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一板成功——高速電路研發與設計典型故障案例解析

( 簡體 字)
作者:張晶威類別:1. -> 電子工程 -> 電路設計 -> 其它
譯者:
出版社:清華大學出版社一板成功——高速電路研發與設計典型故障案例解析 3dWoo書號: 55558
詢問書籍請說出此書號!

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NT售價: 195

出版日:1/1/2022
頁數:127
光碟數:0
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印刷:黑白印刷語系: ( 簡體 版 )
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ISBN:9787302589235
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序:

譯者序:

前言:

序言
從“一板成功”到硬件故障排查
“一板成功”!初次聽到這個詞是在剛剛入行時,這是一位前輩的標簽。筆者和這位前輩沒有技術層面的交流,僅有的接觸是給他送過一張單板。印象深刻的是,他戴上防靜電手套,先觸摸了棆銂熒x氣片后,才小心地打開包裝……以致多年以來,筆者但凡接觸到“有良好靜電保護意識”的硬件工程師,都會留下“訓練有素”的印象。
第二次在腦海中留下印記的是一次面試,略顯鋒芒的面試官喜歡問一些刺激神經的問題,其中便有: “如何做到一板成功”?并補充道,“擺在你面前的事情很清楚,一板成功是考評優秀,兩板是良好,三板勉強合格,再做就該走人了……”。
在此之前,筆者沒有仔細思考過這個問題。現在再來回答這個問題時,已經有了一個框架的認識,再整理便成了今天序言的一部分。
1. “一板成功”之我見
“一板成功”這個詞中的“一”字過于引人注目,從而成了優質產品的“標簽”“獎章”。時過境遷,筆者對“一”字的理解不同于以往,如今更關注“成功”。
到底何為“成功”?硬件設計的成功應該是階段性戰術意圖的達成,不同的硬件項目或硬件產品存在要求差異,階段性的目標也不同。例如下述情形。
(1) 無參考案例的原型設計。
原型設計幾乎沒有供參考的相關設計案例,如新的核心芯片組,新的架構……這種原型設計的階段性目標是實現需求定義的功能,此時“成功”可以定義為硬件平臺能夠支持固件和軟件工程師開展工作、實現單板需求。
在計算機主板上,最低目標是CPU和主存組成的最小系統能夠良好運行,啟動(Boot)代碼能夠順利加載,操作系統(OS,Operation System)能夠運行,這樣整個項目的人員都可以開展工作。如果因為硬件設計或芯片自身的問題,個別I/O外設功能未能實現,還有很多方法可以彌補,但是如果系統啟動失敗,所有的驗證工作將很難開展。
這里需要用合理的成本(時間、物料和生產流程等)來保證功能驗證的開展這個基本面。基本面不保,何談成功,至于“一板”與否,以成本合理為標準。




