物联网PCB设计技能和专业知识要求

系统和产品设计是严肃的工作。我设计的第一个光电系统非常笨重，到处都是光纤、传感器和电线。当然，它完成了任务，但还远远没有准备好进入市场。我亲切地记得，我的经理把它比作会飞的意大利面怪物。

如果你刚刚开始研究物联网产品的设计，那么在许多设计方面你都需要提升到专家的地位。物联网设备将移动性、低功耗、射频通信、混合信号功能和高速数据传输功能集成到一个小的占地面积中。记住所有这些因素将有助于您在第一时间获得正确的设计。

pcb行业标准

如果你打算最终将你的新设备推向市场，你的设备必须达到或超过许多行业标准。这些标准规定了若干操作要求，以确保您的设备与他人制造的设备之间的兼容性。尽早熟悉在行业标准下工作是至关重要的。如果你现在就能设计出符合标准的设备，以后就不需要重新设计了。

印刷电路协会(IPC)标准是一个很好的开始，您可能会在设计过程中经常参考这些标准。其他组织，如IEEE, ISO和ANSI也指定了pcb的操作标准。当您开始深入研究行业标准时，它可能看起来像一碗字母数字汤。没有人能记住每一个PCB设计标准，重要的是要专注于适用于您的设备的标准。

物联网应用和低功耗设计

并不是所有的物联网设备都可以插在墙上的插座上。如果你的设备被设计为可移动的，你应该尽可能地学习如何设计你的设备，以使用尽可能少的电量。你的移动物联网设备可能会以多种不同的模式运行，包括睡眠、待机、突发等。节省电池电量并确保在每种模式下可靠性的最佳方法是在不需要时关闭设备的不必要部分。

最好是好好想想PCB的功耗因为它发生在不同的功能块在你的板。将PCB划分为功能块并为每个块分配功耗预算是一个好主意。如果您遇到功耗问题，咨询组件供应商也是一个好主意。他们可能会推荐使用更低功耗的替代组件，并帮助您在预算内使用。

你的物联网设备还需要一个消耗能量的内存模块。选择合适的内存，可以满足您的功能需求，可以帮助您保持在您的电源预算。每种类型的存储器都有其优点和缺点。例如，如果您选择DMA而不是DRAM，您将以延迟和吞吐量为代价获得功耗节省。作为一名设计者，你需要权衡每种内存类型的利弊。

让您的设备与射频设计保持对话

除非您计划将物联网设备直接插入以太网端口，否则您的设备将通过WiFi无线连接到互联网。蓝牙功能也可能是可取的，特别是如果您的设备打算与您的手机接口。许多其他的无线网络协议用于使用射频信号发送和接收信息。如果你还没有熟悉各种无线协议，那么熟悉这些协议是个好主意。

用无线通信连接所有物联网设备

政府对无线电频谱的分配进行监管，某些频段被分配用于不同的目的。例如，WiFi信号在2.4 GHz频率下工作，而其他射频协议将在射频频谱中的不同频率下工作。行业标准还将指定设计约束，这将有助于确保您的设计正常运行。

值得庆幸的是，您不必从头开始设计RF模块。已经满足政府法规和行业标准的现成无线模块可以从电子供应商处购买，并可以轻松地集成到您的设计中。这些部分可以帮助你保持你的形式因素小，同时仍然包括所有你需要的功能。

混合信号设计

许多物联网设备，尤其是移动电话和智能家居设备，将使用许多传感器来运行，使设备与周围的世界进行交互。物联网设备中的传感器输出的模拟信号必须转换为数字信号。一旦转换为数字信号，数字数据就可以像任何其他数字数据集一样进行编码和操作。

由于物联网设备正在处理的数据量不断增加，处理器必须以更快的速度在组件之间移动数据。你的布局需要考虑诸如串扰、时钟倾斜、传播延迟、衰减和阻抗匹配等问题。混合高速数字和模拟信号也要求板的模拟和数字部分被隔离在板的不同部分。

有了适当的仿真协议，就可以确保IC和行为构造宏建模的准确性。使用强大的SPICE模拟器确保pcb是安全的。

模拟，更小的板，更高的组件密度

当你的任务是满足电源需求和混合信号协议时，比如打包所有RF模块、逻辑ic、电源管理组件、微处理器、走线、内存、显示器、充电/USB端口和其他电子组件，感觉就像玩俄罗斯方块一样。每一寸空间都是宝贵的，如果你想充分利用你的设备，你会想要充分利用所有空间。

整理你的电子元件感觉就像玩俄罗斯方块

幸运的是，您不需要单独管理每个因素。通过适当的SPICE模拟，您将能够跟踪电源效率，设计漏洞，分析阻抗并确定必要的形状因素限制。SPICE库将具有易于访问的组件参数集成和建模，以及用于构建自定义模型的模板，这对您的分析来说是一个重要的福音。

当你在进行物联网设计时，你最不想做的事情就是您的设计和分析不稳定:不稳定的无论你是否面临困难的电力需求你的传感器设备，或者克服棘手的外形限制，OrCAD的PSpice模拟器能够为你提供最好的结果。

如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈吧．