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电子产品方案设计赏析八篇

时间:2022-12-05 12:33:47

电子产品方案设计

电子产品方案设计第1篇

近年来,随着国内IC设计水平逐步提高,产业规模不断扩大,IC设计带动了包括IC制造、封装测试、应用推广在内的整个IC产业链的快速发展,IC设计产业正在逐步成为支撑技术创新、产业升级和结构调整的重要力量。但是,与国外先进国家和地区相比,目前国内IC设计企业规模偏小,技术创新和自我发展能力较弱,应用开发水平也急待提高。如何扶持中小IC设计企业快速成长和做大做强是进一步促进产业快速发展,缩小与发达国家和地区差距的重大课题。

在科技进步日新月异、新产品和新技术层出不穷的今天,电子产品升级换代越来越快,而国内同质低价竞争也越来越激烈。国内中小IC设计企业一方面承受着国外IC设计巨头的竞争压力,另一方面要随着市场热点不断调整自己产品的研发方向,这些严重妨碍了企业技术的技术积累和持续的研发投入。众多中小IC设计企业常常面临着生存和发展的双重考验。

本文以电子产品的研发链条为主线,从市场、企业和产业等不同角度,探讨提高中小IC设计企业的技术创新和自我发展能力的方法和途径;基于对产品研发中系统定义和应用方案的研究,提出了加强IC设计与整机企业互动交流,搭建政府促进产业链上下游企业的合作平台,以应用促进IC设计产业发展的思路。

2我国IC设计产业仍处于起步阶段,发展空间十分广阔

目前,国内IC设计企业约500多家,深圳达130多家,企业数量不少,但企业规模都很小。根据IC Insight的调查数据[1],全球2010年销售额超过10亿美元的IC设计公司数量已达13家。排在前面的高通公司(Qualcomm)的销售额是71亿美元、博通公司(Broadcom) 65亿美元、AMD公司65亿美元。国内还没有销售额超过10亿美元的IC设计公司,销售额超过1亿美元的公司有10家左右。根据CSIA的统计数据[2],2010年国内IC设计产业销售额合计363.85亿元,而国外前面13家IC设计公司的销售额合计达414亿美元(约合人民币2730亿元),国内和国外的差距十分惊人。

中国庞大的IT产业赢得了世界电子工厂的称号,也使中国成为IC消费大国和IC进口大国。2010年全球IC市场规模预计近2700亿美元。我国IC进口金额为1569.9亿美元(原油为1351.5亿美元、铁矿砂为794.3亿美元)[3],IC出口金额仅为292.5亿美元,逆差1277.4亿美元,约占全球IC市场规模的二分之一。虽然中国近十年的IC设计行业保持了高达45%的复合增长率,但IC的自给率不到20%,80%的IC特别是高端IC基本都需要进口。中国IC设计产业的发展空间十分广阔。

2011年1月12日,温总理主持召开国务院常务会议,决定从六方面进一步鼓励和扶持软件产业和IC产业的发展。1月28日,国务院印发了《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发[2011]4号),这是继国发[2000]18号文后,国务院再次推出的支持IC产业发展的政策。可以预期,在“十二五”期间,我国IC设计产业仍将继续快速发展。

3中小IC设计企业要重视方案研究,走差异化发展之路

国内IC设计业发展可以分为三个阶段:模仿替代、差异补缺和创新超越。IC设计公司由于规模、产品方向不同,进入各个阶段的时间和持续的时间各不相同(如图1所示)。从第一阶段到第三阶段,企业创新能力、市场竞争能力不断提升,抗风险能力得到加强,但在资金投入、人员配备和技术积累等方面也对企业提出了更高的要求。目前深圳IC设计企业基本进入第二、第三发展阶段,部分企业已处在创新超越阶段。如海思半导体、中兴微电子、国民技术、比亚迪微电子等公司,在通信、加密、汽车电子等多个领域引领着技术发展的潮流。

企业在第二和第三阶段才算进行了真正意义上的技术和产品研发,这时IC产品方案成为研发成败和能否取得良好经济效益的关键。IC产品方案包括IC的系统定义、设计方案和应用方案。系统定义决定了IC产品在整机系统中的功能及性能,包括采用的技术、标准、算法、模式和结构等;设计方案是实现系统定义所采用的工具、工艺和方法,以及设计、流片和测试的计划等;应用方案是IC产品应用于特定整机系统的应用范例。

对应于系统定义、设计方案和应用方案,中小IC设计公司一般配备了系统结构、IC设计、应用方案工程师完成对应工作,而大型企业则成立相应的独立部门。IC设计工程师受系统结构和应用方案工程师的主导,完成实现和执行层面的工作。系统结构和应用方案工程师决定了产品的发展方向和应用推广前景,是公司命运的主导者。

