硬件设计 | 数据手册
时间：2021-09-10 16:36:57
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[导读]注|文末留言有神器本文主要介绍芯片datasheet的查找、使用方法以及重要性，不管是设计硬件电路还是编程，datasheet都是重要的资料，芯片的使用方法都在datasheet里，这也是最权威的资料！Datasheet(数据手册)的快速阅读能力是每个工程师都应该具备的基本素养。...
注 | 文末留言有神器本文主要介绍芯片datasheet的查找、使用方法以及重要性，不管是设计硬件电路还是编程，datasheet都是重要的资料，芯片的使用方法都在datasheet里，这也是最权威的资料！
Datasheet(数据手册)的快速阅读能力是每个工程师都应该具备的基本素养。无论是项目开始阶段的选型还是后续的软硬件设计，到后期的项目调试，经常有工程师对着英文的datasheet发愁，这么厚的资料，一页页的读，那得通宵啊！虽然有些半导体公司会把自己的数据手册翻译为中文，但大部分估计都是翻译软件给翻的，里面错误很多，有些就只把大标题翻译了一下，后面的详细说明还是英文，所以还是直接看英文原版靠谱。
那么如何才能用最短的时间找到最需要的内容呢？简单来说，datasheet包括性能介绍(芯片做什么用的)、管脚定义(要画原理图)、内部寄存器定义(要写程序)、封装形式(制造采购都要问的)，这些基础信息都会写的很明白。
另外，作为硬件工程师，必须注意的还有器件的典型性能、最小和最大需求以及特性、在不损坏它的条件下你能做什么、以及使用建议和提示。01从项目角度来看datasheet首先是器件选型，在项目前期的准备阶段，器件选型是一个非常重要的工作内容。相应的每款芯片的datasheet开始最醒目的位置都会有一个简介和feature list，包括器件的供电电压、电流、功耗、资源、封装信息等等基本内容。通过这些内容我们就可以快速的明确芯片功能和使用领域，确定芯片是否能满足项目需求，以此来进行快速的筛选，完成选型工作。确定了器件型号以后，我们就要开始后面的设计工作。对硬件工程师来说，器件的封装、管脚分配和参考设计这几部分就是最先要关注的点，有了这几部分，硬件工程师就可以马上开展工作了。
然后有些datasheet会体贴的把参考板的PCB layout也放进来，有些会把这部分内容单独形成一个demo文档。在通用的部分，如供电，复位，调试电路等等，我们可以尽量的参考这些有用的文档，详细阅读layout设计指南，在PCB布局布线上降低风险，提高一次成功的概率。
由于每个项目的需求不一样，在器件的使用上也会有所区别，那么这些和参考设计不一样的地方就是我们要重点关注的点。我们可以一边设计一边查找，比如在具体管脚上拉下拉或者悬空的时候都要格外小心，经常会有一些小陷阱在这些管脚的处理上，一般datasheet里都会有明确的说明，需要我们仔细阅读。Datasheet里面经常会包含很多图表，我们在前期硬件设计的时候可以有重点的关注。如器件的推荐使用参数，高低电平判别电压等等，这些在设计前期一定要明确。一些器件的非线性参数会通过图形的方式来说明，比如二极管的导通电阻，在不同的使用电压条件下，是不一样的，这个就需要我们根据不同的项目使用要求去确定。或者有些资料里面会用图表的形式说明器件性能，这些也需要在设计阶段关注一下。还有些图表表示了器件的测试方法，这些在设计前期可以暂时忽略，等用到的时候再详细了解就可以了。
除了硬件内容外，datasheet里面还会包含软件部分，不同的器件软件部分工作差别很大，很难一概而论。掌握一个基本原则就是先主后次。主就是关注器件的boot、reset、地址空间、调试信息等等，也就是和器件正常工作相关的主要部分，先要保证器件能工作起来。次就是器件的外设接口等等，器件能正常工作了，我们再去根据datasheet的介绍分别调试各个不同的模块。基本上通过以上内容我们就可以完成设计了，但是很多大厂的datasheet其实并不仅仅包含这些内容。比如ADI公司的一些ADC/DAC器件资料里面，还会包含AD/DA转换的原理性讲解内容，这些和芯片相关的第一手资料有时候讲的比教科书里还清楚，如果能在有时间的时候仔细研读，对我们的设计无疑是会有很大帮助的。Datasheet既是我们设计上的好帮手，也是学习的好资料。02各取所需读datasheet最高深的境界，不仅要看datasheet上面的内容，凡是涉及到的算法、协议、配合器件都要懂，要善于做延展辅助阅读，甚至看清楚芯片背后的设计哲学。听说要写个datasheet简单的三四个月，难的甚至需要四五年，融入的其实都是精华。当然，不同职业从datasheet里获得的信息重点是不一样的。
在形形色色的电子世界里面，第二种类型的工程师从业人数最多，有纯硬件的工程师，也有嵌入式软件工程师，有模拟电路工程师，也有数字电路工程师，他们的共同点就是面向应用。03最后每家公司的datasheet都有严格的规范，及独特的风格，有时候还会穿插一些原理性的介绍，甚至比教科书写得还好。设计新手可以从典型芯片入手，触类旁通，但datasheet只是一个参考，要掌握芯片其实还是要靠应用、以及out of spec的验证和调试。
datasheet也是了解一家公司技术最准确的途径之一，有些工程师在面试前会在公司官网上面仔细阅读其datasheet，研究里面用到的电路，增加录用概率。# 留言区福利 #
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Datasheet(数据手册)的快速阅读能力是每个工程师都应该具备的基本素养。无论是项目开始阶段的选型还是后续的软硬件设计，到后期的项目调试，经常有工程师对着英文的datasheet发愁，这么厚的资料，一页页的读，那得通宵啊！虽然有些半导体公司会把自己的数据手册翻译为中文，但大部分估计都是翻译软件给翻的，里面错误很多，有些就只把大标题翻译了一下，后面的详细说明还是英文，所以还是直接看英文原版靠谱。
那么如何才能用最短的时间找到最需要的内容呢？简单来说，datasheet包括性能介绍(芯片做什么用的)、管脚定义(要画原理图)、内部寄存器定义(要写程序)、封装形式(制造采购都要问的)，这些基础信息都会写的很明白。
另外，作为硬件工程师，必须注意的还有器件的典型性能、最小和最大需求以及特性、在不损坏它的条件下你能做什么、以及使用建议和提示。01从项目角度来看datasheet首先是器件选型，在项目前期的准备阶段，器件选型是一个非常重要的工作内容。相应的每款芯片的datasheet开始最醒目的位置都会有一个简介和feature list，包括器件的供电电压、电流、功耗、资源、封装信息等等基本内容。通过这些内容我们就可以快速的明确芯片功能和使用领域，确定芯片是否能满足项目需求，以此来进行快速的筛选，完成选型工作。确定了器件型号以后，我们就要开始后面的设计工作。对硬件工程师来说，器件的封装、管脚分配和参考设计这几部分就是最先要关注的点，有了这几部分，硬件工程师就可以马上开展工作了。
然后有些datasheet会体贴的把参考板的PCB layout也放进来，有些会把这部分内容单独形成一个demo文档。在通用的部分，如供电，复位，调试电路等等，我们可以尽量的参考这些有用的文档，详细阅读layout设计指南，在PCB布局布线上降低风险，提高一次成功的概率。
由于每个项目的需求不一样，在器件的使用上也会有所区别，那么这些和参考设计不一样的地方就是我们要重点关注的点。我们可以一边设计一边查找，比如在具体管脚上拉下拉或者悬空的时候都要格外小心，经常会有一些小陷阱在这些管脚的处理上，一般datasheet里都会有明确的说明，需要我们仔细阅读。Datasheet里面经常会包含很多图表，我们在前期硬件设计的时候可以有重点的关注。如器件的推荐使用参数，高低电平判别电压等等，这些在设计前期一定要明确。一些器件的非线性参数会通过图形的方式来说明，比如二极管的导通电阻，在不同的使用电压条件下，是不一样的，这个就需要我们根据不同的项目使用要求去确定。或者有些资料里面会用图表的形式说明器件性能，这些也需要在设计阶段关注一下。还有些图表表示了器件的测试方法，这些在设计前期可以暂时忽略，等用到的时候再详细了解就可以了。
除了硬件内容外，datasheet里面还会包含软件部分，不同的器件软件部分工作差别很大，很难一概而论。掌握一个基本原则就是先主后次。主就是关注器件的boot、reset、地址空间、调试信息等等，也就是和器件正常工作相关的主要部分，先要保证器件能工作起来。次就是器件的外设接口等等，器件能正常工作了，我们再去根据datasheet的介绍分别调试各个不同的模块。基本上通过以上内容我们就可以完成设计了，但是很多大厂的datasheet其实并不仅仅包含这些内容。比如ADI公司的一些ADC/DAC器件资料里面，还会包含AD/DA转换的原理性讲解内容，这些和芯片相关的第一手资料有时候讲的比教科书里还清楚，如果能在有时间的时候仔细研读，对我们的设计无疑是会有很大帮助的。Datasheet既是我们设计上的好帮手，也是学习的好资料。02各取所需读datasheet最高深的境界，不仅要看datasheet上面的内容，凡是涉及到的算法、协议、配合器件都要懂，要善于做延展辅助阅读，甚至看清楚芯片背后的设计哲学。听说要写个datasheet简单的三四个月，难的甚至需要四五年，融入的其实都是精华。当然，不同职业从datasheet里获得的信息重点是不一样的。
- 如果你是IC design，可能更注意application note、diagram、reg file。
- 如果是你硬件工程师，会注意电器特性、pin list、封装尺寸等几个章节。
- 如果你是Marketing，会关注feature list、reference design、电器特性等章节。
- 如果你是software engineer，需要看寄存器和软件章节。
- 如果你是project manager，需要关注所有章节。
- 如果你是学生，可以练练英语阅读吧。
- 第一种，制作芯片的，微电子，半导体行业的，画芯片版图，了解芯片内部构造功能的；
- 第二种，应用芯片的，也就是满足项目或者产品需求，需要芯片来作为某一环节功能实现的；
- 第三种，对芯片提供外围电路支持，布局布线，画电路板。
在形形色色的电子世界里面，第二种类型的工程师从业人数最多，有纯硬件的工程师，也有嵌入式软件工程师，有模拟电路工程师，也有数字电路工程师，他们的共同点就是面向应用。03最后每家公司的datasheet都有严格的规范，及独特的风格，有时候还会穿插一些原理性的介绍，甚至比教科书写得还好。设计新手可以从典型芯片入手，触类旁通，但datasheet只是一个参考，要掌握芯片其实还是要靠应用、以及out of spec的验证和调试。
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