牛叉硬件工程师的经验分享!

日期: 2018-07-12 16:44:37 作者: 希测网 点击数:  

一、成本

现象一程序只要稳定就可以了,代码长一点,效率低一点不是关键。

点评:CPU的速度和存储器的空间都是用钱买来的,如果写代码时多花几天时间提高一下程序效率,那么从降低CPU主频和减少存储器容量所节约的成本绝对是划算的。CPLD / FPGA设计也类似。

现象二面板上的指示灯选什么颜色呢 ? 我觉得蓝色比较特别,就选它吧!

点评:其它红绿黄橙等颜色的不管大小 (5mm以下)封装如何,都已成熟了几十年,价格一般都在5毛钱以下,而蓝色却是近三四年才发明的东西,技术成熟度和供货稳定度都较差,价格却要贵四五倍。目前蓝色指示灯只用在不能用其它颜色替代的场合,如显示视频信号等。

现象三这点逻辑用74XX的门电路搭也行,但太土,还是用CPLD吧,显得高档多了

点评:74XX的门电路只几毛钱,而CPLD至少也得几十块, (GAL / PAL虽然只几块钱,但公司不推荐使用)。成本提高了N倍不说,还给生产、文档等工作增添数倍的工作。

现象四我们的系统要求这么高,包括MEM、CPU、FPGA等所有的芯片都要选最快的

点评:在一个高速系统中并不是每一部分都工作在高速状态,而器件速度每提高一个等级,价格差不多要翻倍,另外还给信号完整性问题带来极大的负面影响。

现象五这板子的PCB设计要求不高,就用细一点的线,自动布吧

点评:自动布线必然要占用更大的PCB面积,同时产生比手动布线多好多倍的过孔,在批量很大的产品中,PCB厂家降价所考虑的因素除了商务因素外,就是线宽和过孔数量,它们分别影响到PCB的成品率和钻头的消耗数量,节约了供应商的成本,也就给降价找到了理由。

二:低功耗设计

现象一我们这系统是220V供电,就不用在乎功耗问题了

点评:低功耗设计并不仅仅是为了省电,更多的好处在于降低了电源模块及散热系统的成本、由于电流的减小也减少了电磁辐射和热噪声的干扰。随着设备温度的降低,器件寿命则相应延长 (半导体器件的工作温度每提高10度,寿命则缩短一半)。

现象二这些总线信号都用电阻拉一下,感觉放心些

点评:信号需要上下拉的原因很多,但也不是个个都要拉。上下拉电阻拉一个单纯的输入信号,电流也就几十微安以下,但拉一个被驱动了的信号,其电流将达毫安级,现在的系统常常是地址数据各32位,可能还有244 / 245隔离后的总线及其它信号,都上拉的话,几瓦的功耗就耗在这些电阻上了 (不要用8毛钱一度电的观念来对待这几瓦的功耗)。

现象三这款FPGA还剩这么多门用不完,可尽情发挥吧

点评:FGPA的功耗与被使用的触发器数量及其翻转次数成正比,所以同一型号的FPGA在不同电路不同时刻的功耗可能相差100倍。尽量减少高速翻转的触发器数量是降低FPGA功耗的根本方法。

现象四这些小芯片的功耗都很低,不用考虑

点评:对于内部不太复杂的芯片功耗是很难确定的,它主要由引脚上的电流确定,一个ABT16244,没有负载的话耗电大概不到1毫安,但它的指标是每个脚可驱动60毫安的负载 (如匹配几十欧姆的电阻),即满负荷的功耗最大可达60 * 16 = 960mA,当然只是电源电流这么大,热量都落到负载身上了。

现象五降低功耗都是硬件人员的事,与软件没关系

点评:硬件只是搭个舞台,唱戏的却是软件,总线上几乎每一个芯片的访问、每一个信号的翻转差不多都由软件控制的,如果软件能减少外存的访问次数 (多使用寄存器变量、多使用内部CACHE等)、及时响应中断 (中断往往是低电平有效并带有上拉电阻)及其它针对具体单板的特定措施都将对降低功耗作出很大的献。

三:系统效率

现象一这主频100M的CPU只能处理70 % ,换200M主频的就没事了

点评:系统的处理能力牵涉到多种多样的因素,在通信业务中其瓶颈一般都在存储器上,CPU再快,外部访问快不起来也是徒劳。

现象二CPU用大一点的CACHE,就应该快了

点评:CACHE的增大,并不一定就导致系统性能的提高,在某些情况下关闭CACHE反而比使用CACHE还快。原因是搬到CACHE中的数据必须得到多次重复使用才会提高系统效率。所以在通信系统中一般只打开指令CACHE,数据CACHE即使打开也只局限在部分存储空间,如堆栈部分。同时也要求程序设计要兼顾CACHE的容量及块大小,这涉及到关键代码循环体的长度及跳转范围,如果一个循环刚好比CACHE大那么一点点,又在反复循环的话,那就惨了。

现象三这么多任务到底是用中断还是用查询呢 ? 还是中断快些吧

点评:中断的实时性强,但不一定快。如果中断任务特别多的话,这个没退出来,后面又接踵而至,一会儿系统就将崩溃了。如果任务数量多但很频繁的话,CPU的很大精力都用在进出中断的开销上,系统效率极为低下,如果改用查询方式反而可极大提高效率,但查询有时不能满足实时性要求,所以最好的办法是在中断中查询,即进一次中断就把积累的所有任务都处理完再退出。

现象四存储器接口的时序都是厂家默认的配置,不用修改的

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