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【每日话题】原理图都画不好,怎么当硬件工程师

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1、前言
画好电路原理图是硬件工程师最基本的工作要求。如果原理图画不好,甚至出错,那么layout就会跟着错,板子打回来肯定用不了,唯一可能挽救的方法就是飞线,要么重新打板,但肯定会耽误项目进度,最严重的就是失去客户。

最近一个客户有个新需求,需要一个全功能的Type-C接口。同事在画主板的时候,忽视这一点,设备发到客户那里,客户说用不了,回过头来找问题,才发现把它当成了普通的Type-C接口,最后差一点就失去了这个客户。


举这个例子的目的是跟大家一起学习一下Type-C的基础知识,了解什么是全功能Type-C(可能很多人没有听过,虽然现在这个接口很普及)。


2、Type-C基础
咱们这个同事之所以把客户这个需求给忽视,可能的原因有两点:
1、针对原理图checklist没有认真检查;
2、检查了,但是对Type-C不敏感,就默认为是普通的接口:VCC,D+,D-,GND连上就完事。

咱们主要讲讲这个接口:
Type-C接口主要有3种,分别有6pin,12pin,24pin

1、6pin  Type-C:

6Pin是引脚最少的,只保留了Vbus、GND、CC1、CC2,没有D+,D-,适用于只需要通过USB取电,而不需要通信的场合。

CC1、CC2可用于PD设备识别,承载USB-PD的通信,以向供电端请求电源供给。

1、12pin  Type-C:
12Pin引脚数量居中,在6pin的基础上增加了数据DP1/2,DN1/2,SBU1/2,主要用于USB2.0通信。也支持 PD快充、HDMI传输等功能。


3、24pin  Type-C:
24Pin,也就是我们说的全功能Type-C,它是具有12Pin引脚所具有的全部功能,且多了一个USB3.0/3.1高速传输功能。

母头/母座引脚定义


公头/插头引脚定义

可以很明显看出,插口内的Pin功能相对于中心对称。公头插入母头,无论正反插,引脚功能都完美契合。而且电源VBUS/GND都拥有4个Pin,最大支持5A电流,在保证高速数据传输的同时也提高了电流承载能力。

辅助信号 sub1 和 sub2,在特定的一些传输模式时才用。平时可以不管,直接忽略。

另外,从图得知。相比较母头,公头只有一对D+/D-(母头有两对),且有一个CC1+VCONN(母头有CC1,CC2)。

所以可以得知:尽管母头有两对D+/D-,但实际传输数据的时候,仅仅有一对在工作。

另外,对于CC引脚而言,当连接在一起的时候,有以下两种情况:

正接:母CC1对公CC1,母CC2对公VCONN
反接:母CC2对公CC1,母CC1对公VCONN

这里不得不强调一下CC1、CC2的作用,主要用于设备识别,PD快充。大家最早认识快充应该是从高通CPU的QC开始的。通过提高输电电压,来提高输送功率。但QC协议中,通信使用的是USB的DP、DM,这就导致充电的时候会对USB通信造成影响。

但是USB-PD对电源设备的识别依靠CC1、CC2引脚,避免了QC标准与DP、DM的冲突。使得USB-PD在传输电力的同时,数据传输不会受到影响。

再来看一张引脚定义图,主要想让大家了解USB2.0和USB3.0都用了哪些引脚


(绿色和蓝色):USB3.0 差分信号线 共2组x4 = 8个引脚,例如:
A2:SSTXp1~SuperSpeed差分信号#1,TX,正
B11:SSRXp1~SuperSpeed差分信号#1,RX,正

(棕色):USB2.0 差分信号线 共2组x2 = 4个引脚,例如:
A6:Dp1~USB 2.0差分信号,positive 1,正
B7:Dn2~USB 2.0差分信号,negative 2,负

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沙发
王栋春| | 2024-7-19 10:09 | 只看该作者
识图和绘图是硬件从业者的必会技能,基础不牢其它全部白费!

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板凳
flyingstar01| | 2024-7-19 10:33 | 只看该作者
硬件设计水平和个人成长强相关,在个人成长的过程中,出错不可避免,调试经验都是在出错的过程中获取的,没有问题反而对电路、产品的理解并不深刻,好多工程师的水平***只停留在原理图设计阶段,不能确切的知道实际使用场景对电路设计的影响,只会空谈理论而已。

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地板
shaler| | 2024-7-19 11:28 | 只看该作者
学习咯

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5
mbutterfly| | 2024-7-19 11:36 | 只看该作者
引脚好多。

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6
tpgf| | 2024-7-19 12:14 | 只看该作者
成为一名硬件工程师不仅仅是能够绘制原理图,还包括理解电路设计、调试、原型制作、测试和生产等多方面的技能

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7
jhcj2014| | 2024-7-19 12:30 | 只看该作者
多练才有用。

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8
咕咕呱呱孤寡| | 2024-7-19 13:02 | 只看该作者
小小typeC这么多引脚,涨知识了哈哈哈

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9
海中水| | 2024-7-19 14:29 | 只看该作者
其实这个看这个好怎么定义了,正常来说硬件工程师对于PCB当然是要熟练掌握,但是这个好说实话就一定要在长期实践中积累。

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10
混子黄| | 2024-7-19 14:51 | 只看该作者
原理图/封装都缺一不可,错了一位就全错了

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11
gyh974| | 2024-7-19 14:55 | 只看该作者
细心和专注,原理图靠的是经验和知识的积累

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12
木野臻| | 2024-7-19 14:59 | 只看该作者
硬件工程师也是很全能的,看动图、原理、选型、画图、采购、生产、测试、实验、各种文档撰写等。都属于基本具有的技能。

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13
springvirus| | 2024-7-19 15:19 | 只看该作者
重复贴

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14
springvirus| | 2024-7-19 15:19 | 只看该作者
看来自己持续充电学习,才是王道

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15
blust5| | 2024-7-19 16:12 | 只看该作者
***不要停下自己进步的脚步

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16
飞天鸣人| | 2024-7-19 16:20 | 只看该作者
全功能Type-c知识,学习了!

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17
forgot| | 2024-7-19 16:24 | 只看该作者
硬件设计在时间比较紧的时候最怕的就是打样出错,每次重新打样花的时间太多了

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18
jlc317| | 2024-7-19 21:37 | 只看该作者
能力是如何练成的?努力学习,持续积累,不懈进取,必定成功。加油!

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19
zrk787| | 2024-7-19 22:00 | 只看该作者
要养成良好习惯,做个规范的原理图

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20
zym123| | 2024-7-19 22:03 | 只看该作者
一个优秀的原理图,还会考虑可测试性、可维修性、BOM表归一化等

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