业界已普遍认识到系统定义和应用方案的重要性,以及系统结构工程师和应用方案工程师在企业发展中至关重要的作用。在大型IC设计企业中,系统结构部门和应用方案部门的技术力量很强。他们可以从系统结构、技术标准、规范和算法等高级层面规划未来,也能够保证以很好的应用方案和技术支持把产品推向市场,所以企业具有很强的技术创新能力和市场竞争能力。但在中小IC设计企业中,这两方面的技术力量相对薄弱,技术人员中以IC设计工程师居多,有些甚至依靠IC设计工程师完成系统定义和应用方案的开发,有时会造成系统定义和应用方案质量不高,直接后果是产品推出后才发现IC定义缺乏远见、产品存在缺陷,应用推广遇到困难。目前,中小IC设计企业已逐步认识到系统结构工程师和应用方案工程师的价值,在不断加强对产品方案的研究。

中小企业要在快速变化市场中求发展,需要避重就轻走差异化之路。首先要建设一支在较高层面了解技术和市场的全貌,可以提出创新和差异化的系统定义的团队。目前,大部分中小IC设计企业之所以愿意从事消费类IC产品的开发,主因在于消费类产品为大众所熟悉,对整机方案和市场情况研究要求不高,IC设计工程师可以承担系统结构和应用方案工程师的工作,企业减轻了人员配备的压力。所以,IC设计企业若要追求更高的产品利润,可能需要避开竞争激烈、利润低、更新换代快的消费类市场,在未充分开发的IC应用领域(以下称目标领域)寻找发展机会。例如新能源电子、机电一体化、汽车电子、数字装备等。这时,仅靠IC设计工程师去研究目标领域的整机系统和应用是远远不够的,可能需要引入目标领域的专有人才担当系统结构和应用工程师,或者与目标领域的整机企业建立紧密的互动合作,完成IC设计中最为重要的系统定义和应用方案制定。

重视系统定义和应用方案而成功的企业数不胜数。在通信领域,超越世界先进水平的中兴通讯和华为技术自不必说,在其他领域,成功的中小IC设计企业也很多。例如:芯邦微电子因移动存储控制方案及产品而快速成长;国民技术因领先的信息安全方案和产品而成功上市;江波龙专注于FLASH增值应用方案及产品研发而得到快速发展;珠海炬力、福州瑞芯、北京君分别专注于数字音视频、移动多媒体和嵌入式SOC产品研究而占领了市场先机,上演了“长江后浪推前浪,一浪更比一浪强”的消费类产品发展的“三国演义”,佐证了系统定义和应用方案对企业发展的极端重要性。

4推进设计与整机企业互动,形成产品研发链条的无缝链接

电子产品的研发链条包括:系统定义、设计方案(IC设计、IC制造、IC封装测试)、应用方案、市场推广。笔者认为系统定义和应用方案是研发链条的价值核心,IC设计、制造和封测受工艺技术水平制约是研发链条的技术基础。系统定义决定了产品的品质和生命周期,应用方案和市场推广完成了产品的价值实现。

深圳成功企业的经验表明,产品研发体系的各个环节的紧密结合是企业成功的关键。中兴通讯、华为技术等公司从行业经验、技术趋势和行业标准上把握未来,在系统定义上占领通信领域的制高点。同时,企业制造系统将好的系统定义迅速变成了优秀的产品,市场部门将优秀的产品推广到了世界各地。比亚迪在新能源汽车领域经过多年积累具有系统设计方面的优势,其整车产业环境提供了系统定义、设计开发和应用推广紧密结合的条件。这些企业的产品研发的各环节是紧密无缝连接,具有极强的自主创新能力。

对于广大中小IC设计企业而言,系统定义或者来源于整机企业、或者来源于系统研究机构。在产品推广和销售阶段,应用方案由设计公司或者第三方的方案商完成,然后推广到整机企业。与大型企业内部的部门合作相比,IC设计公司与整机企业的合作关系受到信任关系的影响,既不密切,也不稳定。政府要促进IC设计产业的发展,需要营造适合广大中小IC设计企业发展的产业氛围,其中最重要的是促进和营造像大型企业那样密切和稳定的IC设计和整机的互动研发环境,搭建IC设计企业与整机企业的合作交流平台,缝合电子产品研发产业链条,帮助广大IC设计企业深入到目标领域,寻找差异化产品,同系统厂商一起高质量地完成系统定义和契合市场需求的应用方案,在IC设计之前,努力做好未来IC产品的应用推广。

5以应用带动设计

纵观国内IC设计产业的发展,“十五”是打基础、建环境的时期,“十一五”是孵化企业、出产品的时期,我们有理由预期“十二五”将是促技术创新、促应用推广的产业大发展时期。

