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集成電路可靠性設(shè)計(jì)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；硬件電路；可靠性

1 單片機(jī)及其相關(guān)元器件的選擇

為提高單片機(jī)系統(tǒng)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，各個(gè)單片機(jī)廠家在設(shè)計(jì)單片機(jī)內(nèi)部電路時(shí)均采取一些新的技術(shù)措施。一些新興的單片機(jī)還在單片機(jī)內(nèi)部增加了看門狗定時(shí)器，如AT89C51的換代產(chǎn)品AT89S51。有的單片機(jī)還內(nèi)置電源檢測和復(fù)位電路，如微芯公司的某些型號的PIC單片機(jī)，這些措施大大增強(qiáng)了單片機(jī)自身的抗干擾能力。因此從選型上來看，可以考慮選擇一些新型的單片機(jī)，如ATMEL公司推出的AT89S51，不但內(nèi)含看門狗定時(shí)器，而且可以關(guān)閉ALE信號以提高系統(tǒng)的可靠性。除了MCU的選擇外，其他元器件的選擇也很重要，如半導(dǎo)體二極管、三極管以及集成電路各項(xiàng)電氣參數(shù)應(yīng)能滿足系統(tǒng)性能的基本要求。在集成電路的選擇上也有一個(gè)基本的原則，一般情況下，CMOS數(shù)字集成電路的抗干擾能力要強(qiáng)于TTL集成電路，這是因?yàn)镃MOS數(shù)字集成電路的噪聲容限較TTL的高，因而比較而言其抗干擾能力也強(qiáng)。對于常用的TTL門電路，其抗干擾能力也有區(qū)別，54系列集成電路的工作溫度和電源電壓都比74系列的高，一般應(yīng)用于環(huán)境較為惡劣的場合，抗干擾能力也高于74系列。在使用CMOS芯片時(shí)，由于CMOS芯片的輸入電阻極大，因此對于干擾信號比較敏感，因此電路不用的輸入引腳不可開路，可以根據(jù)實(shí)際情況將輸入端接電源或直接接地，否則的話很容易增加CMOS芯片的功耗，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致芯片被靜電擊穿。

2 電路板PCB布線的可靠性設(shè)計(jì)

2.1 布線:PCB導(dǎo)線的布設(shè)應(yīng)盡可能的短，印制導(dǎo)線的拐彎如能成圓角則不采用直線形式，以減小高頻信號對外的發(fā)射與耦合。布置雙面板時(shí)，正反兩面的導(dǎo)線應(yīng)采用垂直布線，避免相互平行，以減小寄生耦合。走線的寬度應(yīng)能滿足電氣性能要求，導(dǎo)線寬度在大電流情況下還要考慮其溫度。通常情況下（經(jīng)驗(yàn)值），1mm寬度走線的最大承載電流在1~2A之間（根據(jù)板材而定），信號線可選擇在10~12mil（約0.25~0.3mm）。在高密度、高精度的印制線路中，導(dǎo)線寬度和間距一般可取12mil（0.3mm）。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，應(yīng)采取線路板全局性環(huán)形屏弊，并盡可能讓地線和電源線寬一些。走線導(dǎo)線的間距必須能滿足電氣安全要求，最小間距至少要能滿足所能承受的電壓，如條件允許，間距應(yīng)盡量寬些。由于電路板的一個(gè)過孔會(huì)帶來大約10PF的電容效應(yīng)，這對于高頻電路，將會(huì)引入太多的干擾，所以在布線的時(shí)候，應(yīng)盡可能地減少過孔的數(shù)量。

2.2 接地:在地線的布置上，數(shù)字地和模擬地要分開布置，最后都要接到電源地上，尤其是在設(shè)計(jì)A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路時(shí)一定要遵守該規(guī)則，否則可能會(huì)大幅度降低A/D采樣的精度。其次，地線應(yīng)盡量加寬加粗，若線徑很細(xì)，接地電位則隨電流的變化而變化，會(huì)造成系統(tǒng)的抗噪聲性能變壞。因此應(yīng)將接地線盡量加粗，如有可能，接地線的寬度應(yīng)大于3mm。最后，接地線最好構(gòu)成閉環(huán)路，這是因?yàn)橛≈凭€路板上的集成電路元件在流過大電流時(shí)，因受接地線粗細(xì)的限制，會(huì)在地線上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地線構(gòu)成環(huán)路，則會(huì)縮小電位差值，提高電子設(shè)備的抗噪聲能力，在設(shè)計(jì)數(shù)字電路時(shí)更應(yīng)如此。

3 抗干擾措施

集成電路可靠性設(shè)計(jì)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】可靠性；故障率；可靠性設(shè)計(jì)

隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對產(chǎn)品的使用性能要求不斷提高，同時(shí)也更加重視產(chǎn)品的可靠性和安全性。我國在20世紀(jì)70年代在電子工業(yè)和航空工業(yè)中初步形成可靠性研究體系，并應(yīng)用于軍工產(chǎn)品，與先進(jìn)國家差距20～30年。目前我國在用的可靠性標(biāo)準(zhǔn)是國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《GJBZ299C-2006電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊》，此標(biāo)準(zhǔn)為電子設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性預(yù)計(jì)提供了基本數(shù)據(jù)和方法。本文簡述電子產(chǎn)品可靠性預(yù)計(jì)理論，對電子產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)方法提出參考性建議。

1.可靠性的技術(shù)指標(biāo)

產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力稱為可靠性?！耙?guī)定條件”指使用時(shí)的環(huán)境條件和工作條件；“規(guī)定時(shí)間”指產(chǎn)品規(guī)定的任務(wù)時(shí)間；“規(guī)定功能”指產(chǎn)品規(guī)定的必須具備的功能及其技術(shù)指標(biāo)。

