现在给大家分享周教授的**硬件工程师理论基础中的“元器件的属性”
元器件的种类很多,除了其电性能参数之外,还有其他的很多数据,如:
供应商相关信息:生产厂商、厂商料号
内部管理相关信息:内部物料编码、器件库信息、替代料关系
元器件硬件相关信息:规格书、电气性能、原理封装、PCB封装
元器件结构相关信息:2D资料、3D模型
采购相关信息:价格、最小包装、交期、供应商关系
“元器件库”,library,就是上述内容的合集。各家公司不一样,但至少要包含厂家料号、电气性能描述、原理封装、PCB封装这些核心信息。越大的公司,管理的越细致。这个library,并不是初学者理解中的,画一个原理图封装一个pcb封装就完了的。而是集物料全部信息为一体的综合性的“库”。
厂家+厂家料号,是一颗元器件的基本标识。例如:YAGEO RC0201JR-0710RL,是一颗国巨生产的10ohm电阻。Qualcomm MSM8916-1,是一颗高通生产的8916CPU。AWINIC AW8735TQR 是一颗艾为生产音频功放。料号,就是物料的编号,有时候会叫做物料编码, Part Number、Material Code、Ordering Code,一般都是指厂家料号。相当于物料的名字。
同一厂家的不同元器件,肯定是不同的料号的,元器件和料号要一一对应。同一个元器件如果有几个名字,或者几个元器件对应同样的名字,就无法管理了。即使是一模一样的物料的几个不同的版本,也会有区分。
那么多生产元器件的厂家,会不会名字有重复呢?一定会,但是比较少,主要集中在二极管三极管这样的标准化常用物料上。大部分时候,元器件厂商都是有节操的,哪怕是抄别人的功能,也会尽量避免完全一样的名字。但不管怎么重复,厂商名字肯定不会重复的,所以“厂家+料号”这个组合肯定不会重复,只要采购根据“厂家+料号”去下采购订单,就一定不会错误。
每个厂家对于自己生产的元器件都会有自己的命名方式,一般采用有规律性的命名,通常是采用“类别+系列+参数+版本标识”,在元器件对应的规格书上会有明确的说明。所以从料号上,能看到这个颗物料的一些基本信息。大家接触物料多了,熟悉这些厂家的编码方式,对于常用物料,看到料号一眼就能认得出来这是谁家的什么东西。例如TPA、TAS、TPS是Ti的物料的开头,MSM、QCA、APQ是Qualcomm的物料的开头,SKY是Skyworks的物料的开头等等。
内部物料编号
每个元器件虽然通过厂家+厂家料号可以实现唯一对应,但是料号长的长短的短,还经常变来变去的,很难管理。对于整机物料,如外壳、辅料、包装盒这些,都是产品设计公司自己设计生产的,也需要有一个自己的编号。加工厂会有一套自己的编码规则,用于录入生产管理系统,设计公司也一样会建立一套自己的物料编码系统,用来将外购元器件和自己生产的部件统一编码,规范化管理。物料系统会接入ERP系统,能够精准管理生产计划和库存量。
每家公司的物料库实现方式会有差别,但是思路上都是一样的。有些小公司没有物料系统,容易造成库存料、呆滞料、错买漏买物料、用错物料等问题。产量小的时候关系不太大,产量大的时候就容易造成大损失。
开发公司的料号和代工厂的料号一般都不一样,不同的代工厂之间的料号也不一样。工厂会根据厂家料号这个唯一不变的信息,来将开发公司的料号和自己的料号对应起来,最终用自己的料号去上料生产。
替代料
除了内部编号和厂家料号之外,物料库里还需要有元器件的精确描述、替代关系、物料状态等信息。替代关系描述了一颗物料能够和另一个物料互换使用。例如YAGEO的10K_5%的电阻,和ROHM的10K_5%的电阻,是可以互换使用的,互为替代料。采购购买物料的时候,会在几种替代料之间选择价格低、交期好的来购买。生产的时候如果遇到一种物料缺货,也会替换成另一种。替代料的管理是比较严谨的,没有经过批量测试不应当加为替代料,因为一旦出现问题,就是批量性的问题。
通常数字电路上的物料可替换性较高,数字电路的余量相对较大。模拟电路上的电路一定要谨慎替换,很容易影响性能。小型芯片类,如电源、开关等一般容易替换,大型芯片类,处理器、存储器等,一般不能随便替换。
物料状态
通常用来标识物料能不能用、是不是重要物料。物料的引进是很严谨的,要从理论分析,到实验室测试,到小批量试用,再到大批量试用,都没有问题,才能够相对放心的使用。因此需要有一个状态来标识这个物料当前是处在什么样的状态,供工程师选型和采购下单做参考。如果物料停产了,或者被验证是有问题的,禁止使用,同样也要在物料状态上醒目的标识出来,使工程师不会再继续使用这颗物料。
重要物料等级,通常是给工厂来看的,低价值的小尺寸物料,如电阻电容电感一般允许不超过1%的生产损耗,高价值物料,如芯片,存储器等,不允许有生产损耗。工厂通常也会有自己的一套标准,如果没有要求,工厂就会按照自己的标准来判别。
规格书
Spec(Specification的缩写),或者Datasheet。又称数据手册。每一个元器件有规格书。规格书里面包含有元器件的介绍、电气特性、关键参数、接口、时序、寄存器、封装、包装、生产信息、参考原理等等信息,简单一些几页,能够让工程师了解元器件特性并合理使用,复杂一些的几千页都有,几乎事无巨细的记录好芯片的每一个使用细节。
拿到一个元器件,工程师首要任务就是拿到规格书,先看一遍规格书再说。后面会有单独的一篇,详细解读规格书的基本架构,以及如何快速阅读规格书。
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