如何从开发板过渡到生产板?


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好的,我是一名软件专家,是电子领域的新手。我的产品需要一台小型计算机,目前我已经在树莓派等开发板上进行了所有开发。由于开发板没有我需要的所有硬件,因此我通过USB和GPIO添加了缺少的硬件,但是生产板显然不能像这样。

所以我的问题是,我该如何下一步开发硬件的生产版本?换句话说,硬件专家将如何将其开发板转变为可投入生产的产品?这些就是我的想法

1>获取诸如pi的当前开发板的原理图(或任何接近我的基本硬件要求的可公开获得的原理图,如cpu类型等),并尝试找到一些将其缺失的部分添加到其中并重新组织的原理图端口(例如usb端口等)的位置可以满足您的需求,并使其成为生产产品。这是可能的,因为诸如Eagle之类的CAD软件功能非常强大,并且可以快速添加多个硬件芯片(例如温度传感器)并更改端口位置。

2>你很傻吗?这种电路板的设计非常复杂,特别是像pi这样的计算机,您必须聘请电路板设计咨询公司(或任何他们所谓的公司)来为您设计此生产就绪的电路板。如果是这样,我应该怎么谈?美国还是中国?

3>如果您要构建生产级硬件,则需要内部设计团队,并且需要聘请具有此类专业知识的合适的人员。这不是您要外包的东西。如实践所示,您必须在内部使用它。如果这是一个简单的电路板,您可以自己做,但是计算机需要做很多工作(尽管它们之间有许多共性),而且由于涉及到许多细节,因此您必须从头开始。

哦,我的生产量不大。我每6个月需要5,000个单位。最主要的是根据我的要求将可靠的最终板设计提供给PCB制造商。

如您所见,我在这个硬件制造领域有点迷失,您的见识和个人经验对我来说将非常宝贵。

非常感谢!


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“我已经通过USB和GPIO添加了缺少的硬件,但显然生产板可能不是那样的。”谁说?这是总体上的“显而易见”,还是仅针对此板?
卡兹(Kaz)2013年

Answers:


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每六个月发展到50,000个单位?我希望我所有的项目都是这样:)如果您没有经验,就没有理由可以聘请咨询公司为您创建董事会。它不会便宜,但他们会完成工作。如果您不认识要聘请的人来信任他们的设计,这也会有一些风险。

50,000个单位不是一个小数目,因此,如果您要真正做到这一点,那么在美国或海上寻找可以与您合作的制造商就不会有麻烦。请记住,您将需要现金购买零件并预先订购电路板。

因此,我将为您介绍每种方法:

1.)自己动手

制作原理图

从拥有的参考原理图开始,然后找到自己喜欢的工具。我是Orcad的人,我曾经使用过Mentor和许多其他工具。只需选择一个您满意的并且您负担得起的价格(据我了解,Eagle很便宜)。如果幸运的话,您可以采用可以修改的格式获取参考板的原理图。如果不是,则必须在原理图工具中创建零件。创建零件基本上涉及查找每个零件数据表以将其引脚固定,然后创建带有引脚名称和数字相匹配的符号。然后,您可以在原理图中使用这些符号,并按照需要的方式将它们连接起来。那是简单的版本,哦,请仔细检查您的原理图符号是否与数据表上的引脚匹配。

这是原理图工具的一些链接

布置PCB

现在您有了一个原理图,这是一个很大的步骤,从这里您可以将该原理图提供给承包商,并请他为您做布局(这是板上实际走线的图)。您也可以选择自己动手,它比原理图更容易,更难。绘制连接和放置零件并不难,但是要知道在哪里放置东西,多少层,如何正确布线以进行串扰和发射之类的走线,尤其是如何正确进行去耦,则需要一点点知识。如果您致力于它,并且查看了每个零件的参考原理图,则可以完成它。哦,您将花费大量时间查看数据表,并在标准规格不起作用的情况下绘制尺寸。如果您曾经在学校上过CAD课,那几乎就是这样。

这是布局工具的一些链接,当然还有其他链接

去耦,SI和电源设计

去耦,信号完整性和电源设计是巨大的领域,对于本帖子来说太详细了。但是,如果您要进入PCB设计,则应该了解它们。我可以在有关它的文章之上写文章:)我至少要检查这两个家伙并得到他们的书,或者至少浏览他们的网站:

他们两个都是好人,如果您询问他们也会回答问题,也可以通过以下链接加入SI-List:http://www.freelists.org/archive/si-list。 这是一个提出问题的好地方。

这可能比您准备好要多,因此您需要在各个层面上获得参与的程度以及在该方面需要如何参与。对于您的设计,我建议您遵循应用笔记和参考设计,并确保所有盖子尽量靠近。

从好的到更好的方法,以下是一些处理信号/电源完整性的方法:

  • 忽略它(不!!!)
  • 只需使用一堆可以获得的最高价值的最小尺寸的电容,并将其保持在靠近芯片的位置即可。在pspice中设计您自己的去耦电容系统,然后将其连接在布局中
  • 使用像Altera为其工具提供的那样的Excel计算器http://www.altera.com/literature/ug/pdn_tool_stxiv.zip (如果没有其他工具,则非常有用)
  • 在香料中设计帽子系统,然后使用完整的模拟器

我已经完成了所有这些工作,具体取决于我在哪里以及我负担得起的费用。当我知道时,我喜欢使用Sigrity进行SI和PI分析http://www.sigrity.com/ 现在,它们实际上已经由Cadence拥有。这里没有隶属关系,我真的很喜欢他们的工具。

您也可以雇人为您做,我只使用过http://www.teraspeed.com/,但我知道还有其他人。虽然不便宜!

生成文件发送到董事会

完成布局后,您将需要对其进行四倍检查,因为您将要为裸板支付实际的费用。此时,您可以生成cad文件(Gerbers或ODB ++文件)。您可以将这些文件发送到董事会以获得报价。定价基于复杂性以及您的耐心程度。您可能应该订购少量的产品,要求他们说10或最好的价格,这应该是一个很好的起点。(我应该指出,有些董事会提供了自己的免费软件工具,如果您想走这条路,它会限制您使用它们,但是嘿,它是免费的)。

您也应该查看这些gerber文件,而不仅仅是生成它们。我一直使用http://www.graphicode.com/GC-Prevue上的免费GC-Prevue 。还有一些不错的商业工具,我的一些CAD人士都喜欢它,称为Blueprint http://www.downstreamtech.com/support-viewers.php。也有其他的,但是我总是喜欢看投影机的最终设计并找出问题所在。我还将在激光打印机上以高分辨率打印出顶层和底层,并确保零件适合我的足迹。如果我特别着迷,可以在透明胶片上打印所有图层,然后将它们翻过来。真的,真的很着迷,我可能会将顶层和底层作为两层板发送出去,只是为了看看事情如何融合在一起。

订购您的原型零件

此时,您应该为原型运行订购零件,以使它们在您的电路板出现时就可以到达。如果您认为自己无法进行焊接,则需要选择一个装配车间为您运行。我可以想到一些处理小批量生产的产品,应该很容易找到它们。您需要提前将它们发送给您的Gerber,以便他们可以为您的电路板制作焊接模板。然后将零件套件发送给他们,并在它们进入时将它们裸板运送出去。

裸PCB生产

那里有很多优质的电路板房屋:较便宜的电路板房屋,例如PCB Express(带有免费软件的人)http://www.pcbexpress.com/ 我在Colarado中还经常将Advanced Circuits用于我的业余爱好项目,还有一些快速原型类型以及http://www.4pcb.com/, 它们也提供我从未使用过的组装服务。

我的美国生产的PCB我用DDI http://www.ddiglobal.com/现在通过系统http://www.viasystems.com/或佛蒙特州电路http://www.vtcircuits.com/

PCB组装服务

对于美国的中小型组装服务,我在NH http://www.imscorp-us.com/上使用IMS 他们将为我制造10个板,或为10,000个板,并且质量很高。我已经使用了多年了。对于疯狂的大跑,我会使用伟创力或类似的产品,但这是一个完全不同的联盟,而不是您想要的。还有很多其他人,甚至可能在您附近。我有一个家族拥有的地方,叫做Edmond Marks,做得很好。我之前提到的http://www.edmondmarks.com/和Advanced都喜欢给我打电话,并告诉我他们的组装选项。

海上

因此,我在中国的大部分生产经验都是以百万单位为单位,因此对您的帮助不大,但是让我告诉您,这是完全不同的经验:)我确实知道像IMS这样的人可以帮助您从那里获得一些东西一点点的音量,这就是我的建议。我对您的建议是选择一个美国合作伙伴,如果您需要的话,该合作伙伴可以外包给墨西哥或中国的工厂。不过,您可能没有像您认为的那样在成本上有多大优势。特别是如果您没有很多手动操作。

做完了!

如果一切顺利,您将获得可以使用的原型,并且可以度过愉快的时光找到所有做错的事情,这些都是您下次运行原型需要修复的。

符合性和测试

我还应该提到,无论您要出售这些产品做什么,都还需要进行FCC符合性测试(如果要在国际上销售,则还需要进行其他国家/地区的测试)。此外,还有RoHS和REACH之类的环境法规在这里和国际上都适用。请勿通过合规性测试出售50,000个单位,否则将处以罚款*。

以下是这些维基页面的一些链接:

通常,我会选择离我很近的合规实验室。现在碰巧是NTS http://www.nts.com/,但我也使用了TUV http://www.tuv.com/global/en/index.html,见过实验室http:// www。 metlabs.com/甚至UL http://www.ul.com/本身也要执行一次或两次。我也曾使用小型独立场所。他们都可以为您提供帮助,但是我想在附近选一个地方,这样我可以在需要时潜入。

您可能还需要进行UL安全测试以确保您的产品安全,在这种情况下,上述任何UL实验室都可以为您提供帮助。我的猜测是,您将符合适用于电信产品的UL 60950。

2.)使用顾问

听这里的每个人都是从一开始就不知道如何制作原理图或布局电路板。如果我们可以学习,您可以。就是说,如果您负担得起,请顾问为您做事没错。请记住,没有人像您一样喜欢您的产品,因此请紧随其后。我认为PI板不是很复杂,但它也不是初学者。我个人会坚持尝试美国或加拿大。但是,如果您真的要订购20,000-50,000,我知道有一家小型的中国制造商(也有可能是美国)会接受您的设计,进行工作,然后为您提供业务。我以前曾与像这样的人一起工作过,但请记住,对于他们来说,复制您的设计并不难... :)一直在发生。

距离,时移和语言障碍也可能很困难,但并非不可能克服。一件好事是,如果您有一份日间工作,则可以在夜间与海外人员一起完成项目。(我当然从来没有做过...)

这些是我与产品一起做过的唯一家伙,还有无数其他人,但以下是一些我做得很好的例子:

3.)建立自己的团队

好吧,请听我说,如果您能雇用合适的人,那么我已经步入了一个小地方,在硬件方面很混乱,并且解决了很多问题。拥有具有适当知识的适当人员(如果幸运的话,可以使用适当的工具)。这真的是无价之宝。但这不应该让您自己惊慌失措。这绝对是最安全的路线,但是,如果我们所有人都采取安全路线,那将会是多么有趣。

您也可以考虑外包并在另一个国家建立团队。我发现这充满了陷阱。您确实需要知道自己在做什么才能进行管理,如果您没有内部专业知识来了解正在发生的事情,则很难有效地外包。

整理起来

最后一个来自许多产品制造商的建议:P如果您确实有一个可移动50,000个单位的渠道,那就太好了。如果这仅仅是猜测,尽管不要为了购买而降低价格。找到一种方法使其在您只说100的情况下起作用,并且仍然可以出售它们而不会亏损。

最后,如果您的pi项目史诗级足以卖出5万个单位,则可以考虑进行kickstarter(www.kickstarter.com)项目,看看是否可以预售。他们有一个新的要求,那就是您必须有一个工作的原型,并证明您将用这笔钱做什么,但是许多很棒的项目已经在那儿诞生。

