智能电子产品创新设计与开发

1、智能电子产品创新设计与开发,电子信息工程系 刘炽辉,智能电子产品创新设计与开发,一、最新电子产品展示,二、电子技术发展历程,三、电子产品设计与开发方法,四、企业电子产品开发介绍,五、如何提高电子设计能力,一、最新电子产品展示,10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心 发射升空的“嫦娥二号”卫星,10月1日19时01分13秒西昌卫星发射中心,嫦娥二号的主要目的和关键技术,“嫦娥二号”探月助推器分离,“嫦娥二号”探月抛整流罩,“嫦娥二号”探月二三级分离,苹果手机iphone5,苹果手机iphone4,苹果手表iwatch,GPS定位系统,GPS定位模块,卫通达012B汽车GPS定位防盗监控器

2、,东风21号导弹,东风-41洲际弹道导弹,中国的FM90N导弹,美国“爱国者”导弹,marsokhod火星探测车,欧洲新款火星探测车,智能家居控制器,智能家居控制器,智能家居控制器,智能家居控制系统结构框图,控制界面,灯光控制,窗帘控制,灯光控制,灯光控制,空调控制,空调控制,窗帘控制,煤气阀,TCP/IP,遥控器,遥控器,智能无线家居及酒店控制系统,二、电子技术发展的历程,电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。,第一代电子管时代,第二代晶体管时代,第三代集成电路,现在大规模集成电路,19461957年,19

3、581970年,19631970年,电子管元件图,50年代电子管收音机,50年代电子管收音机,晶体管元件,最早的晶体管计算机,集成电路元件,集成电路制做的产品,大规模集成电路元件,大规模集成电路制做的产品,大规模集成电路产品群,Computing 资讯产品：个人电脑、液晶显示器,Consumer Electronics 数字媒体产品：投影机、液晶电视、数字相机、车用显示器,Mobile Communications 移动通讯产品：手机,三、电子产品设计与开发方法,选用通用功能器件,安装、调试,电子系统,电路板设计,是一种基于电路板的设计方法! 从底到顶的开发方法 缺点：1.难以熟悉众多的通用功

4、能器件； 2.电路板设计工作量大； 3.调试不方便，要反复修改设计； 4.产品体积难以小型化。,传统电子系统硬件设计方法,是一种基于芯片的设计方法！ 优点:1.采用自上至下（Top Down）的设计方法； 2.可设计属于设计师自已的专用集成电路（ASIC）； 3.可进行系统早期仿真； 4.采用计算机完成全过程设计，降低了硬件电路设计难度； 5.可在系统编程（ISP），修改设计方便； 6.可实现产品体积小型化。,芯片设计,安装、调试,电子系统,电路板设计,现代电子系统设计方法,四、企业电子产品开发介绍,电子产品研制的一般过程,Proposal 构想阶段 Plan 评估规划阶段 Design 设计

5、阶段 Execute 研发执行阶段 Mass production生产阶段 Close 结束阶段,公司电子产品开发流程,C1,Planning Phase,C2,R&D Design Phase,C3,Lab Pilot Run Phase,C4,ENG Pilot Run Phase,C5,PD Pilot Run Phase,Mass Production Phase,C6,C0,Proposal Phase,Planning-PM,Manufacture -Factory,Design-RD,Product definition Feasibility analysis ID initi

6、ation,Organize Project team member Project schedule,HW/SW design,HW/SW design lock down HW/SW design approved,Verification of Product maturity verification Production line set up,Verification of production line maturity /stability Product design finalized,Mass production,DVT Phase,MVT Phase,QVT Phas

7、e,DVT : Design Verification Testing MVT: Manufacture Verification Testing QVT : Quality Verification Testing,LPR: Laboratory Pilot Run EPR: Engineering Pilot Run PPR: Production Pilot Run MP: Mass Production,外观设计 (ID) Industry Design 机械设计 (MD) Material Design 硬件设计 (HW) Hard Ware BB (Base Band 基频) RF

