势主要体现在以下几个方面:
(1)高速化和低功耗化:随着科技的发展,硬件设计需要面对更高的性能要求,同时也需要考虑功耗越来越小的趋势。
(2)AI技术应用:在硬件设计中,AI技术的应用已经逐渐普及,比如图像处理、语音识别等。
(3)物联网技术应用:物联网技术与嵌入式硬件设计密切相关,把传感器的数据实时发送到云端,需要硬件设计公司不断创新提高效率。
(4)安全性:安全性也是硬件设计的一个不可忽略的方面,硬件设计需要防范黑客攻击和流氓软件的侵扰。
嵌入式硬件设计应用领域广泛,其中一些典型应用包括:
(1)工业自动化
(2)智能家居
(3)医疗器械
(4)计算机硬件
(5)国防安全
(6)交通运输
(7)智能电网等等。