衡量產(chǎn)品可靠性水平標(biāo)準(zhǔn)有定量的，也有定性的，最常用的有可靠度、可靠壽命、故障率（失效率）λ（t）、有效壽命與平均壽命、平均無故障工作時(shí)間MTBF，本文只介紹常用的兩種評價(jià)方式。

1.1平均無故障時(shí)間MTBF

在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率；平均故障間隔時(shí)間MTBF的計(jì)算方法有兩種。

（1）元器件計(jì)數(shù)法：該方法適用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的早期。它的優(yōu)點(diǎn)是不需要詳盡了解每個(gè)元器件的應(yīng)用及它們之間的邏輯關(guān)系就可迅速估算出產(chǎn)品的故障率，但預(yù)計(jì)結(jié)果比較粗糙，本文不做具體說明。

（2）應(yīng)力分析法：適用于電子產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，產(chǎn)品具備了詳細(xì)的元器件清單、電應(yīng)力比、環(huán)境溫度等信息，這種方法比元器件計(jì)數(shù)法準(zhǔn)確，是產(chǎn)品在定型和批量生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行可靠性分析實(shí)際應(yīng)用的方法。

首先求出每個(gè)元器件的工作故障率λpi=λbπEπTπQ

式中：λpi―第i種元器件的工作故障率；

λb―元器件基本故障率； πE―環(huán)境系數(shù)；

πT―溫度系數(shù)；πQ―質(zhì)量系數(shù)。

然后計(jì)算產(chǎn)品的工作故障率λs：

λs=Nλpi

式中：λpi―第i中元器件的工作故障率；

N―第i種元器件的數(shù)量； n―產(chǎn)品中元器件的種類數(shù)。

最后計(jì)算產(chǎn)品的平均無故障時(shí)間MTBF=1/λs。

1.2產(chǎn)品故障率λ（t）

產(chǎn)品在規(guī)定的使用條件下使用到時(shí)刻t后，產(chǎn)品失效的概率。

λ（t）可用下式進(jìn)行計(jì)算：

λ（t）=

式中：Δr（t）―t時(shí)刻后，Δt時(shí)間內(nèi)的發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)；

Δt―時(shí)間間隔；Ns（t）―在t時(shí)刻沒有發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)。

1.3浴盆曲線

大多數(shù)產(chǎn)品的故障率隨時(shí)間的變化曲線形似浴盆，故將故障率曲線稱為浴盆曲線。產(chǎn)品故障機(jī)理雖然不同，但產(chǎn)品的故障率隨時(shí)間的變化大致可分為三個(gè)階段：

（1）早期故障階段：在產(chǎn)品投入使用的初期，產(chǎn)品的故障率較高，且存在迅速下降的特征。

（2）偶然故障階段：在產(chǎn)品投入使用一段時(shí)間后，產(chǎn)品的故障率可降到一個(gè)較低的水平，且基本處于平衡狀態(tài)，可以近似認(rèn)為故障率為常數(shù)。

（3）耗損故障階段：在產(chǎn)品投入使用相當(dāng)長時(shí)間后，產(chǎn)品進(jìn)入耗損故障期，產(chǎn)品的故障率迅速上升，出現(xiàn)大量的產(chǎn)品故障或報(bào)廢。

2.可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)

可靠性設(shè)計(jì)包括對產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行預(yù)計(jì)、分配、技術(shù)設(shè)計(jì)、評定等工作。為提高電子產(chǎn)品的可靠性，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意結(jié)構(gòu)盡量簡單化、插件化，盡量選用成熟的結(jié)構(gòu)和典型的電路，還要對產(chǎn)品的性能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性綜合考慮。

常采用的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)有元器件的降額設(shè)計(jì)、冗余化設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、電磁兼容設(shè)計(jì)等。

2.1降額設(shè)計(jì)

降額設(shè)計(jì)是使元器件在低于額定值的應(yīng)力狀態(tài)下工作。為了提高元器件的使用可靠性，延長產(chǎn)品的壽命，降低施加在器件上的工作應(yīng)力（如：電、熱、機(jī)械應(yīng)力等），以保證電路既能可靠地工作，又能保持所需的性能。通常電阻降額是降低其使用功率與額定功率之比，電容降額是使工作電壓低于額定電壓，半導(dǎo)體分立器件降額是使功耗低于額定值，接觸元件則降低張力、扭力等。

電子元器件通常有一個(gè)最佳的降額范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)，元器件工作應(yīng)力的變化對其失效率有顯著的影響。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮降額的條件及降額的量值，使降額時(shí)設(shè)備的可靠性增長效益最大，設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)困難最小。

2.2熱設(shè)計(jì)

由于現(xiàn)代電子設(shè)備所用的電子元器件的密度越來越高，這將使元器件之間通過傳導(dǎo)、輻射和對流產(chǎn)生熱耦合。因此熱應(yīng)力是影響電子元器件失效率的一個(gè)最重要的因素。對于某些電路來說，可靠性幾乎完全取決于熱環(huán)境。有資料表明環(huán)境溫度每提高10℃，元器件壽命約降低1/2，這就是有名的“10℃法則”。為了達(dá)到預(yù)期的可靠性目的，必須將元器件的溫度降低到實(shí)際可以達(dá)到的最低水平。

熱設(shè)計(jì)包括散熱、加裝散熱器和制冷三類技術(shù)， 最常采用的方法是加散熱器方式，如在計(jì)算機(jī)機(jī)箱的電源附近加上風(fēng)扇，以達(dá)到物理散熱。

