汽車電子硬件設(shè)計

《汽車電子硬件設(shè)計》詳細目錄發(fā)布時間：2011-05-2922:58:53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內(nèi)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(shè)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)

第1章汽車電子環(huán)境正弦產(chǎn)生原因引擎啟動前咨繾圓路電氣載荷功率鼻輜出EMC需求I5C7637即中!膿沖2a昧沖2b豚沖Ba膿沖5b豚沖兆脈沖北溫度區(qū)域劃分等莪?基本適度實驗氣展條件九候戴荷第1章汽車電子環(huán)境正弦產(chǎn)生原因引擎啟動前咨繾圓路電氣載荷功率鼻輜出EMC需求I5C7637即中!膿沖2a昧沖2b豚沖Ba膿沖5b豚沖兆脈沖北溫度區(qū)域劃分等莪?基本適度實驗氣展條件九候戴荷■第1章汽車電子環(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電磁兼容外更防滬目由落體辰電正氏電_gul曰tg交流電后疊加百源想件電髓沖波形政電電氏表間接放電質(zhì)量體系TS1B949樣品質(zhì)量體系TS1B949樣品電源傳導干擾、靜電第2章汽車電子流程化衿車保修期APQPPPAPFMEAMSASPC第2章汽車電子開發(fā)流程質(zhì)量體系TS16949、八項基本原則電子產(chǎn)品的開發(fā)流程模塊的開發(fā)流程、V型過程、職責劃分、團隊構(gòu)建、Review方法、文件系統(tǒng)、流程化的思考

可靠性預(yù)測元件計數(shù)法威力務(wù)析法為DFMEA利FTAI是供數(shù)據(jù)顯壞情況分析節(jié)啟電月法網(wǎng)孔電流法，神基本方法極值法■均方根法可靠性預(yù)測元件計數(shù)法威力務(wù)析法為DFMEA利FTAI是供數(shù)據(jù)顯壞情況分析節(jié)啟電月法網(wǎng)孔電流法，神基本方法極值法■均方根法■蒙特吉滿軟件工具t基本介紹MATHCAD■PSP-ICEDFMEA標淮化解決問建方法ED標淮化解決問建方法ED口FMEA基本格式嚴里度、頻率一探疆度嚴里度、頻率一探疆度RPN第3章汽車電子硬件設(shè)計方法可靠性預(yù)測元器件失效率計算、失效分布、使用的修正和降額設(shè)計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、PSPICEDFMEA故障解決方法、DFMEA的基本內(nèi)容故障樹分析基本介紹、實際應(yīng)用潛在路徑分析熔絲盒問題、潛在電路的分析熱分析穩(wěn)態(tài)的散熱計算、熱特性參數(shù)、PCB導線設(shè)置AECQROHS元件要求ROHS電阻電容二極管三極管MOSFET數(shù)字電路噪聲選倩要求

薄膜□「厚膜

熱分析

抗浪涌能力

封裝問題

最壞精度數(shù)字電路噪聲器件設(shè)計檢查清單■元件應(yīng)用數(shù)據(jù)庫■最壞精度I其他參數(shù)第4章元器件注意事項對于元器件的規(guī)范要求ROHS、氧化和濕敏電阻選值、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、容值偏差二極管特性和參數(shù)、穩(wěn)壓管的使用、細致的功耗計算三極管飽和的條件、注意事項功率MOSFET管開啟關(guān)閉特性、直接耦合驅(qū)動電路

模塊的設(shè)計舉例低壓電源設(shè)計輸入接口輸出接口開關(guān)概述低有效高有效數(shù)字電路接口模擬輸入舊框圖的使用連接器的選用低壓電源設(shè)計電壓監(jiān)測反接保護瞬態(tài)抑制陶答坦容電壓遲滯門限硬件驗算和設(shè)狀態(tài)條件設(shè)置硬件電路的

過壓保護

欠壓保護解決可靠性和Bulk電容LD。設(shè)計靜態(tài)電流暗電流管是策略暗電流管是策略器件物分析電壓穩(wěn)定性第5章汽車電子低壓電源設(shè)計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(shè)計瞬態(tài)抑制靜電電容、TVS管的使用、MOV的使用電壓監(jiān)測遲滯門限和狀態(tài)圖、過壓與欠壓電路、Bulk電容低壓降穩(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)電流控制策略輸入口輸入輸出的規(guī)范化整理連接器的參數(shù)選擇對應(yīng)的選擇添程（工藝工程師、機構(gòu)工程師、硬件工程師）引腳順序問題⑷榆人椅出電路的