8、 (Radio Frequency 射频) Antenna (天线) 软件设计 (SW) Soft Ware MMI (Man Machine Interface 人机介面) Protocol Driver,Mobile development function Introduction,Functional Architecture of Mobile Today,手机结构图,Feature List-HW（硬件性能表）,Camera Sony 2.0 Mega Pixel CMOS Auto Focus camera Strobe LED flash light Display AUO 2

9、.0” AMOLED 176x220 Pixels , 262K colors Memory NOR Flash: 128Mbit, PSRAM: 64Mbit, NAND: 256Mbit SDRAM : 128Mbit External Memory T-Flash I/O DC Jack , 10 pin I/O Connectivity USB1.1 , Bluetooth,ID,Vol. Up / Vol. Down,2 Segment Shutter Key,Mode Switch Key,10 Pin I/O,DC Jack,Microphone,Receiver,T-Flash

10、 Card,手机的外观设计,MD : Appearance treatment description,手机的机械设计,Exploded drawing,1,2,3,5,8,10,7,9,6,11,12,4,15,13,14,17,16,Front case assy. Keypad assy. Main lens Joystick cap OLED module Receiver Keypad FPC Main PCB assy. DSC module DSC FPC DSC holder Speaker Vibrator Rear case assy. Antenna cover Batt

11、ery cover. Battery pack.,Placement description - I,Shielding case 1 -BB,Shielding case 2 -BB,T-flash connector (push-push type),Pogo pin (for ESD),Back-up battery (Capacitor),30pin BTB Conn. (for DSC module),Joystick (Mitsumi),SMT-type MIC,手机总体布局1,Placement description - II,I/O connector,Battery con

12、nector,Mode switch,BT antenna switch,DC jack,Antenna connector,Antenna switch,Side-key (Vol-key),RF shielding case,10 pin Conn. (Spk. and flash),LCM connector,BB shielding case,SIM connector,Key FPC connector,手机总体布局2,HW Block Diagram,手机硬件图,Placement (Top Side),Antenna,RF Area,10 Pin I/O,Battery Conn

13、ector,IOTA,SIM Connector,G2,3 Combo Memory,LCDM Connector,Keypad Connector,BT Area,DC Jack,手机PCB顶层,Placement (Bottom Side),Audio CODEC,MMP,MIC.,T Flash Connector,OLED mit Area,Level Shifter,Camera Connector,Receiver,Charging IC,Power IC,手机底层,Antenna（天线）,SW Feature Review,SW Architecture,Tool,MMI,XPI

14、 ( Extend Programming Interface),Layer-1 / Driver,Service Display Input Menu PPF ,AP Camera MP3 PIM Tool ,Protocol CC WAP STK Java ,Message SMS EMS MMS Email ,PS ( Protocol Stack),OS,3G Evolution Overview,Analog,cdmaOne US,GSM Europe,TDMA US,PDC JP,GPRS,EDGE,WCDMA (UMTS, ULTRA FDD),HSDPA,cdma 2000,c

15、dma2000 (1xEVDO),cdma2000 (1xEVDV),TD-SCDMA China,1G,2G,2.5G,3G,3.5G,RF chipset,BB chipset,Power Mgmt IC,3G Mobile HW,五、如何提高电子设计能力？,1、多分析各种应用电路图和其工作原理说明。 2、多进行实际动手制作。 3、充分利用图书、期刊、网络等各种渠 道了解新器件、新技术等。 4、学会使用IC,光敏电阻的符号和连接电路:,晶体管设计的原理图,红外防盗报警电路,BH1417内部结构图,BH1417应用电路,电子产品设计方法与技巧,1、设计产品的分析 （1）产品的输出分析，得到输出参数。 （2）根据控制要求分析得出控制端及其电流、电压要求， （3）输入参数分析。 2、产品系统构建 （1）设计产品的功能模块（方框图）， （2）软件与硬件的功能分配，,（3）模块的细化， （4）模块之间接口的参数确定， 3、硬件设计与仿真 （1）根据模块功能、输入、输出接口参数