2.3冗余設(shè)計(jì)

冗余設(shè)計(jì)是用一臺(tái)或多臺(tái)相同單元（系統(tǒng)）構(gòu)成并聯(lián)形式，當(dāng)其中一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，其它單元仍能使系統(tǒng)正常工作的設(shè)計(jì)技術(shù)。這種設(shè)計(jì)技術(shù)通常應(yīng)用在比較重要，而且對安全性及經(jīng)濟(jì)性要求較高的場合，如鍋爐的控制系統(tǒng)、程控交換系統(tǒng)等。

2.4電磁兼容性設(shè)計(jì)

電磁兼容性問題可以分為兩類：是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。

為了使產(chǎn)品達(dá)到電磁兼容狀態(tài)，通常采用印制電路板設(shè)計(jì)、電源線濾波、信號線濾波、接地等技術(shù)。印制電路板應(yīng)盡量采用大板或多層板以減少接插點(diǎn)，元器件布局時(shí)發(fā)熱元件遠(yuǎn)離關(guān)鍵集成電路，布線盡量避免直角走線。對噪聲干擾特別敏感的器件應(yīng)重點(diǎn)隔離。頻率大于10兆赫的高速器件走線盡可能短。對于常插拔的部件，設(shè)計(jì)成單面走線，盡量避免從兩側(cè)引出電纜，以便減小共模電流輻射。電源線應(yīng)盡可能的靠近地線，數(shù)字地與模擬地分開。低頻電路的地采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，高頻電路采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，接地線加粗構(gòu)成閉環(huán)路。

3.結(jié)束語

隨著電子產(chǎn)品的技術(shù)革新和廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品可靠性已成為衡量企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。近年來，國家電網(wǎng)招標(biāo)文件中就明確規(guī)定了投標(biāo)企業(yè)必須提供包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案、主要元器件性能、可靠性計(jì)算過程及結(jié)果、可靠性相關(guān)工藝等內(nèi)容的可靠性預(yù)計(jì)報(bào)告，這也促進(jìn)了企業(yè)在設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)和試驗(yàn)中開展可靠性設(shè)計(jì)和分析工作，為產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性管理工作建立了良好的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]錢振宇.開關(guān)電源的電磁兼容性設(shè)計(jì)、測試和典型案例.電子工業(yè)出版社ISBN，2011-07-01.

集成電路可靠性設(shè)計(jì)范文第3篇

【關(guān)鍵詞】開關(guān)電源 可靠性 三防設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，開關(guān)電源已經(jīng)應(yīng)用于人們生活的方方面面，人們對開關(guān)電源的的可靠性要求也在不斷的提高，開關(guān)電源的可靠性是保證設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵。為此如何設(shè)計(jì)出可靠性性能高的開關(guān)電源成為相關(guān)研究者重點(diǎn)研究的方向。

1 開關(guān)電源可靠性設(shè)計(jì)

1.1 供電方式的選擇

集中式供電系統(tǒng)和分布式供電系統(tǒng)是開關(guān)電源主要兩種供電方式，其中集中式供電系統(tǒng)會(huì)由于輸出間和傳輸距離不同的偏差，容易造成壓差，給整個(gè)供電的質(zhì)量造成影響，另外，集中式供電系統(tǒng)采用一臺(tái)電源集中供電，一旦該電源發(fā)生故障就會(huì)影響整個(gè)供電系統(tǒng)，分布式供電系統(tǒng)相比集中式供電系統(tǒng)供電質(zhì)量具有一定的優(yōu)勢，其供電電源和負(fù)載距離比較近，能夠有效改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，除此之外，還具有能源損耗小，傳輸效率高，節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)，因此分布式供電星相比集中式供電具有一定的可靠性。在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)，出于可靠性的考慮，通常都應(yīng)用分布式供電系統(tǒng)，

1.2 電路拓?fù)溥x擇

開關(guān)電源的拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)非常多，有推挽式、半橋、全橋、單端正激式，單段反激式，雙管正激式，雙單端正激式、雙正激式等八種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，雙橋或者半橋正激式電路開關(guān)能夠滿足電源最大的輸入電壓，所以在選擇開關(guān)管時(shí)比較容易，單端反激式、單端正激式、推挽式雙端正激式、電路拓?fù)?，其開關(guān)管的承受電壓大約是2倍的輸入電壓，給開關(guān)管選擇帶來很大的困難。全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和推挽式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)單向偏磁飽和現(xiàn)象，容易造成開關(guān)管損壞，半橋電路本身具有自動(dòng)抗不平衡的特點(diǎn)，可以有效改善開關(guān)管損壞的現(xiàn)象。所以根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，為了保證開關(guān)電源的可靠性通常選用雙管正激式電路或者半橋電路。

1.3 控制策略

電流型PWM控制主要是中小功率電源中應(yīng)用的方法，其在電壓控制方面具有以下優(yōu)勢：

（1）比電壓型控制速度快，并且不出出現(xiàn)電流過大損壞開關(guān)管的現(xiàn)象，降低了短路故障和過載現(xiàn)象；

（2）比電壓型紋波穩(wěn)定；

（3）容易補(bǔ)償，環(huán)路穩(wěn)定；

（4）快速的瞬態(tài)響應(yīng)和優(yōu)良的電網(wǎng)電壓調(diào)整率。經(jīng)過實(shí)踐證明50W開關(guān)電源采用電流控制，輸出紋波大約為25mV，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比電壓控制型優(yōu)良。