目前,整机企业对国内IC设计水平的发展认识不够,对国产IC的认可度低,在整机产品研发时是否采用国产IC持迟疑、谨慎和保守的态度,这在很大程度上制约了国产IC的发展。

所以,政府要进一步扶持IC设计产业的发展,就要重视促进国产IC的应用推广。深圳是国内最大的IC产品集散地,整机企业、应用方案商云集,具有最好的国产IC应用推广条件。国家集成电路设计深圳产业化基地(简称深圳IC基地)已把国产IC应用推广作为近期基地建设和服务的首要工作。主要措施包括以下方面:

1)重视促进IC设计企业和整机企业的互动,搭建IC设计与整机企业合作的桥梁。对于广大中小IC设计企业而言,系统定义和应用方案都依赖于与整机企业、应用方案商的密切合作。政府可以通过搭建互动交流平台、提供合作项目资金补贴、推广采用国产IC的整机产品等举措促进国产IC的应用推广。

2)以深圳IC基地公共技术平台为依托,以高新区的IC设计孵化器为核心,规划建设对外辐射服务的IC应用产业聚集基地。目前深圳IC基地已与各区政府合作,通过旧工业区改造建设了基地的福田园、南山园和龙岗园,形成以手机、产学研项目、数字音视频、新能源等应用为主的IC应用产业园。同时,深圳IC基地与珠海、东莞、惠州、中山、从化等市合作建设基地的珠海分园、东莞分园、惠州分园、中山分园、从化分园,构建“泛珠三角集成电路设计协作网”,延伸IC设计到应用推广的产业链条,为深圳IC设计企业发展拓展物理空间和市场空间。

3)举办应用方案推介会、技术研讨会和国产IC应用论坛。通过这些活动,IC设计企业既可以向系统厂商、整机企业、应用方案商介绍新产品和新技术,又可以向他们了解对现有IC产品的应用意见,了解整机产品研发对IC的新需求。应用论坛还可以现身说法,介绍国产IC的成熟应用方案和成功企业案例,进一步促进国产IC的应用推广。

4)开展政产学研用合作,促进IC设计共性技术研发、产品攻关和成果的产业化。深圳IC基地的公共技术平台和服务体系对IC设计企业、整机企业、应用方案商、大学和科研院所具有很强的凝聚力,是产学研用各方资源互动融合和交流合作的平台。通过该平台,政府对IC设计产业的扶持政策可以高效实施;IC设计企业与整机企业的互动合作得以实现;共性技术研发、攻关和成果产业化在政府扶持资金引导下合作完成;平台成为实施各级政府科技计划项目和产学研项目的载体。

5)举办IC创新应用展览会。每年六月举办的“深圳集成电路创新应用展”主要面向国内IC设计企业、整机企业、应用方案商、科研院所和技术服务机构,汇集本土最新的半导体技术、创新设计和应用方案,展示IC设计和应用的最新成果,搭建IC设计企业与整机企业的合作桥梁,为产品找市场,为市场找产品,助力中国IT产业的自主创新和产业升级。

6结束语

系统定义和应用方案是电子产品研发产业链条的价值核心,系统定义决定产品的品质和生命周期,设计方案决定了产品的成败,应用方案完成产品的最后价值实现,所以IC设计企业对于系统定义和应用方案应给予高度重视。

目前,大型企业的产品研发链条在企业内部进行了垂直整合,各环节之间紧密配合,形成了产品研发环境的创新优势。而广大中小IC设计企业处在系统需求与应用推广之间,缺乏研发链条之间垂直整合能力。这就需要在政府引导下,搭建和完善社会化的技术和产品研发链条。政府可以依托IC设计产业化基地、产学研联盟、行业协会等服务机构,对系统研究机构、IC设计企业、渠道商、方案商、系统整机企业进行合作引导和资源整合,重视产品的系统定义和设计,重视国产IC的应用推广,推进IC设计和整机企业的互动、交流与合作,营造社会化的适合技术创新和产品研发的发展环境,促进IC设计产业又好又快地发展。

参考文献

[1]孙再吉,13家销售额超过10亿美元的Fabless公司,《半导体信息》,2011年第1期

[2]CSIA、CCID,中国半导体行业发展状况报告(2011年版)

[3]海关总署网站,海关主要统计数据\2010.12进口重点商品量值

作者简介

电子产品方案设计第2篇

【摘要】对于电子通信产品而言,静电释放(ESD)是一个隐性杀手。在电子通信产品的生产使用过程中,对电子通信产品静电放电,不但会使产品的正常工作遭到干扰,同时还可能造成电子通信产品电子元器件的损坏,使电子通信产品出现故障,严重者还可能引起事故的发生。因此,加强对电子通信产品的ESD防护设计至关重要。本文在阐述了电子通信产品静电释放的危害及其ESD防护设计要求的基础上,进一步分析了电子通信产品的ESD防护设计的方法。