祝您好运,并随您问我们一些问题。


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好答案!你摇滚!非常感谢!哦,50,000是个错字。我的意思是说5000!我希望情况确实如此。我肯定会再提出更多问题!
iCode 2012年

还有一个问题:像这样的项目外包应该花多少钱?非常粗略的估计!
iCode 2012年

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好吧,在不知道您的电路板复杂性的情况下,我会猜测:2万美元的工程费(FCC)为1万美元,原型的另加10至20000美元,这取决于电路板的复杂度。那就是如果您使用咨询公司并让他们完成全部工作。如果您可以找到适合您的月光打火机,则可以减少工程费用。如果您管理项目,也可以保存一些内容。基本上,您可以做的越多,自己的价格就越便宜。
某些硬件专家

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哦,交货时间会影响您的原型成本。因此,如果您可以等两个月再买板子,那就便宜了。比在两周内重新获得董事会。他们制作pi的价格低于$ 35 /板,但侧面有容量。我还假设您必须做多个原型操作才能正确解决问题:)
一些硬件专家

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我发现“ iCode”说我是编码员,而不是硬件专家,而“ Some Hardware Guy”回答了,这很有趣。:) +1
耶尔顿2007年

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一些硬件专家提出了一些很好的建议。我有几个补充。

1-请,请先建立10个或15个单位,然后再购买数百个零件和板。必须扔掉100块板真是太烂了,因为您向后放了一部分脚印。在温度过高,掉落后等进行完全测试,然后对第一个固定的电路板做同样的事情。您可能会很幸运,并且可以在第一次旋转时使用它。我的个人记录是生产前的18个版本,然后在我们投入生产后便进行了成本降低。:-0实际上,这是用于手机的复杂的8层PCB,并且IC都是并行开发的,因此它听起来并不差。

2-住房?你打算把它们安置在什么地方?电路板如何固定在外壳中,如何连接到外部的任何按钮和开关。

3-我会远离免费的PCB工具来进行此类操作。您需要从几个不同的PCB供应商处获取报价,免费工具将您锁定在某个人中。

4-现在考虑版本控制。当零件过时并且必须重新设计某些零件时,您将怎么办?该软件具有确定正在运行哪个版本的电路板的功能非常有用,并且有很多方法可以实现。丝网印刷板上的版本号,以便您查看并分辨出来。您不需要寻找以某种方式运行的轨迹即可查看您手中的电路板版本。

这是一项繁重的工作,您应该认真考虑与可以为您完成所有这些工作的设计公司(昂贵)合作,或者与已经学习过此技术的经验丰富的硬件团队合作。


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开源PCB工具(KiCAD,gEDA)可导出Gerber,不会将您锁定在任何特定的供应商中。
mng 2012年

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我的措辞不好。我指的是ExpressPCB之类的产品,它似乎使您无法使用它们的服务。KiCAD和gEDA都是有用的工具。
rfdave 2012年

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这里没有提到的是零件的采购-您将能够获得构建最终设计所需的零件吗?AFAIK PI使用特定的Broadcom“片上系统”处理器-您确定可以批量购买吗?

另一方面-您确定您没有过度设计-您真的需要完整的linux计算机的全部功能来使设计工作吗?


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确实。正是由于这个原因,定制板更有可能最终最终从比格板/骨头而不是pi衍生而来。或者,您可以为现成的板子添加自定义伴侣。
克里斯·斯特拉顿

真正的miceuz。我真的没有使用PI,这只是一个例子。
iCode 2012年

@克里斯·斯特拉顿(Chris Stratton):请您详细说明您要提出的观点?
iCode 2012年

正如micez所说,围绕pi设计的Broadcom SOC尚不适合中小数量的定制板。但是beagle系列主板使用的TI零件是可用的,因此,有很多定制主板是这些主板的衍生产品,或者至少受它们启发并使用该处理器系列。还有许多其他的具有Linux功能的SOC,也可以合理地集成到定制产品中。
克里斯·斯特拉顿

@iCode-哇,一个强大的例子:)您知道,发布基于PI的自己的设计所需的专业知识水平与基于某些“ tinyduino”的设计确实有所不同-您应该清楚说明您所基于的平台以获得合理的答案;)
miceuz 2012年
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