如果你剛剛開(kāi)始研究IoT產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，在許多設(shè)計(jì)方面都需要提升。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將移動(dòng)性，低功耗，RF通信，混合信號(hào)功能和高速數(shù)據(jù)傳輸功能整合到很小的空間中。牢記所有這些因素將幫助你在第一時(shí)間正確的設(shè)計(jì)。

PCB行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

如果打算最終將新設(shè)備推向市場(chǎng)，則設(shè)備必須達(dá)到或超過(guò)許多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)指定了幾項(xiàng)操作要求，確保的設(shè)備與他人構(gòu)建的設(shè)備之間具有兼容性。盡早熟悉并根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工作至關(guān)重要。如果現(xiàn)在可以設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，那么以后就無(wú)需進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

IPC標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)很好的起點(diǎn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)需要經(jīng)常參考這些標(biāo)準(zhǔn)。如IEEE，ISO和ANSI也指定了PCB的操作標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)開(kāi)始研究行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，它看起來(lái)很難懂。沒(méi)有人可以記住所有的PCB設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因此，專(zhuān)注適用于設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)很重要。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和低功耗設(shè)計(jì)

并非所有的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都可以插入墻上插座。如果設(shè)備設(shè)計(jì)為可移動(dòng)的，則應(yīng)學(xué)習(xí)有關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)備使用盡可能少的電量的知識(shí)。移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可能會(huì)以多種不同的模式運(yùn)行，包括睡眠，待機(jī)，突發(fā)等。節(jié)省電池電量并確保每種模式的可靠性的最佳方法是在不需要時(shí)關(guān)閉設(shè)備的不必要部分。

最好考慮一下PCB中的功耗，因?yàn)樗l(fā)生在板上的不同功能塊中。最好將PCB分成功能塊，并為每個(gè)塊分配功耗預(yù)算。如果遇到功耗問(wèn)題，可以咨詢(xún)組件供應(yīng)商。他們可以推薦功耗更低的替代組件，并將成本控制在預(yù)算范圍內(nèi)。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還將需要一個(gè)會(huì)消耗能量的內(nèi)存模塊。選擇可以滿足功能要求的正確內(nèi)存可以將功耗保持在預(yù)算之內(nèi)。每種類(lèi)型的存儲(chǔ)器都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。例如，如果選擇DMA而不是DRAM，則可以節(jié)省功耗，但會(huì)增加延遲和吞吐量。作為設(shè)計(jì)者，需要權(quán)衡每種類(lèi)型的內(nèi)存的優(yōu)缺點(diǎn)。

讓設(shè)備與射頻設(shè)計(jì)保持聯(lián)系

除非打算將IoT設(shè)備直接插入以太網(wǎng)端口，否則設(shè)備將通過(guò)WiFi無(wú)線連接到Internet。藍(lán)牙功能也可能是的，特別是如果設(shè)備打算與手機(jī)接口時(shí)。許多其他無(wú)線聯(lián)網(wǎng)協(xié)議用于使用RF信號(hào)發(fā)送和接收信息。如果還不熟悉各種無(wú)線協(xié)議，那是個(gè)不錯(cuò)的方法。

官方對(duì)無(wú)線電頻譜的分配進(jìn)行管理，并為不同目的分配了某些頻段。例如，WiFi信號(hào)以2.4 GHz頻率運(yùn)行，而其他RF協(xié)議將以RF頻譜中的不同頻率運(yùn)行。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還將指定設(shè)計(jì)約束條件，以幫助確保設(shè)計(jì)正常運(yùn)行。

好消息是，不必從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)RF模塊。可以從電子供應(yīng)商處購(gòu)買(mǎi)已經(jīng)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成無(wú)線模塊，并將其輕松地集成到設(shè)計(jì)中。這些部件可以減小外形尺寸，同時(shí)仍然包括所需的所有功能。

混合信號(hào)設(shè)計(jì)

許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，尤其是移動(dòng)電話和用于智能家居的設(shè)備，將使用許多傳感器進(jìn)行操作，這些傳感器可使該設(shè)備與周?chē)氖澜缁?dòng)。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的傳感器輸出必須轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模擬信號(hào)。一旦轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，就可以像對(duì)任何其他數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集一樣對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行編碼和操作。

由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備正在處理的數(shù)據(jù)量不斷增加，因此處理器必須以更高的速度在組件之間移動(dòng)數(shù)據(jù)。布局將需要考慮諸如串?dāng)_，時(shí)鐘偏斜，傳播延遲，衰減和阻抗匹配等問(wèn)題。混合高速數(shù)字和模擬信號(hào)還要求將板的模擬和數(shù)字部分隔離在板的不同部分中。

有了適當(dāng)?shù)?a target="_blank">仿真協(xié)議，可以確保在IC和行為構(gòu)造宏建模中具有準(zhǔn)確性。使用強(qiáng)大的SPICE仿真器確保PCB安全。

仿真，更小的電路板，更高的組件密度

如果已被要求遵守電源要求和混合信號(hào)協(xié)議，例如包裝所有RF模塊，邏輯IC，電源管理組件，微處理器，走線，內(nèi)存，顯示器，充電/ USB端口和其他電子組件，感覺(jué)像是俄羅斯方塊游戲。每一寸空間都是珍貴的，如果想充分利用設(shè)備，就需要充分利用所有空間。

不過(guò)，也不需要單獨(dú)管理每個(gè)因素。借助適當(dāng)?shù)?/span>SPICE仿真，將能夠跟蹤電源效率，設(shè)計(jì)漏洞，分析阻抗并確定必要的外形尺寸限制。SPICE庫(kù)可以為分析提供了很大幫助，它將具有易于訪問(wèn)的組件參數(shù)集成和建模以及用于從中構(gòu)建自定義模型的模板。