1、. .17/17汽車電子硬件設計-詳細目錄發(fā)布時間：2011-05-29 22:58:53我把目錄給整理了一下，并且把一部分以圖形的方式畫了出來，全部畫出來以后可以通過圖形化的方式把容給聯(lián)系起來，這樣對我也是一種直觀的整理方式。對汽車電子硬件設計的建議第0章 汽車電子和產(chǎn)業(yè)概覽 汽車電子企業(yè)和汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈汽車電子企業(yè)的變化我國的汽車電子產(chǎn)業(yè)HYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/121138831876.jpgHYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/121138831876.jpg第1章

2、汽車電子環(huán)境1.1 氣候與化學環(huán)境基本溫度實驗、模塊的外殼防護等級、濕熱試驗、化學環(huán)境和鹽霧1.2 機械負荷振動、沖擊和跌落1.3 電氣負荷過電壓與反電壓、開路與短路、地偏移和供電的非理想情況1.4 電磁兼容 電源傳導干擾、靜電HYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/121339137213.jpgHYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/121339137213.jpg第2章 汽車電子開發(fā)流程2.1 質(zhì)量體系TS16949、八項基本原則2.2 電子產(chǎn)品的開發(fā)流程模塊的開發(fā)流程、V型過程、職責

3、劃分、團隊構(gòu)建、Review方法、文件系統(tǒng)、流程化的思考HYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/121531954424.jpgHYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/121531954424.jpg第3章 汽車電子硬件設計方法3.1 可靠性預測元器件失效率計算、失效分布、使用的修正和降額設計3.2 最壞情況分析基本介紹、極值分析法、均方根分析、蒙特卡羅分析、PSPICE3.3 DFMEA故障解決方法、DFMEA的基本容3.4 故障樹分析基本介紹、實際應用3.5 潛在路徑分析熔絲盒問題、潛在

4、電路的分析3.6 熱分析穩(wěn)態(tài)的散熱計算、熱特性參數(shù)、PCB導線設置HYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/121711981603.jpgHYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/121711981603.jpg第4章 元器件注意事項4.1 對于元器件的規(guī)要求ROHS、氧化和濕敏4.1 電阻選值、元件工藝、最壞精度、散熱分析、防浪涌能力 、大封裝問題 4.2 電容數(shù)字電路的噪聲、旁路電容和去耦電容、MLCC電容、鋁電解電容、鉭電容、容值偏差4.3 二極管特性和參數(shù)、穩(wěn)壓管的使用、細致的功耗計算

5、4.4 三極管飽和的條件、注意事項4.5 功率MOSFET管開啟關(guān)閉特性、直接耦合驅(qū)動電路HYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/121871888170.jpgHYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/121871888170.jpg三章容聯(lián)系HYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/122054096076.jpgHYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/122054096076.jpg第5

6、章 汽車電子低壓電源設計 5.1電源反接保護 二極管電路、PMOS管電路、NMOS管電路、繼電器、開關(guān)控制電路的設計5.2 瞬態(tài)抑制靜電電容、TVS管的使用、MOV的使用5.3 電壓監(jiān)測遲滯門限和狀態(tài)圖、過壓與欠壓電路、Bulk電容5.4 低壓降穩(wěn)壓器穩(wěn)壓原理、LDO的熱分析、電容ESR引起的震蕩5.5 靜態(tài)電流的管理靜態(tài)電流的限制、靜態(tài)電流控制策略HYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/122228816906.jpgHYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/122228816906.jpg

7、HYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/122390891097.jpgHYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/122390891097.jpg第6章 汽車電子輸入與輸出接口6.1 輸入輸出的規(guī)化整理連接器的選型考慮、I/O功能框圖6.2 開關(guān)輸入設計的基礎要求開關(guān)和線束、輸入開關(guān)狀態(tài)分析6.3 低電平和高電平有效電路接口設計約束、電路的正向設計、從外部到部的驗證、從部到外部的驗證、實際微調(diào)6.4 模擬輸入接口組合開關(guān)的電路、電流轉(zhuǎn)換電路6.5 智能功率器件開關(guān)的功耗分析、感性負載保護、反接