硬開關(guān)技術(shù)往往會(huì)受到開關(guān)損耗的影響，一般情況下，其開關(guān)頻率都在350kHZ之下，利用諧振原理的軟開關(guān)技術(shù)，可以將開關(guān)的損耗降低到零。軟開關(guān)技術(shù)具有諧振變換器和PWM變換器的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于大功率帶能源中。

1.4 元器件

元器件能夠直接影響開關(guān)電源的可靠性，通常開關(guān)電源中元器件失效主要有以下幾種原因。

1.4.1 質(zhì)量問題

制造質(zhì)量出現(xiàn)問題，解決的方法只有一個(gè)就是嚴(yán)格的選擇元器件，避免不成熟、劣質(zhì)的元器件投入使用，選擇有知名度的廠家，最大限度的避免因元器件質(zhì)量問題影響開關(guān)電源的可靠性。

1.4.2 器件可靠性問題

器件可靠性是常見的基本失效問題，主要和元器件的工作應(yīng)力水平有關(guān)，因此需要選擇可靠性良好的元器件，在選擇元器件時(shí)將早期失效。密封性能不合格。穩(wěn)定性差、電參數(shù)不合格、外觀不合格的元器件剔除。在應(yīng)用元器件之前進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)進(jìn)行篩選，通過非破壞性試驗(yàn)可以明顯降低元器件可靠性的問題，在進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)時(shí)需要讓普通電容器和電阻在室溫條件下，嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行測試。

1.4.3 設(shè)計(jì)問題

為了有效降低設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致的元器件失效，因此在選擇元器件時(shí)最好選用硅半導(dǎo)體，盡量少用褚半導(dǎo)體或者避免使用褚半導(dǎo)體，；最好使用集成電路，盡可能降低分離器件的數(shù)目；盡量使用玻璃封裝或者金屬封裝、陶瓷封裝的器件，杜絕使用塑料封裝的器件；設(shè)計(jì)的原則一般是不使用電位器，但是如果無法避免，就需要對電位器最好封裝措施，對于在惡劣環(huán)境下。例如潮濕、煙霧等，在設(shè)計(jì)時(shí)不要選用率電解電容，由于鋁電解電容自身的特性，導(dǎo)致其容易在惡劣的環(huán)境中發(fā)生腐蝕，進(jìn)而影響設(shè)備的正常運(yùn)行。在航天設(shè)備中應(yīng)用的元器件因?yàn)槌３Ｊ艿娇臻g粒子的影響，容易導(dǎo)致鋁電解電容發(fā)生分解。因此在選擇時(shí)盡量不要選用率電解電容。

1.4.4 能源損耗問題

能源損耗問題和元器件的工作應(yīng)力沒有關(guān)系，主要和元器件的工作的時(shí)間有關(guān)，例如鋁電解容易如果長時(shí)間運(yùn)行，鋁電解電容的電容液就會(huì)會(huì)被破壞，相應(yīng)的電電容容量就會(huì)降低，電解液沒損失40%，電容量就會(huì)下降20%。如果點(diǎn)容易的芯子出現(xiàn)干涸，就無法在繼續(xù)運(yùn)行，因此為了避免這種情況的發(fā)生，在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)，最好注明率電解電容的更換時(shí)間，在使用達(dá)到更換時(shí)間時(shí)，強(qiáng)制對其進(jìn)行跟換。

1.5 安全設(shè)計(jì)和三防設(shè)計(jì)

安全性是開關(guān)電源重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)，如果開關(guān)電源不具有安全性就不可能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，還特別容易發(fā)生安全事故，從而導(dǎo)致發(fā)生無法挽回的重大損失。因此開關(guān)電源必須要具有很高的安全性，那么在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)，需做好防止觸電燒傷的措施，對于防觸電可以將輸出端設(shè)計(jì)為空，對于防燒傷控制其暴露在外面的機(jī)殼以及散熱性等零件不要讓去其溫度超過60度。在開關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，密封的要求也非常高，因此對于要求密封的器件做好相應(yīng)的密封措施了對于暴露在空氣中的結(jié)構(gòu)，不要設(shè)計(jì)凹陷的結(jié)構(gòu)，做好防潮防腐蝕措施，對于開關(guān)的電源結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用密封或者半密封的形勢隔絕不利的因素，在組建表面涂覆準(zhǔn)用的防潮、防霉菌、防鹽霧氫氣，避免任何對開關(guān)電源不利的因素，保證開關(guān)電源的可靠性。

2 結(jié)束語

開關(guān)電源的可靠性和開關(guān)電源設(shè)備的性能息息相關(guān)，因此保證開關(guān)電源的可靠性保證開關(guān)電源的設(shè)備的正常運(yùn)行，選擇合適的元器件，合適的拓?fù)潆娐窙]做好安全設(shè)計(jì)和三防設(shè)計(jì)可以有效提高開關(guān)電源的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]姚洪平，劉億文，薛晨光.開關(guān)電源可靠性設(shè)計(jì)研究[J].電子制作，2013，17：39.

[2]劉志雄.開關(guān)電源可靠性設(shè)計(jì)探討[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010，09：325-326.

[3]黃永俊，張居敏，胡月來.開關(guān)電源可靠性的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2005，02：147-148.