功能框圖&規(guī)范框圖智能功率開關(guān)硬短路軟短路廠商對比電輻保護車身燈光功率配置功率保護穩(wěn)態(tài)電流功耗分析沖擊電流熱保護數(shù)字診斷模擬診斷轉(zhuǎn)向燈實感性負載保護反接保護：電阻、二極管、二極管并電阻、NMOS鉗位能量驗證繼電器兀種方法對比與計=繼電器兀種方法對比與計=第6章汽車電子輸入與輸出接口輸入輸出的規(guī)范化整理連接器的選型考慮、I/O功能框圖開關(guān)輸入設(shè)計的基礎(chǔ)要求開關(guān)和線束、輸入開關(guān)狀態(tài)分析低電平和高電平有效電路接口設(shè)計約束、電路的正向設(shè)計、從外部到內(nèi)部的驗證、從內(nèi)部到外部的驗證、實際微調(diào)模擬輸入接口組合開關(guān)的電路、電流轉(zhuǎn)換電路智能功率器件開關(guān)的功耗分析、感性負載保護、反接保護、故障診斷電路與波形、模擬診斷的計算繼電器應(yīng)用繼電器參數(shù)分析、繼電器的各種電壓、浪涌電壓的抑制、觸點保護典型應(yīng)用和分析汽車電子

廠商市場冊?額MCL1選擇片上的存儲左片上的破件寵單片機的性看集成功能通信接口批量價格功耗時學中上回復位時學中上回復位Mcu功耗分析熱分析，吃口精度笠析■電壓范圍］濾波電容］鉗位設(shè)計處理未使用引腳第7章主控單元與模塊設(shè)計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、內(nèi)置AD的使用、未使用的引腳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(shè)計原理圖設(shè)計原理圖繪制要點、BOM的整理和規(guī)范地線策略地線策略設(shè)計目標、地線間的連接處理印刷電路板的設(shè)計布局規(guī)則、走線的規(guī)則DFM設(shè)計可制造性的設(shè)計要點、可測試性設(shè)計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汽車電子硬件工程師的成長認識汽車產(chǎn)品質(zhì)量的重要性硬件工作內(nèi)容和重心的轉(zhuǎn)變在組織中學習和規(guī)范化改進汽車電子領(lǐng)域工程師的工作機會和發(fā)展機遇給畢業(yè)生和在校學生的幾條建議《汽車電子硬件設(shè)計》硬件設(shè)計方法發(fā)布時間：2011-05-2922:56:56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(lǐng)域從事硬件設(shè)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，把內(nèi)動定義好，從電路圖設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計更改。環(huán)境條件EMC約束質(zhì)量要求關(guān)散率故障分析最壞情況潛在電路熱狀態(tài)原理圖設(shè)計設(shè)計指標PCB環(huán)境條件EMC約束質(zhì)量要求關(guān)散率故障分析最壞情況潛在電路熱狀態(tài)原理圖設(shè)計設(shè)計指標PCB設(shè)計重新設(shè)計?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)分析這些內(nèi)容，作為一個模塊的強壯性的依據(jù)，換句話來說，也就是設(shè)計的靠譜程度。這與在各個方面應(yīng)用較多的強壯性設(shè)計方法，并沒有沖突，本質(zhì)上這塊內(nèi)容可以統(tǒng)統(tǒng)劃分到容差分析里頭，作為校核電路的內(nèi)部指標（模塊內(nèi)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)）。環(huán)境條件IEMC約束I質(zhì)量要求■書面明確定義的部分（特別注意標準系列j―潛在的內(nèi)部指標部分電路結(jié)構(gòu)選擇內(nèi)部參數(shù)設(shè)計優(yōu)化總體設(shè)計參數(shù)設(shè)計容差設(shè)計在汽車中，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(shè)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，有不明白的地方可以提出來。第3章汽車電子硬件設(shè)計方法模塊的可靠性預(yù)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TelcordiaIssue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；在自己需要親手做的情況下，可以選擇元件計數(shù)法或應(yīng)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(shè)計到了需要確認的階段清晰化的結(jié)果。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(yīng)的數(shù)值，可以根據(jù)這些材料手頭算算。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。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。降額設(shè)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，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GJBZ3593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。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)定的范圍，實際狀態(tài)達不到損壞的范圍，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，這部分內(nèi)容與熱分析有著一定的重疊和交叉。我們要分析的誤差，大概可分為初始偏差、汽車環(huán)境變化引起的偏差和退化效應(yīng)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)注的內(nèi)容，方法一般有三種，極值法、均方根法和蒙特卡洛。整合復雜的情況最基礎(chǔ)的情況，是需要把每個元件建立起基礎(chǔ)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。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。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。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范圍。蒙特卡羅分析采用隨機抽樣的方法是較為簡單的，不停的在一個范圍內(nèi)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(yīng)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。PSPICE的應(yīng)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內(nèi)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。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。由于這塊內(nèi)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。找問題這里要說的,是我當初在涉及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。實際內(nèi)容這部分整理了一些基礎(chǔ)的內(nèi)容,由于沒有太多經(jīng)驗,只能盡力寫些基礎(chǔ)的材料,篇幅不大。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。樹形結(jié)構(gòu)篇幅不大，主要介紹一些基礎(chǔ)的東西。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。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。“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。意想不到的潛在電路這里指電源內(nèi)部不同電源（12V和5V或者其他電壓軌），為了保護，可能采取鉗位，另一方面就可