8、保護、故障診斷電路與波形、模擬診斷的計算6.6 繼電器應用繼電器參數(shù)分析、繼電器的各種電壓、浪涌電壓的抑制、觸點保護HYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/122542065661.jpgHYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/12/122542065661.jpg第7章 主控單元與模塊設計7.1 單片機的輸入輸出口IO驅(qū)動能力、MCU功耗分析、AD轉(zhuǎn)化誤差、置AD的使用、未使用的引腳7.2 單片機的時鐘與復位復位詳解、時鐘選擇、高速CAN的時鐘精度第8章 電子制圖設計8.1 原理圖設計原理圖繪制

9、要點、 BOM的整理和規(guī)8.2 地線策略地線策略設計目標、地線間的連接處理8.3印刷電路板的設計布局規(guī)則、走線的規(guī)則8.4 DFM設計可制造性的設計要點、可測試性設計8.5印刷電路板的加工過程和工藝第9章 汽車電子工程師的成長與雜談9.1 汽車電子硬件工程師的成長9.2 認識汽車產(chǎn)品質(zhì)量的重要性9.3 硬件工作容和重心的轉(zhuǎn)變9.4 在組織中學習和規(guī)化改進9.5 汽車電子領域工程師的工作機會和發(fā)展機遇9.6 給畢業(yè)生和在校學生的幾條建議汽車電子硬件設計-硬件設計方法發(fā)布時間：2011-05-29 22:56:56其實從一個角度而言，整本書都可以不要，但是這個章節(jié)確實需要讓每一位在汽車電子領域從事

10、硬件設計的工程師去重視。 一個普遍意義上的問題是，當我們了解完需求，把動定義好，從電路圖設計開始到電路圖繪制完成，有什么樣的一個形式來說明這個設計是可靠的呢？這個問題的提出是在于，如何能夠說服自己和說服整個團隊，電路的設計是經(jīng)過精心考慮的，能夠在前期的考慮中，就完全考慮了后面可能出現(xiàn)的問題，包括需要通過的設計驗證試驗、調(diào)試中可能出現(xiàn)的問題、裝車過程中可能出現(xiàn)的問題和未來潛在的設計更改。HYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/10/2269452631611.jpgHYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/

11、10/2269452631611.jpg 在以上的示意圖中，大概歸納出了失效率&壽命估計、故障&原因分析、極端條件下的最壞情況的分析、潛在電路和潛在的模式分析和穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)的熱狀態(tài)分析這些容，作為一個模塊的強壯性的依據(jù)，換句話來說，也就是設計的靠譜程度。這與在各個方面應用較多的強壯性設計方法，并沒有沖突，本質(zhì)上這塊容可以統(tǒng)統(tǒng)劃分到容差分析里頭，作為校核電路的部指標（模塊生性的一些參數(shù)）和外部指標（根據(jù)系統(tǒng)要求的基本輸出參數(shù)）。HYPERLINK :/files.chinaaet /images/2011/05/10/2269617213720.jpgHYPERLINK :/files.china

12、aet /images/2011/05/10/2269617213720.jpg 在汽車中，有著太多的零件，而電子模塊往往起著控制的作用，要是它趴下了，一個較小的子系統(tǒng)也就趴下了。以車身控制器為例，車門、車窗、雨刮、車燈和門禁系統(tǒng)，哪個功能失效了，消費者可是要求索賠的，車商還得Cover經(jīng)銷商的問題，一旦累計到某個程度，還必須召回這些車輛。所以在要求電子模塊里頭，質(zhì)量問題也就成了最基本的要求，設計使用時間和整個模塊的故障率都是要求較高的，畢竟沒人要求一個MP3或者電風扇使用15年。 以下為目錄，我將努力在每個小節(jié)的地方寫清楚為什么？和之間的相互聯(lián)系，作為每章理清思路的開始。在補充以后，有不明白