集成電路可靠性設(shè)計(jì)范文第4篇

國奇科技以“最優(yōu)設(shè)計(jì)，助造最優(yōu)中國芯！”為使命，以“一次量產(chǎn)成功”為承諾，以“最優(yōu)面積、最優(yōu)性能、最優(yōu)功耗、最優(yōu)質(zhì)量和最優(yōu)良率”為目標(biāo)來達(dá)到并超越客戶對產(chǎn)品質(zhì)量、信實(shí)服務(wù)、生產(chǎn)成本、快速量產(chǎn)的期望，促進(jìn)其產(chǎn)品快速為市場所廣泛接受，并使國奇科技成為其最為信賴的設(shè)計(jì)生產(chǎn)服務(wù)合作伙伴。

記者:谷總您好!非常榮幸有機(jī)會(huì)對您進(jìn)行采訪.能否請您先介紹一下貴公司的具體情況？

谷總:國奇科技2009年9月注冊，去年才開始真正意義上的經(jīng)營, 營業(yè)收入2200多萬人民幣，今年會(huì)到5000萬左右。目前，公司員工約一百人，近期還在招兵買馬，人員結(jié)構(gòu)很完善：研發(fā)人員大部分有海外或海外公司背景，平均學(xué)歷碩士；設(shè)計(jì)技術(shù)覆蓋180nm到28nm范圍，到現(xiàn)在為止生產(chǎn)性流片代表案例為55nm，一次性量產(chǎn)成功或直接量產(chǎn)成功可以保證。我們集中力量追求成功，目前也實(shí)際達(dá)到了百分之百成功。我們堅(jiān)決不作惡性競爭，曲高和寡，能否真正做到百分之百成功可能會(huì)遭質(zhì)疑，所以國內(nèi)外沒有人這樣承諾。我們鄭重做出這樣的承諾――保證直接一次性量產(chǎn)成功，也是作為市場區(qū)隔的一種武器。

記者:在前不久召開的“通信集成電路會(huì)議”上，您向業(yè)界做了一個(gè)題為“有直接量產(chǎn)成功保證的集成電路設(shè)計(jì)服務(wù)“的專題演講，請您闡述一下確保一次流片量產(chǎn)成功與一次流片功能實(shí)現(xiàn)兩者之間有什么區(qū)別？

谷總:實(shí)現(xiàn)一次流片成功、做個(gè)試驗(yàn)片好多人都能做到，通常這一步只為實(shí)現(xiàn)功能，設(shè)計(jì)目的達(dá)到就可以了。而確保一次流片量產(chǎn)成功是直接要滿足市場上各種具體要求，是要拿到市場上銷售的。做到一次性流片量產(chǎn)成功具體看以下幾項(xiàng)：（1）芯片面積是否足夠小。（2）每一個(gè)芯片的功能、性能是否完全達(dá)到，是否完全滿足這款產(chǎn)品在市場的適用性。（3）功耗是否做到了足夠低。對于一款新片而言,在同樣的芯片面積、同樣的功能與性能保證下,誰做的功耗越低就越具有競爭性。（4）可靠性問題。業(yè)界普遍不太關(guān)心這個(gè)問題，而我們不同，我們認(rèn)為這也是設(shè)計(jì)問題，量產(chǎn)成功一定要有確定的可靠性指標(biāo)。（5）芯片的良率。工藝沒有意外波動(dòng)的情況下，好的設(shè)計(jì)是可以保證比較高的良率的。

記者:貴公司是如何幫助IC設(shè)計(jì)企業(yè)來實(shí)現(xiàn)一次流片量產(chǎn)成功的?

谷總:主要由前端設(shè)計(jì)和后端設(shè)計(jì)兩方面來保證:

前端設(shè)計(jì)一般被業(yè)界認(rèn)為是客戶自己的事，與后端提供設(shè)計(jì)服務(wù)的公司無關(guān)，但我們不這么認(rèn)為。通常是委托方將前端設(shè)計(jì)的結(jié)果（門級網(wǎng)表加上約束條件），交給設(shè)計(jì)服務(wù)方做成一個(gè)版圖，前端設(shè)計(jì)過程的對與錯(cuò)即網(wǎng)表的對與錯(cuò)與設(shè)計(jì)服務(wù)公司無關(guān)；這是我們過去20多年設(shè)計(jì)服務(wù)公司形成的套路。這樣只能保證50%以上的成功率。我們認(rèn)為這樣不夠，我們認(rèn)為直接一次量產(chǎn)成功才是我們與客戶的共同追求。具體說起來我們在前端設(shè)計(jì)階段對客戶項(xiàng)目進(jìn)行7個(gè)方面的梳理：（1）時(shí)鐘信號（時(shí)鐘模塊）。絕大部分客戶項(xiàng)目中的時(shí)鐘模塊都有我們的建設(shè)性建議，因?yàn)楹蠖宋锢韺?shí)現(xiàn)和客戶理想時(shí)鐘之間會(huì)有差異，并且大的系統(tǒng)時(shí)鐘很復(fù)雜，所以時(shí)鐘模塊很重要。（2）檢查全局性信號如置位復(fù)位信號等。很多人在設(shè)計(jì)中采用了異步復(fù)位，但對一些細(xì)節(jié)如什么時(shí)候結(jié)束卻并不清楚。大的SOC系統(tǒng)復(fù)位信號非常復(fù)雜，往往這個(gè)時(shí)候我們就能在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)不少問題。（3）時(shí)序關(guān)系，也叫時(shí)序約束關(guān)系。檢查整個(gè)系統(tǒng)時(shí)序的完整性、合理性，而這需要有做過物理實(shí)現(xiàn)的、處理過大芯片多系統(tǒng)的、有豐富經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)服務(wù)公司才行。（4）RTL 規(guī)范化處理。一個(gè)大型系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常都是團(tuán)隊(duì)合作，不同的設(shè)計(jì)人員由于經(jīng)歷、經(jīng)驗(yàn)、背景不同使得編寫風(fēng)格不統(tǒng)一，每部分單獨(dú)看都沒有問題，但放在一起可能就沒法正常工作，這個(gè)時(shí)候要有一個(gè)系統(tǒng)的編碼風(fēng)格和有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)專家從全局的角度把握整個(gè)設(shè)計(jì)；經(jīng)FPGA驗(yàn)證過的RTL只反映算法實(shí)現(xiàn)的正確性，而并不能保證物理上可綜合、可實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)閺腇PGA代碼轉(zhuǎn)為SoC代碼后仍然還有一些地方需要進(jìn)行調(diào)整，否則最后得到的芯片還可能無法正常工作。（5）芯片功耗的降低。如今低功耗已成為所有人關(guān)注的焦點(diǎn)之一，雖然功耗大小與后端設(shè)計(jì)以及制造工藝有一定關(guān)系，但我們認(rèn)為后端對省電只能起到20%的作用，80%要靠前端設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，如時(shí)鐘設(shè)計(jì)、RTL模塊管理等都與功耗有非常密切的聯(lián)系。我們協(xié)助客戶在前端設(shè)計(jì)及后端設(shè)計(jì)進(jìn)行雙管齊下的功耗優(yōu)化。（6）合理的可測試性設(shè)計(jì)（DFT）方案。我們堅(jiān)持對每一個(gè)芯片都做可測性設(shè)計(jì)，使可測試設(shè)計(jì)指標(biāo)---故障覆蓋率達(dá)到各類產(chǎn)品對可靠性設(shè)計(jì)的要求，滿足故障覆蓋率、良率、缺陷產(chǎn)品比例三者之間的關(guān)系；并且我們盡可能從RTL階段就把完整的DFT方案做進(jìn)設(shè)計(jì)中，此時(shí)可以做到覆蓋率最大，而且也最有效。（7）提供先進(jìn)的RTL綜合方案，怎么樣把面積做小、功耗做小、性能做好、物理可實(shí)現(xiàn)以及庫單元的取舍等都是綜合時(shí)要考慮的。