 

【关键词】电子通信;ESD;防护设计

ESD即静电释放,是一种电荷的快速中和的现象,它是静电源产生的电能在进入电子组件之后由于感应而迅速产生放电的现象。

电子产品以及人体本身都非常容易带静电,当人体(所带电极不同)与电子产品相互接触的时候,所累积的电荷有可能通过某种导体,或在空气中进行释放,从而产生静电现象。正在运行的电子器件,因静电释放而产生的周围磁场的变化,使电子器件获取的信号发生错误,从而产生错误操作,导致电子器件遭受损坏。

 

据统计,由静电释放而造成的电子器件的损坏,在所有损坏失效的电子器件中占有的比重超过60%。可见,加强电子产品的静电防护设计十分必要。

一、电子通信产品中静电释放(ESD)的危害

(一)静电释放导致电子通信产品的元器件失效

在静电的释放过程中会有电流产生,从而导致附近的电磁场产生变化,使电子通信产品的电子元器件获得的信号发生错误,影响电路的正常的数字逻辑,从而造成电子通信产品的错误操作,严重者可能引起电子产品的死机。同时,在静电释放时,很有可能直接导致电子通信产品元器件自身出现开路或者短路等问题,从而使电子通信产品的工作能力丧失。若带电物体本身所带的静电的电位比较低,在一次性的静电释放中可能不会造成电子通信产品的元器件完全完全丧失工作能力,但对其内部或多或少都会造成一定程度的损伤,这种损伤难以被检测出来,若在多次的静电释放后,经累积的电子通信产品的元器件的损伤就会使其彻底丧失工作能力,从而带来巨大的损失。

 

(二)静电释放对电子通信产品产生干扰,造成信息错误

静电释放属于脉冲干扰,在对电子通信产品进行静电放电时,可能会在电子通信产品的内部的多数位置检测到幅值较大的干扰脉冲,从而导致设备的信息出错,致使逻辑电路产生翻转,从而使电子通信产品产生故障。此外,静电释放还可能产生电平和频带都非常高的电磁脉冲干扰,当电子通信产品的敏感电路与这一电磁脉冲干扰发生藕合时,也会造成错误信息出现,造成电子通信产品发生故障。

 

(三)高压的静电释放会吸附尘埃微粒

静电电荷对空气中的尘埃微粒的吸附性非常强,这些尘埃微粒会对半导体芯片以及印刷电路板(PCB板)造成严重的污染,降低了半导体芯片与PCB板的绝缘电阻率,这就会对电子通信产品的元器件的工作效率造成严重的影响,更甚者可能导致电子通信产品元器件发生故障(如互补金属氧化物半导体电路产生门锁),丧失工作能力。

 

二、电子通信产品静电防护设计的要求及注意事项

由于静电释放的问题是长期存在的,因此,要把电子通信产品的ESD防护作为一项重要的工作贯穿于电子通信产品元件从设计、生产到运行使用的整个过程之中,并对其静电释放进行验证。电子通信产品静电防护设计的要求与注意事项主要表现在以下方面:

 

(一)明确电子通信产品ESD防护方案的等级

ESD防护方案的防护等级主要分为基本防护与全面防护两大类。

1.ESD的基本防护。ESD的基本防护主要包括人员1-2小时的基本的ESD培训、人员外露的皮肤可以通过相应的传导体接地、人员腕带1MΩ电阻接地、传导性的工作面接地以及聚乙烯保护包装等。

 

2.ESD的全面防护。ESD的全面防护是指在ESD的基本防护等级的基础之上,再增设一些额外的、更加全面的ESD防护措施。比如,对电子通信产品采用双层包装,并在包装的最外层贴上防静电保护或者增设一层金属箔片包装,将包装细致化。由于电子通信产品的元器件存在差异,相应的其ESD防护等级也存在着差异。因此,只有明确各电子通信产品元器件的ESD防护等级,才能够有针对性的采取有效的ESD防护措施。

 

(二)根据实际需求确定ESD防护标准与管理方法

由于ESD防护应用的地点与范围存在着巨大的差异,因此,其防护的具体的要求也存在着差异性,如运用于军事或者工业的ESD防护,其防护要求存在着巨大的差异。因此,各企业单位需要提供详细具体的ESD防护要求,再根据具体的要求以及标准,为电子通信产品的ESD包装、电路设计以及操作等,提供具体的操作步骤以及有效的ESD防护措施,制定具体的ESD防护方案。此外,要加强ESD管理,确定执行制定的ESD防护方案情况、ESD防护设施进行维护的花费情况以及人员的训练情况等。检测方案是否有效可行,从而找出具体的管理办法与改进措施,优化ESD防护方案,提高ESD防护作用。