13、的地方可以提出來。第3章 汽車電子硬件設計方法3.1模塊的可靠性預測 如前面所說的那樣，模塊的無故障使用時間是需要工程師進行評估的。這是從元件的失效率開始計算模塊的子功能系統(tǒng)的失效率，最后大致得出整個模塊的失效率，這個指標是需要進行控制的。對于元件失效來說，是需要在實際運行中進行統(tǒng)計得出來的，由于汽車電子的特殊性，它并不具備自己失效數(shù)據(jù)庫（汽車OEM負責調(diào)查汽車質(zhì)量，控制模塊僅僅作為一部分，很難單獨進行大量的統(tǒng)計）。不像做軍工的可以參考MIL-HDBK-217F2，做通信的可以參考Telcordia Issue或者HRD5。 這項工作需要較多的時間，采取可靠性軟件已經(jīng)把完成簡化；在自己需要親手

14、做的情況下，可以選擇元件計數(shù)法或應力分析法，前者適用于缺乏足夠的時間下得出簡要結(jié)果，后者是設計到了需要確認的階段清晰化的結(jié)果。3.1.1 MIL-HDBK-217F 美國的軍標是一份久經(jīng)考驗的材料，由于其統(tǒng)計的樣本較早，IC企業(yè)的工藝和可靠性都有著飛速的提升，以它的數(shù)值來進行評估，結(jié)果是很悲觀并且不太切合實際。因此往往根據(jù)這份材料來做一個相對結(jié)果，然后根據(jù)企業(yè)自身的數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進行調(diào)整。 仔細看這份材料，里頭有著我們使用的所有元件的失效率計算公式，也給出了各個參數(shù)所對應的數(shù)值，可以根據(jù)這些材料手頭算算。3.1.2 元件的失效分布 單個元件的損壞，往往會形成不同的結(jié)果，這樣的不同表現(xiàn)形式的失效也會

15、對模塊產(chǎn)生不同的影響。而我們在分析這些結(jié)果的時候，也可以得到這種結(jié)果是依照一定的概率進行分布的。217F并不給出失效的分布，338B則給出了完整的失效分布。3.1.3 分布的簡化事實上，338B給出了太多的失效模式，這使得我們的故障原因和錯誤樹分析會非常復雜，而且我們比較關(guān)心一些關(guān)鍵性的失效模式，這樣我們就需要對某些分布進行合并和簡化。這個事情是需要公司進行積累的，比較簡單的方法是找元器件的提供商給出其分析的數(shù)據(jù)，往往可以較為簡單的達到目的。3.1.4 降額設計元件的失效率是直接與其各種載荷直接相關(guān)的，也就是其標稱的值，需要采取一定的降額使用才能達到一個較為理想的結(jié)果。而在算完一遍失效率以后，

16、再去調(diào)整每個元件的額度是較為痛苦的，因此這里可以參考GZ3593進行一個前置的處理。然后根據(jù)前面的失效率檢查，確認結(jié)果才進行調(diào)整，后續(xù)的工作會做得有效些。3.2 最壞情況分析PS：做這項工作時間最久，也最有感情。 元件的失效往往不一定在穩(wěn)定的狀態(tài)下，有時候是在惡劣的環(huán)境下，各種載荷和條件集中在一起的時候，使得模塊突然超過了其容忍程度。因此估計在各種最壞條件下，模塊中的電路的各種參數(shù)和特性是非常有必要的。這里需要保證，模塊的各個主要功能符合規(guī)定的圍，實際狀態(tài)達不到損壞的圍，因此熱狀態(tài)的分析往往是最壞情況分析的一個主要研究對象，這部分容與熱分析有著一定的重疊和交叉。 我們要分析的誤差，大概可分為初