后端設(shè)計(jì)：我們后端設(shè)計(jì)主要把住五個(gè)方面。首先是面積，面積大小直接影響芯片產(chǎn)品最終成本，一個(gè)7×7mm2的設(shè)計(jì)如果每邊縮小1mm成本就可降低27%，這是相當(dāng)大的節(jié)?。黄浯问切阅?，我們的目標(biāo)是保證產(chǎn)品在所有額定溫度范圍和工藝條件下都滿足性能指標(biāo)并正常工作；第三是功耗與電源結(jié)構(gòu)，我們對所有設(shè)計(jì)都用Apache工具進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功耗的分析，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)做更合理估算，不僅保證最低功耗與供電結(jié)構(gòu)的安全可靠，而且在流片前就可進(jìn)行精確預(yù)測；第四是通過保證故障覆蓋率水平的可測性設(shè)計(jì)與良率保證達(dá)到可靠性設(shè)計(jì)的目標(biāo)；第五是良率，良率高底不能簡單看成是生產(chǎn)工藝的原因，在同樣工藝條件下不同的設(shè)計(jì)套路對良率影響很大，保證良率對設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)提出了很高的要求。

記者:國奇科技成立于2009年，在短短三年的時(shí)間里，你們?nèi)〉昧嗽鯓拥某煽?，市場合作情況如何？

谷總:經(jīng)過這兩年零一個(gè)月多的時(shí)間,公司內(nèi)部架構(gòu)及管理制度比較完善了，研發(fā)活動(dòng)及公司運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范即SOP也快完成，這是為ISO做準(zhǔn)備的；關(guān)于技術(shù)方面，我們技術(shù)的覆蓋范圍，從0.18um到28nm, 包括相關(guān)的IP。IP方面去年做了一批，今年又做出來了一批。從去年到今年公司的知名度有所提升, 客戶接待我們的態(tài)度有明顯轉(zhuǎn)變, 市場對我們的認(rèn)知度也有很大提高, 我們輸?shù)舨糠挚蛻舻脑虿皇羌夹g(shù)而是我們的品牌效應(yīng)還不夠吧。

記者:貴公司在技術(shù)創(chuàng)新方面有何表現(xiàn)？

谷總:在我看來技術(shù)創(chuàng)新要有套路。我們已有能處理上千萬門的扁平設(shè)計(jì)流程、數(shù)千萬門的層次化設(shè)計(jì)流程和高級低功耗設(shè)計(jì)流程，技術(shù)覆蓋了180nm到28nm。28nm在業(yè)界是比較先進(jìn)的, 有很多東西要做歸納和聰明的組合。我們所有的庫都要自己重新進(jìn)行特征參數(shù)提取的；我們自己也開發(fā)了很多很先進(jìn)的IP供客戶選用；版圖知識(shí)產(chǎn)權(quán)已經(jīng)拿到了十項(xiàng), 今年初步規(guī)劃要申請30項(xiàng)專利, 以后會(huì)更多。

記者:作為一家專業(yè)的設(shè)計(jì)服務(wù)公司，您認(rèn)為成功的關(guān)鍵是什么？國奇科技的優(yōu)勢在哪里？未來有何發(fā)展策略？

谷總:有人認(rèn)為成功的關(guān)鍵是與foundry綁定，如GUC與TSMC，對設(shè)計(jì)服務(wù)公司有實(shí)質(zhì)的支持，但這不是每家都做得到的。我們認(rèn)為,擔(dān)保一次量產(chǎn)成功才是更重要的。直接量產(chǎn)成功五個(gè)要素：面積最小、性能最好、功耗最低、可靠性最好、良率最高, 相輔相成。我們對客戶產(chǎn)品的每項(xiàng)指標(biāo)的承諾是,只會(huì)比原來承諾的更好,絕不會(huì)比最初的承諾差。我們堅(jiān)持對客戶、對市場的忠實(shí)承諾,在邁向成功的路上,要每一步都穩(wěn)健、扎實(shí)、戒驕戒躁。