 

(三)对ESD防护进行有针对性的考虑

在电子通信产品的设计阶段就应该将ESD防护纳入考虑的范围之内,能够有效避免在电子通信产品的研发后期所产生的静电释放的影响,有效控制电子通信产品的的研发周期,节省其研发成本。若在电子通信产品的设计基本定型且不能做太大的修改以后,再考虑其ESD防护,就会降低电子通信产品的ESD防护效果。因此,在电子通信产品的设计之初,就应将其ESD防护作为一项重要的工作,着重考虑。此外,电子通信产品的生产企业应该要有一个自身电子通信产品元器件的静电释放的顺序表,了解电子通信产品各元器件的静电释放能力。

 

(四)电子元器件结构及其整体设计要求

在电子通信产品的结构设计时,可采用绝缘胶布避免金属件外露而产生的回路的问题,静电的电荷量虽然非常少,但是静电电位却相当高,因此,即使有时使用绝缘涂层或是涂料外壳也不可能完全避免静电释放对电子通信产品元件带来的损害。在电子通信产品元器件的结构设计时,要确保电子通信产品的元器件外壳与地面之间能够有较好的接触,而且外壳的各面板之间也要有良好的接触,电阻应该低于0.4Ω,另外还须将信号线与电源线明确的区分开来,这样可以通过地面回路将静电电荷放掉,有效避免静电的累计,从而有效保护电子通信产品的元件,避免静电对元件造成损害。

(五)印刷电路板(PCB)的ESD防护设计要求

印刷电路板是设置有各项电子零件以及集成电路的电路板,它几乎存在于所有的电子设备中,它是电子元器件的重要支撑体以及电气连接的主要提供者,因此在对电子通信产品进行ESD防护设计时,印刷电路板的ESD防护设计尤为重要。印刷电路板的ESD防护的具体要求主要有:

电子产品方案设计第3篇

关键词:物探仪器的并行设计;电工艺设计;产品可靠性

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.006

从上世纪后期开始,我国市场上使用的物探仪器国内自主研发的占比逐年降低,转而使用进口仪器,因为进口仪器的野外施工效率高,可靠且稳定。这种情况的出现我们不得不反思、寻找设计制造仪器过程中可能有问题的地方。对于自主研发存在问题的地方提出解决方案,将电工艺设计放在研发仪器阶段之初,称之为并行设计思想。

1 关于并行设计思想的概念

1.1 传统研发模式

我国研发勘探仪器在前几年一般用串行研发模式进行研发,这种研发方式大多是按次序逐步进行,有时会遇到这样一种问题,产品发现制造方面存在问题的时候,已经完成调试而且设计成型了。假如这个问题比较大,是后期工艺所无法调整的,就需要作废前期的设计从头再来,这种情况大大拖延了研发进度,延长了研发的时间;还有的产品在设计之初并没有表现出什么大问题,但进入工艺生产时质量控制稍微不够,就会在产品上留下隐患,使得产品的品质出现问题,逐渐影响到产品后期的品牌效应和可靠性。存在的问题有:产品容易损坏、维修难度大、稳定性很不好,就算出现问题及时修好,在后期的使用过程中也可能频繁出现同类故障。

1.2 产品的可靠性

可靠性是指的是在限定的一段时间内、规定条件下产品完成相应功能的能力。产品可靠性大概可分为两方面论述:一是确定,二是获得。在产品的设计之初就能确定出其可靠性,例如设计安全、讨论指标可靠性、电应力保护设计、分配设计、冗余设计、可维护性寿命设计、环境利用设计等。在产品生产的每个时期得到产品可靠性,即批量生产时期、试生产时期、详细设计时期、总体方案设计时期,由工艺控制和工艺设计得到的。工艺设计这一部分是依据要求的产品进行设计,使用更好的操作技术和方法,让产品的质量达到生产效率高、可靠性好、成本低廉的目的。其主要内容有工艺方案的拟定和选择、解析和检验产品设计的工艺性、把握生产的过程、设计工艺的设备、工艺文件的编制。所以,在以前的串行研发模式中,电工艺设计进入流程的时候已经到了试生产阶段,电工艺设计中发现的质量隐患,只能被动的弥补。只有采用并行设计的思想,才能从根本上降低自主研发物探仪器对可靠性的影响。