(2) 量產產品的測試驗證階段。
產品在生命周期內一般生產幾萬片甚至更大數量,硬件平臺有可供參考的案例,或是開發板,或是類似項目。那么此時“一板”的目標除了滿足功能需求以外,還需要具備小批量試制(產),并導入測試的硬件條件。電源與信號完整性、系統集成測試、穩定性與可靠性測試等工作可以在此平臺上開展,反饋的問題可以在此平臺進行解決或優化(解bug),為量產版本打下基礎。對此類產品,單純地追求“一(板)”是不現實的。
綜上所述,“一板成功”不能脫離階段性戰術意圖的目標。識別主次,辯證地看清“成功”是對“一板”的有力支撐,并做到有重點地進行設計。
而不論何種項目,故障排查幾乎貫穿電子信息設備的全生命周期。“成功”與“故障排查”是緊密綁定的。
2. 本書要說的重點——硬件故障排查
目前最龐大的故障案例分析和故障排查資料是以“復盤報告”“技術分享”“質量報告”“歸零文檔”等形式存在于各企業的防火暀圻Z,形成企業的“積累”和工程技術人員的“經驗”。由于行業背景的差異、企業優勢和特長的不同、工程項目的獨立性等原因,沒有形成解決問題的“通解、通法”及故障排查的方法論。事實上,防火晹Z的文檔質量也參差不齊。
除了上述文檔中所涉及的專業知識,我們更關注硬件電子產品的故障如何被發現,怎樣解決,為何發生,能否避免(如同學生時代,查看一道題目的答案可以學習知識,目標是學會解題思路,這是同樣的道理),所以需要將這些硬件電路與系統領域的“報告”“案例”進行抽象,形成方法。本書開篇談方法論——硬件故障排查的方法論,接著再談故障排查之陣眼——現象復現,并認識故障表象與本質的差異,從而捕捉故障的根本原因,這需要客觀的思維。進一步用案例去踐行這些方法,即知行合一。
接下來的幾章涉及時鐘、電源、復位。一方面是呼應硬件故障排查方法論之“三板斧”; 另一方面其中的案例涉及時鐘、電源、復位啟動多個角度,體會方法至簡,應用“不可勝窮”的要義。并在“不可勝窮”的案例中,解釋案例的用處是什么。為什么如此鼓勵親臨一線操作、實踐?因為硬件工程師要理解實踐中的“執行力”,硬件電子技術的故障排查是在實踐中不斷探索和趨近本源的科學。
除了在項目案例中踐行方法,電子科學與技術是一套完備的知識體系,脫離知識而空談方法,無異于鏡中花、水中月,所以本書將進一步論述“MOS管和邏輯器件”“總線”“高速電路”等設備以及“測試、測量技術”。
最后再次提升認識,思考設計中如何提升質量、控制風險,這與在故障排查過程中正視故障、解決問題是一種思想的兩種表述方式。
內容簡介:

《一板成功——高速電路研發與設計典型故障案例解析》是面向硬件電路與系統的工程技術類書籍,通過對電子工程設計中的實際故障案例分析,幫助讀者形成硬件設計流程中電路調測和故障排查的方法體系。從研發設計人員的視角探求硬件電路與系統的測試測量、電路調試、故障分析以及解決方案,內容涵蓋時鐘、電源、邏輯器件、總線、高速信號、測量技術等常規的硬件電路模塊。兼具理論性和工程實用性。
《一板成功——高速電路研發與設計典型故障案例解析》適合作為從事計算機、通信設備、高端儀器制造等行業的電路設計、開發專業工程師、研究人員的技術參考書,也可以作為電子科學技術、電子工程專業高年級本科生和研究生的參考用書。
目錄:

第1章硬件故障排查的方法論
1.1硬件故障排查的“三板斧”
1.1.1硬件故障排查的一看、二查和三板斧
1.1.2案例1——PCI系統兼容性問題及“三板斧”
的流程
1.1.3小結
1.2現象整理
1.2.1排故工作如何開展——制訂試驗計劃
1.2.2報告的誤區
1.2.3案例2——CPCI系統啟動過程宕機,兼談故障
報告的誤區
1.2.4案例3——器件兼容替代引發內存數據錯誤,
兼談一份優質測試報告
1.2.5小結
1.3表象與本質的距離
1.3.1案例2的解讀
1.3.2案例4——系統外設接入與VGA接口顯示
異常故障綁定
1.3.3案例5——計算機VGA接口顯示異常故障
1.3.4小結
1.4知行合一
1.4.1故障排查中的思維方法與理論知識
1.4.2適應自身的方法
1.4.3非技術層面的困擾
1.4.4故障排查的執行力
第2章時鐘電路的設計與應用
2.1案例6——鎖相環(PLL)輸出時鐘頻率偏差超出額定值
2.1.1項目背景及故障描述
2.1.2故障分析思路
2.1.3故障排查及原理分析
2.2案例7——時鐘鎖定速度優化導致系統誤碼率提升
2.2.1項目背景及故障描述
2.2.2故障分析思路
2.2.3故障排查及原理分析
2.2.4小結
2.3案例8——交流耦合電容誤用致芯片輸入時鐘異常
2.3.1項目背景及故障描述
2.3.2故障分析思路
2.3.3故障排查及原理分析
2.4案例9——板卡適配的故障,談共同時鐘的時序約束
2.4.1項目背景及故障描述
2.4.2故障分析思路
2.4.3故障排查及原理分析