17、始偏差、汽車環(huán)境變化引起的偏差和退化效應引起的部分。對于數(shù)字電路和模擬電路分別有著需要關(guān)注的容，方法一般有三種，極值法、均方根法和蒙特卡洛。3.2.1 整合復雜的情況 最基礎的情況，是需要把每個元件建立起基礎的參數(shù)文檔。一個最為簡單的例子，是將電阻的精度，在各種條件下的最壞值給計算出來，我們看到的精度是正常狀態(tài)下的。 另外一個重要的事情，是得把電路分析的方法找回來，由于計算過程中需要引入大量的模型，構(gòu)成的回路較多。可能需要在節(jié)點電壓法和網(wǎng)孔電流法的支持下，使用矩陣進行運算。3.2.2 極值分析法相對而言，這是最悲觀和最簡單的方法，將所有的輸入?yún)?shù)分為上限和下限，就可以得到整個電路的上限和下限。

18、至于如何選擇，則可以用靈敏度和求導方法求取上下限參數(shù)組合。3.2.3 均方根分析相對樂觀一點，也把某些壞的情況忽略了，將所有的參數(shù)的方差整理出來，得出系統(tǒng)的方差，然后選擇覆蓋模塊的概率圍。3.2.4 蒙特卡羅分析 采用隨機抽樣的方法是較為簡單的，不停的在一個圍進行隨機數(shù)代入，得出系統(tǒng)的分布的柱狀圖，能夠精確的知道模塊在大量應用的實際情況。這是必不可少的步驟，在計算中需要一些技巧，我做了一個例子。3.2.5 PSPICE的應用用軟件的方法當然是簡單的，但是模型建立也需要費時間，一般作為某些電路分析的必要容。我其實推薦大家使用Mathcad，可以做得更為精確，特別是熬過初始的建立的那個階段。3.3

19、 FMEA失效模式的影響分析 在一個相對復雜的系統(tǒng)中，如果不能從減少潛在故障的角度去考慮問題，將可能收獲諸多的問題。在國際汽車質(zhì)量要求越來越苛刻的條件下，汽車電子模塊中進行失效模式的分析是非常有必要的。由于這塊容需要更多經(jīng)驗，我曾經(jīng)做過的東西好像實在是有些差距，這里只是給出了一些基本的參考材料。3.3.1 找問題 這里要說的，是我當初在涉與尋找故障中采取的一些標準化方法。當初的某個車在路試的時候，轉(zhuǎn)向燈的驅(qū)動電路燒毀，光是尋找這個原因就花費了大量的時間，最后找到的原因是門鎖驅(qū)動抑制感性沒做好。按照當初的看法，如果有一份完整的DFMEA，長時間的無頭緒調(diào)查和排查型實驗毫無價值。3.3.2 實際容

20、 這部分整理了一些基礎的容，由于沒有太多經(jīng)驗，只能盡力寫些基礎的材料，篇幅不大。3.4 故障樹分析 故障樹在某些故障的分析過程中，是一種非常好用的工具，在分析某些重大的故障和問題的時候，相對給力。3.4.1 樹形結(jié)構(gòu) 篇幅不大，主要介紹一些基礎的東西。3.4.2 實現(xiàn)操作的方法 定性和定量的方法里頭，定量的需要建立一個事件的數(shù)據(jù)庫，這里花了一些篇幅介紹一塊免費軟件的操作。3.5 潛在路徑分析 汽車電氣里頭有著熔絲盒，在某些地方可能熔斷的情況下，或者因為運輸需要取下某些熔絲的時候，為了不讓不同的輸入之間產(chǎn)生“潛入”，這項工作是非常必要的。3.5.1 “熔絲”問題 當某些模塊存在上拉的負載，而本身電源熔絲取下的時候，是重點分析的對象。3.5.2 意想不到的潛在電路 這里指電源部不同電源（12V和5V或者其他電