我們的發(fā)展策略也非常清晰,堅(jiān)持現(xiàn)在走的路，把每個(gè)芯片、每個(gè)客戶項(xiàng)目做成功,做到我們承諾的量產(chǎn)程度,主線就這一條。我相信堅(jiān)持走這條路線應(yīng)該會(huì)帶來正面的市場效應(yīng),應(yīng)該就會(huì)有不少回頭客的項(xiàng)目。

記者:您是如何看待中國的集成電路設(shè)計(jì)業(yè)？您對中國本土IC設(shè)計(jì)企業(yè)的發(fā)展有何建議？

集成電路可靠性設(shè)計(jì)范文第5篇

Abstract： The design of the electronic scales uses moisture-proof， waterproof and anti-shielding measures， the electronic scales has voltage detection function， the low pressure warning light of LCD display will illuminate when the voltage is below the normal operating voltage. Electronic scales are mainly constituted by microcontrollers， sensors and display device， and the weighing sensor used in this design is resistance strain gage.

關(guān)鍵詞： 多功能；精準(zhǔn)電子秤；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

Key words： multi-function；precision electronic scales；design；achieve

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-4311（2013）04-0203-02

0 引言

目前，電子秤的發(fā)展趨勢是向提高精度和降低成本方向發(fā)展，這樣的趨勢勢必引起市場對高性能、低成本模擬信號處理器件需求的增加。下面作者設(shè)計(jì)一款多功能精準(zhǔn)電子秤，旨在實(shí)現(xiàn)重量顯示數(shù)字化，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

1 設(shè)計(jì)思路

1.1 多功能精準(zhǔn)電子秤硬件及電路設(shè)計(jì) 本多功能精準(zhǔn)電子秤的硬件電路主要包括主控板硬件電路和LCD顯示屏控制板電路。其中主控制板硬件電路主要包括系統(tǒng)電源電路、微控制器LPC1766最小系統(tǒng)電路、以太網(wǎng)模塊電路、AD數(shù)據(jù)采集電路、FLASH存儲(chǔ)器模塊電路、鍵盤模塊、RS-232以及USB接口模塊。

微控制器LPC1766最小系統(tǒng)電路包括：電源電路，時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。

以太網(wǎng)模塊部分主要由網(wǎng)絡(luò)芯片W5100電路和電路構(gòu)成。

AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊包括：AD芯片CS5460C電路以及電路構(gòu)成。FLASH存儲(chǔ)器選擇ATMEL公司的AT45DB081D芯片，該芯片的總線接口兼容SPI方式，與微控制器LPC1766的SPI接口相連。

LCD顯示屏控制板電路主要包括LCD顯示屏控制板微控制器AT89C52電路和顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片HT1621芯片的電路。

1.2 編輯軟件的設(shè)計(jì) 電子秤控制器的軟件主要功能為：系統(tǒng)初始化、顯示模塊軟件初始化、AD數(shù)據(jù)采集初始化、AD數(shù)據(jù)采集接收和發(fā)送數(shù)據(jù)、鍵盤處理任務(wù)、數(shù)據(jù)顯示等功能。本設(shè)計(jì)采用C語言作為主要的開發(fā)語言。

2 多功能精準(zhǔn)電子秤的實(shí)現(xiàn)

2.1 硬件初始化 硬件初始化工作主要完成微控制器的工作模式設(shè)定和硬件資源分配，包括：

系統(tǒng)時(shí)鐘初始化工作是通過調(diào)用NXP公司給LPC17XX系列芯片開發(fā)的時(shí)鐘配置庫函數(shù)進(jìn)行的。初始化工作實(shí)現(xiàn)的功能有：為系統(tǒng)的每一個(gè)組件設(shè)置時(shí)間，設(shè)置主要時(shí)鐘包括選擇外部高速晶體（12MHz）作為振蕩器的時(shí)鐘源，使能PLL功能使得芯片的主頻275MHZ-550MHZ，設(shè)置USB時(shí)鐘以及設(shè)置FLASH加速模塊等。本設(shè)計(jì)中函數(shù)為void target nit （void）。

中斷配置初始化工作通過調(diào)用的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。中斷配置初始化實(shí)現(xiàn)的功能有：嵌套向量中斷控制器的向量表基地址設(shè)置，通過向量表基地址的中斷信道號來確定中斷類型，禁止以及允許中斷服務(wù)程序，系統(tǒng)清除中斷服務(wù)程序。本設(shè)計(jì)中函數(shù)為類型， NT32S zyIsrSet （unsigned int uiChannel， unsigned long Ulf unction，unsigned int uiPrio）。

引腳初始化工作主要是配置微控制器LPC1766的管腳，由于芯片的引腳有復(fù)用功能，需要指定引腳使用哪個(gè)功能，本設(shè)計(jì)中函數(shù)為void pinlnit（void）；還需要配置引腳是用于輸入還是輸出，本設(shè)計(jì)中函數(shù)為void pconplnit（void）。

外部FLASH初始化主要完成的功能是選擇扇區(qū)，復(fù)制RAM數(shù)據(jù)到FLASH，扇區(qū)數(shù)據(jù)擦除，校驗(yàn)數(shù)據(jù)，從FLASH讀取數(shù)據(jù)等功能。

SPI接口初始化主要完成的功能是SPI接口1的工作模式設(shè)定、時(shí)序設(shè)定、時(shí)鐘速率設(shè)定、字節(jié)發(fā)送和接收格式設(shè)定。

CS5460C初始化主要完成的功能是AD參數(shù)初始化，包括零點(diǎn)高低寄存器設(shè)置、零跟速度、零跟范圍、置零范圍、穩(wěn)定范圍等，配置CS5460C的各種寄存器包括/電流偏移寄存器、時(shí)基校準(zhǔn)寄存器、狀態(tài)寄存器等。本設(shè)計(jì)中的函數(shù)為void AD-INIT（void）。

2.2 數(shù)據(jù)采集任務(wù)

2.2.1 CS5460C初始化 對CS5460C的程序設(shè)計(jì)首先應(yīng)從外部晶振開始。本文采用4.096MHz的外部晶振為芯片提供主時(shí)鐘，其啟動(dòng)時(shí)有20ms的延遲，CS5460C沒有上電自動(dòng)復(fù)位功能，需要人工通過發(fā)送3個(gè)OxFF命令字節(jié)和1個(gè)OxFE命令字節(jié)，使串口與字節(jié)界重新同步。接著設(shè)置配置寄存器的RS位使系統(tǒng)復(fù)位以初始化內(nèi)部邏輯。完成以上工作后，即可進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

2.2.2 開啟CS5460C CS5460C完成初始化以后即可進(jìn)行數(shù)據(jù)樣，CS5460C采樣流程如下：A/D采樣模塊初始化5460芯片讀5460對采樣值濾波零點(diǎn)范圍判斷讀5460對采樣值濾波求凈載值乘校秤系數(shù)（內(nèi)碼）將內(nèi)碼值運(yùn)算為重量值超載判斷返回到讀5460。

2.3 鍵盤處理任務(wù) 在鍵盤處理任務(wù)中，主要采用DM74LS154芯片進(jìn)行單片機(jī)與鍵盤的讀寫操作。DM74LS154芯片是4線-16線的譯碼器，當(dāng)選通端（Gl、G2）均為低電平時(shí)，可將地址端（ABCD）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對應(yīng)的輸出端，以低電平譯出。如果將G1和G2中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端，由ABCD對輸出尋址。鍵盤處理模塊主要的任務(wù)的總流程如下：開始讀鍵盤值判斷鍵盤值結(jié)束。

2.4 顯示模塊任務(wù) 在本設(shè)計(jì)中，顯示模塊是采用微控制器STC89C52來控制兩個(gè)HT1621芯片進(jìn)行通信，通過串口來與主控制芯片LPC1766進(jìn)行通訊。顯示任務(wù)總流程如下：開始復(fù)位初始化單片機(jī)init8052（）初始化HTl 621 init_htl621（）初始化串口 UART_Init（）調(diào)用顯示子程序diszh（）退出。

2.5 系統(tǒng)抗干擾性和可靠性設(shè)計(jì)

2.5.1 硬件電路抗干擾性和可靠性設(shè)計(jì)思路

在本設(shè)計(jì)中就是AD采樣芯片CS5460C。在本設(shè)計(jì)中將AD模塊采用屏蔽防護(hù)罩來防止外部信號對其干擾。另外，電路系統(tǒng)中的元器件、電源線、信號線等都高密度的集合在電路板中。電路板的好壞也直接影響著系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。而電路板好壞取決于元器件的選擇和布局：

元器件要分布要疏密一致，擺放要合理；應(yīng)加大它們的距離，以免因放電、擊穿而引起意外短路。在電源線路設(shè)計(jì)中要盡量的將電源和地線加粗；其次，應(yīng)在集成電路芯片的電源引腳和地線引腳之間加去耦電容；在PCB板設(shè)計(jì)完成之后要鋪銅，并設(shè)為地線網(wǎng)絡(luò)，以降低干擾。

2.5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采取的措施

①指令冗余化。對于重要指令應(yīng)多次反復(fù)執(zhí)行，這樣可以糾正干擾引發(fā)的錯(cuò)誤；對于頻率較低的采集數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行多次采集然后再進(jìn)行濾波處理；對于對外輸出的指令，需要進(jìn)行多次重復(fù)執(zhí)行以確保信號的可靠性。

②軟件看門狗技術(shù)。軟件看門狗不斷監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)超過已知的循環(huán)設(shè)定時(shí)間，就強(qiáng)迫程序返回到入口處，使系統(tǒng)運(yùn)行重新納入正軌。這種干擾措施將使系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性大大提{。

3 裝機(jī)調(diào)試

用數(shù)據(jù)線將主控板、鍵盤、顯示屏和傳感器進(jìn)行連接。接通開關(guān)電源，按下開關(guān)后，顯示屏顯示0-9自檢，然后進(jìn)入稱重狀態(tài)。當(dāng)改變傳感器上物品重量時(shí)，顯示也隨之改變，這說明硬件和程序都可以正常運(yùn)行；當(dāng)按下鍵盤的功能鍵時(shí)，都可以進(jìn)入各個(gè)相應(yīng)的功能，說明鍵盤連接無誤，可以正常運(yùn)行；當(dāng)用串口助手，通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)，都可以正常顯示，說明串口可以正常工作；當(dāng)用網(wǎng)線與計(jì)算機(jī)連接時(shí)，可以正常PING通在同一個(gè)局域網(wǎng)其他計(jì)算機(jī)的IP，說明網(wǎng)絡(luò)也可以正常工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]電子稱重技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].儀表技術(shù)與傳感器，

2007，7：76-78.