第3章電源電路設計與應用
3.1案例10——LDO輸出濾波電容ESR配置不當致電源
輸出振蕩
3.1.1項目背景及故障描述
3.1.2故障排查及原理分析
3.1.3解決方案
3.2案例11——模塊輸入引腳的驅動電流與電源使能控制
信號
3.2.1項目背景及故障描述
3.2.2故障分析思路
3.2.3故障排查及原理分析
3.2.4小結
3.3案例12——控制邏輯I/O配置與不同電源域漏電
3.3.1項目背景及故障描述
3.3.2故障分析思路
3.3.3故障排查及原理分析
3.3.4小結
3.4案例13——DCQDC激活邏輯延遲導致系統上電時序錯誤
3.4.1項目背景及故障描述
3.4.2故障分析思路
3.4.3故障排查及原理分析
第4章復位信號與電路模塊的初始化配置
4.1案例14——反相器選型與應用不當導致系統頻繁復位
4.1.1項目背景及故障描述
4.1.2故障分析思路
4.1.3故障排查及原理分析
4.1.4小結
4.2案例15——JTAG_RST配置不當導致芯片進入測試模式
4.2.1項目背景及故障描述
4.2.2故障分析思路
4.2.3故障排查及原理分析
4.3案例16——約束引腳配置錯誤導致系統無法啟動加載
4.3.1項目背景及故障描述
4.3.2故障分析思路
4.3.3故障排查及原理分析
4.3.4小結
第5章MOS管與邏輯器件應用
5.1案例17——電容放電式引信發火藥劑配制誤差
5.1.1項目背景及故障描述
5.1.2故障分析思路
5.1.3故障排查及原理分析
5.1.4小結
5.2雙向電平轉換芯片誤用導致控制邏輯錯誤
5.2.1NMOS管原型應用分析
5.2.2芯片解決方案GTL2003系列
5.2.3慎重處理上、下拉電阻
5.2.4I2C解決方案
第6章總線與高速信號
6.1案例1回顧——PCI透明橋時鐘延遲差異導致下游設備異常
6.1.1項目背景及故障描述
6.1.2故障分析思路
6.1.3故障排查及原理分析
6.2案例18——兩級Buffer與PCIe總線時鐘噪聲
6.2.1項目背景及故障描述
6.2.2故障分析思路
6.2.3故障排查及原理分析
6.3案例19——BMC對服務器系統“一鍵收集日志”引發告警
6.3.1項目背景及故障描述
6.3.2故障分析思路
6.3.3故障排查及原理分析
6.4案例20——網絡變壓器供電連接錯誤導致網絡故障
6.4.1項目背景及故障描述
6.4.2故障分析思路
6.4.3故障排查及原理分析
6.5案例21——高速總線交流耦合電容值過小致總線傳輸
誤碼率升高
6.5.1項目背景及故障描述
6.5.2故障分析思路
6.5.3故障排查及原理分析
6.5.4小結
6.6案例22——射頻連接器的串擾導致鏈路信號誤碼
6.6.1項目背景及故障描述
6.6.2故障分析思路
6.6.3故障排查及原理分析
第7章測試計量與系統
7.1案例23——采樣策略與存儲器深度關聯導致信號異常
濾波
7.1.1項目背景及故障描述
7.1.2故障分析思路
7.1.3故障排查及原理分析
7.1.4舉一反三
7.2案例24——半實物仿真旋轉變壓器的輸出角度抖動故障
7.2.1項目背景及故障描述
7.2.2故障分析思路
7.2.3故障排查及原理分析
第8章故障排查與硬件設計
8.1拙戰論
8.2高質量的設計動作
后記從彷徨到吶喊
參考文獻
序: