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本帖最后由 alexwang 于 2018-7-3 09:25 编辑
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芯片到模组，研发生产全过程（收藏版）
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物联网、智能家居的发展，加深了人与物的连接互动，使得我们的生活更加丰富多彩、沟通更为便捷、连接越来越紧密。人、物（设备）的连接依赖于Internet无线组网无线连接，然而连接协议却品类多多，如大类的WiFi、BLE、Zigbee、Z-wave，还有小众的NB-IoT、LoRa等；且单就WiFi协议，又有多个芯片平台 如高通QCA4004、MTK的MT7688、乐鑫的ESP8266、瑞昱的RTL8710等； 这样一来，难免会给工程师产品开发前期带来困扰： 产品适合选用什么协议？需要哪些参数做衡量？ 又有什么测试测量手段？
3 a2 F& [3 r& p7 q! O今天小编就以瑞昱的RTL8710 WiFi模块为例，从研发选型、生产过程两大方面，辅以芯片封装、PCB生产、及SMT加工的过程工艺来给大家做个细致的讲述，争取能拨开云雾见明月。
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芯片到模组的四个阶段
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8 a w5 u0 W$ z8 Y1 E; u: u一、芯片（本阶段小编自认浅薄，大家飘过~）
2 m% j% P% W1 a从度娘拿来的芯片生产过程，贴图共同学习。
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- _3 D8 X8 k9 M" i. {$ z5 w重点说说模组研发、生产过程； 一张导图、分段说明； ! A0 Q0 V% Z- s, T* l# ?
" F4 V( J- L( O; j1 G' `4 {) F二、模组研发
2 ^2 `" V' w9 R \: f2 V9 n主要涉及硬件设计、软件设计两方面；5 r7 ~( q3 A$ ]5 @. x
所谓谋而后动，模组动手设计之前。需要从这几个方面去考量，方案选型、原理图及layout设计、PCB板子及PCBA打样、指标调试与参数测试； 其中，方案选型为重中之重。
5 e& d$ K! x# w8 z1、方案选型 核心是满足功能、供货生产容易、价格匹配； . p- x+ r. H j5 Y
（1）需求分析 功能考量：wifi使用的组网方式，一对一，还是一对多。终端产品取一对一，用在网关、路由上则是一对多。 , j9 o$ O1 q. Y# x, R$ V ]
在传输速率上，分流量类，控制类，如果模块应用在智能家电控制方面的，选择偏控制类的芯片，比如ESP8266即可；如果用在路由器这样的产品，就要选择流量类芯片，比如MTK的7620；
# q& m5 K& `' L5 ]3 `8 C& h在功能接口方面，模组开发商考虑更多的可能就是芯片的接口数量，功能支持等，比如GPIO功能口、SPI flash扩展口、I2C接口；其实这个很好理解，比如RTL8710这款物联网WiFi芯片，它的GPIO多达二十多个，支持多的输入输出设备，或是更多的外部连接或控制；同样在接口功能方面的考虑也是不能忽视的，比如这款芯片其有的接口在无工作状态下可自动将功耗降低到最低状态，待进入工作状态时可自动从睡眠模式唤醒，这样可大大降低产品的功耗。 另外，在应用功能方面，开发商根据需要选择透传类，还是非透传类的芯片方案。
( Z8 v8 \" q* K0 C1 O（2）优劣分析 除对芯片方案的市场需求进行分析外，模组开发商还需要考虑芯片的性价比与稳定性，以及原厂及供货渠道；
6 O( f( [; `' f, J9 w一款好的产品就算各个方面都过硬，但是价格脱离市场高的离谱，那么绝对是没有人敢选择的。当然也不能单单只看价格，俗话说便宜没好货是非常有道理的。如果两款芯片方案优势差异比较明显，但是优势占优的芯片方案即使价格高一点也阻挡不了大家选择的。说到芯片方案的稳定性，这个尤为关键。倘若是一款功耗高易引起发热而造成死机的芯片，你如何让产品开发商、消费者选择呢。当然发热可能是造成不稳定众多因素中的一种，如芯片厂商对软件代码的优化不到位，同样会引起上述问题。 . c6 N" p$ {( t
不同厂商或者不同品牌提供的芯片方案，可能是各有千秋，甚至是千差万别。在芯片行业，大家似乎有一种共识，欧美芯片方案优先选择，接着是日韩，再者就是台湾，最后才选择大陆芯片方案，当然这是在芯片方案价格差异不大的前提之下。当然这样笼统的说是不太科学，但是参照意义还是有的。上述我们提到的模组芯片方案就是来自台湾厂商。 , @7 b8 ]/ s3 R8 L
最后， 再好的芯片方案，供货渠道不稳定，或者经常出现短缺，对于模组开发商同样是非常致命的。 ' h! a# n% Z6 B5 K$ A5 [8 S
2、原理图设计 2 t0 ^4 m' I! [ N' X0 Q8 e* _0 U
模组开发商选择好芯片方案后，就就要进行模组开发设计。模组研发设计最先做的工作就是，设计原理图。
) u' R/ y/ G+ \7 C: w稳定性：开发商需要根据芯片厂商提供的芯片资料，按照规格要求设计出稳定性高的原理图。
! E% ?+ y% Z$ Z; M- `成本优势： 原理图有多种设计方案，但是不能忽视对成本考量。如两层电路板设计，四层电路板设计都可以使用，四层电路板也更优，但是价格就更贵。当然这只是成本考虑的一个方面而已。 * V6 T' ?' j7 x7 W- b
兼容设计：原理图设计时的电磁兼容设计考虑，就是要考虑模组在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作。目的就是确保模组既能抑制各种外来的干扰，使模组在特定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少模组本身对其它电子设备的电磁干扰。电磁兼容设计考虑，涉及到整个模块的稳定性和性能。 0 h n7 E7 }) p# t
量产难易程度：原理图设计还要考虑日后是否方便加工，好加工也就意味着加工费用少。如果设计的原理图致使实际加工的良品率低的话，同样会造成成本增加。 7 K1 N6 b: c+ v1 P$ U) b5 g
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最后： ) v- O: f& a6 }6 }' P
从模组研发前的需求分析到确定方案选型，从原理图设计到绘制PCB板，从模组软硬件对接到确认BOM物料；从模组生产涉及的PCB生产、到SMT加工、测试；从模组出货到售后技术支持，从这里面的每一步，我们可以看到厂商努力的身影，我们可以感受到厂商内心的执着，而不是你眼中仅看到的价格······
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发表于 2016-5-31 16:05
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