1.3 并行设计理念

上世纪八十年代末,出现了并行设计思想,在详细设计和总体方案设计阶段人员就参与进来,组成一个拥有机械结构设计、电路设计、工艺设计人员的团队,并行研发、并行式设计。并行设计方式拥有一体化、并行的、多方向的信息。提前参与的工艺设计,在产品研发初期就能意识到各种影响制造种种问题,伴随研发产品的全过程,能够在设计过程中随时反馈问题,一次性成功的研发出产品,从而增强产品市场竞争能力、降低成本、缩短产品研发周期、提高产品可靠性。

2 仪器总体方案研发阶段中电工艺设计的作用

研发阶段,电工艺设计是用来完善研发产品的成品合格标准、工作原理、设计基础、设计任务书、构造特点和产品参数等。从工艺性方面寻找干扰到产品质量的原因,提出可行性建议:(1)寻找可行性的方案设计,找到电工艺在现有技术手段下无法完成或是难以完成的不稳定性原因;(2)根据生产线的产出速度和质量,找到需添加的技术改造项目、新设备和新设施初期的看法;(3)拟出处理的方法以及所使用的新工艺、新材料、新技术等;(4)对工艺进行试验和研究,解决较大难度的工艺技术关键问题;(5)对于生产新产品前的工艺技术提出培训项目。

3 对设计阶段中电工艺设计的作用做一个详细说明

在细节设计阶段,电工艺设计是用来进行核查机械结构设计资料、电路设计资料的工艺性。掌握可制造性的产品设计,消除成品出问题的隐患。工艺性核查的过程中,需要同时考虑到必要性和先进性设计,以及经济性的工艺制造,在结构和性能均达标的同时,将其工艺性再进一步提高,从而带动企业的生产经济。

(1)核实机械结构的工艺性设计。核实的主要项目有:是否采用合理固定;箱体组装焊接区的尺寸是否合理;接插件的选配是否合理;各部件的装配、拆卸是否可能和方便;线束过孔尺寸是否合理。

(2)审查电工艺性在电路版上的体现。元器件是电子产品的基本构成部分,因此在对物探仪器进行研制和设计的过程中,保证系统可靠性最重要的就是元器件的可靠性。在元器件的选择上要做到以下几点:无铅化的电子行业进程中,全部的器件在设计之初,就应该别分开有铅还是无铅,不然在流焊混装板元器件的过程中会出现,由于加热温度的原因,导致温度太低无铅元器件发生冷焊,或温度太高有铅原件发生热击穿;减少加工过程环节,尽量选用统一表面贴装器件或者通孔器件。这样可以降低加工的工艺成本;底部浮起高度较高的元件则更易于清洗。

(3)制作工艺性审查报告。工艺性审查报告主要有下列内容:结构设计的工艺性分析;电路设计的工艺性分析;样产数量及日期,产品名称;对于设计工程中的问题进行改进;在工艺方面分析电性能是否达标;结论。

(4)策划电工艺方案。为了能够顺利地进行工艺设计并且做到步骤性、计划性、目的性,在对工艺性做出核查之后,要能做出足够保持产品稳定生产的工艺方案。工艺方案主要有以下几个内容:确立工艺方案,确定基本原则;制定产品试生产进度表;规定工艺规程的复杂程度;规定出产品生产过程的事件划分,确定工艺路线;分析工艺方案的经济效果;定制改造与产品加工有关的技术方案。

4 在试生产阶段电工艺设计的作用

初期生产的主要目的,对制造过程做一个组织、协调、规划、控制及监督的过程,可以达到优质、低消耗、安全、高效的既定目标对于后期的制造过程做出规范,避免产品损伤在制造过程中。

4.1 制定工艺文件

按照一定的条件制定合理的生产过程,将工艺流程的方法、内容、程序、材料、工具、设备再加上各个环节的技术规定,以图文形式表达,这就是工艺文件。其重点有以下几个作用:(1)指导技术,成品质量得到保障;(2)考核工时定~,定出生产目标;(3)建立生产秩序,组织生产;(4)对于物料进行安排;(5)调整劳动组织;(6)对模具、工装、工具进行管理;(7)巩固工艺纪律;(8)总结经济核算的依据。

4.2 建立试生产线并做出检验

组织调整试生产线,保证没有问题了再开始生产,同时验证工艺的合理性工艺配置、设计方面是否可用。证实工艺设计可行性的时候应做到:(1)既要适合实际的企业情况,又要具有技术上的先进性和经济上的合理性。(2)工艺文件要结合图文进行展示;文件做到条理清楚、简洁明了、规范严谨;要能够很直接的表达出来,只看工艺规程,就可以进行正常的工艺活动。(3)检查产品的内容与设计文件是否相符合,要可以展示产品设计的意图,尽量使产品设计有可靠性。(4)能为之后的批量生产工艺打下良好基础。(5)时刻做到质量第一,重点控制可靠性薄弱的环节,定量要求技术指标。

4.3 整理试生产线的工艺技术文件

工艺技术文件可以分为质量控制流程、工艺方案、工艺计划、工艺标准。工艺技术的文件有很多,总结下来主要含有:各种汇总图表,包括消耗定额表、配套明细表、工装明细表;各种作业指导书,包括:电路板工位图、示意总体结构图、生产前的准备、整机工艺流程图、箱体装联图、缆线装联图等;所用设备的相关的电子文档及工艺参数文件;工艺更改单,有临时性和永久性之分。

4.4 总结与修订试生产工艺

结束试生产后,评审工艺总流程、方案,并且核实并总结方案。对于设计问题的,让有关部门进行及时的协调和修改;对于工艺性文件进行完善补充;对于所需材料进行核实;必要情况下应重复检查试生产的技术;总结试生产工艺;完成最终生产工艺的报告总结;召开鉴定会,鉴定试生产产品,检查试生产阶段是不是已经可以批量生产有可靠性的产品,以及判断的生产系统是否合格;完成工艺定型,然后开始进行批量生产。对于产品的主要工艺和设计进行测试,以上皆为试生产的作用,也可对批量生产的速度做一个估算。在定型时需要将完成的手续进行归档、会签、审批,确保工艺文件成套性、正确性。

5 结束语

提升电工艺设计物探仪器研发的产品可靠性,需要应用并行设计的思想,从技术上和时间上减少研发时间、推进研发进程、使产品从研发直接转入生产,达到企业的高品质、高效率的目标。

参考文献:

[1]王卫平.电子产品制造技术[J].清华大学出版社,2005.

电子产品方案设计第4篇

消费类市场应用范围宽广,而且由于有创新产品如平板电脑等的推出,其应用范围还在不断演变。由于难以论及所有消费应用,本文将重点探讨传统“家庭娱乐”类消费应用,如电视、机顶盒(STB)及数字视频播放机(如DVD、DVR等,简称DVx)。

过去几年来,这些应用的变化颇大,功率电子设计工程师需要特别注意。这些应用中变化最大的就是电视机市场的发展,曾经盛行的阴极射线管(CRT)电视和投影电视已被平板电视技术代替,包括液晶电视(LCD TV)、等离子电视及LED电视等。虽然LED电视是LCD技术的一个子类,但它以不同方式营销,而且从功率角度来看,LED电视代表了一种不同的方案。

STB和DVx应用也有重大变化,虽然标准版本的STB和DVx已经成为大众商品,但带有先进功能、更高端版本产品要求小外形尺寸、提供更高功率,为功率电子开发人员带来机遇。例如在DVx细分市场,随着标准DVD普及,蓝光DVD播放机吸引了大多数开发人员的注意。在所有这些应用中,电源转换需求的最显著特征就是不可见。由于不是每个终端消费者都懂得或需使用电源转换的功能,电源转换方案越不显眼就越好—它最好可以几乎免费,占用的空间应该极小,几乎不需散热,而且不应发生故障,或不应因发热或电磁干扰(EMI)而损害设备工作。

消费类市场由少数几个韩国和日本大型公司占据。他们的成功很大程度上归因于其垂直整合架构,使其具可扩展性、灵活性及大批量制造的好处。这些公司大多都能轻易将针对相近应用开发的技术及方案用于消费类市场。近年来,他们也追随了全球趋势,将电子设计及制造外包给中国厂商。此外,为数不少的实力派中国公司也已在消费领域兴起,他们除致力于服务广大的中国内需市场,也致力于服务全球市场。

关键市场推动力

成本是所有消费类应用的主要驱动力,面对持续不断降低电源转换成本的压力,还须缩短开发时间和降低开发成本,以快速回应市场潮流的改变。

平板电视电源转换的市场推动力主要是要降低特定屏幕尺寸的功率,LED背光的快速采用引领了此项变革。据估计,相同屏幕尺寸的LED背光电视消耗的功率约为传统CCFL背光液晶电视的70%。因此,许多屏幕尺寸达42英寸对成本敏感的应用不再使用功率因数校正(PFC)前端,而缺乏PFC前端会让设计人员处于窘境。主流的降压拓扑结构—LLC半桥转换器并不能很好地处理由之而产生的宽输入电压范围,所以厂商纷纷开发宽输入电压范围内可提供高能效的解决方案,这些方案可能是LLC拓扑结构的变种。其中一种方案涉及使用两个反激转换器(一个用于系统主板,另一个用于LED背光)。这种方法的优势如下:

1、直接驱动单个LED段,省去额外升压转换器,因而节省成本及提升能效;

2、极佳的互稳压性;

3、功率高于75 W的电源(约100-110 W),只需要简单增加一个PFC,大小相同的变压器及MOSFET即可。

新的变化(省去PFC)已经产生了采用和借用电源适配器市场的诸多技术和半导体方案,因此,消费类终端市场的趋同(及应用分界模糊)也反映在电源转换方案方面。固定频率及可变频率方案是否被采用,取决于设计人员。另一个推动力是极低待机能耗,可使用适配器的技术来方便实现。

消费电子市场的另一关键推动力是需求平台解决方案,因此,设计人员不会针对各种屏幕尺寸开发不同的方案,而是倾向于开发适合宽广屏幕尺寸范围的标准平台。这样可加快开发进程,配合消费类应用的步伐,还可以减少安全风险及认证障碍这些比实际电路开发更繁杂的问题。平台解决方案通常使用相同拓扑结构,相似的关键组件,如变压器及半导体元件。不同派生版本之间可能会有极小的成本优化及功能增强,但这些改变通常非常保守。

STB/DRV领域的主要推动力就是功率要求更高和电压轨的合理化设计。老式的STB要求多达5个电压轨来为不同的逻辑及处理芯片供电,采用新的先进芯片组并进行功能整合后,减到只需最多2个电压轨。经过简化,像初级端控制器以及PWM开关稳压器等更高集成度产品便成为降低总成本的更适当方案。这一趋势也推动了更高的功率要求,因为在要求更少电压轨的情况下,相同的空间中能管理更高的功率。

关键衡量依据

任何消费类应用主要衡量每个功能(而非功率)的成本,因此,成本是主要衡量依据,压倒所有其它考虑因素。适配器与电视电源要求的趋同令成本可降低,且受到原设备制造商(OEM)的欢迎。

除了成本,消费者也开始识别及关注产品的“环保成份”,这也带动当今消费产品市场的其它衡量依据,即待机功耗。根据美国劳伦斯-伯克利国家实验室的测量数据,像STB等消费类产品的待机功耗要求(及性能)已经从十几瓦下降至约3 W。

在电视应用中,空载功耗要求低至180 mW,而负载为100 mW时的待机功耗应当低于300 mW,这比任何已有的相应规范都严格得多。除了空载/待机功耗要求,在70至75 W峰值功率时的满载能效要高于88%。

发展趋势

新推出的有机发光二极管(OLED)电视有可能改变游戏规则,OLED电视提供比传统电视技术更佳的黑色图像,在高端市场有一定吸引力。OLED电视要求更高的峰值功率,配备一个先进的PFC及高能效LLC转换器(虽然OLED电视倾向于降低黑色图像能耗,但黑色图像的能耗达白色图像能耗的3倍)。当前,OLED电视着眼于高端市场(屏幕尺寸大于50英寸),如果OLED技术更为流行,并在近期转向更小屏幕尺寸(32至42英寸),我们将会看到PFC前端架构会再度流行。

消费类市场标准的引入及演进是近年出现的另一趋势,消费电子产业并不一直欢迎这类标准,因为他们视之为额外负担。另一方面,消费者对更绿色环保产品的期望已经驱使消费电子产品采取一些积极主动的措施。在规范标准(通常基于认证,因此并不严格)、终端消费者期望及消费电子产业的能力和产品之间是否能够达到各方都满意的平衡,仍然有待观察。如果上面关键衡量依据部分中提到的能效及空载/待机功耗样本数据是指标的话,那么平衡动力已经在起作用了。

设计挑战

电视和机顶盒这类消费产品涉及宽广的工作功率范围(这跟通常在固定功率条件下工作的LED灯泡不同),因此,带给设计人员的挑战就是设计提供在宽广负载范围内具备高能效的解决方案。此外,消费类方案一直不提供强制空气冷却,因此电源方案需要具备热稳定性,而且不应让消费者感受到“变热”。消费者跟平板电视显示屏的距离使热稳定性成为一项关键要求。

电子产品方案设计第5篇

案例1

注册资本:2000万

经营范围:经营电子商务(涉及前置性行政许可的,须取得前置性行政许可文件后方可经营);计算机软硬件技术开发、销售;国内贸易;经营进出口业务;信息咨询、企业管理咨询、物流信息咨询(以上不含证券、保险、基金、金融业务、人才中介服务及其它限制项目);投资兴办实业。

案例2

注册资本:100万

一般经营项目:经营电子商务(涉及前置性行政许可的,须取得前置性行政许可文件后方可经营);企业管理咨询;平面设计;网页设计;日用百货、电子产品、通讯设备及周边产品的研发与销售;国内贸易;货物及技术进出口。

案例3

注册资本:10万

经营范围: 电子商务(不得从事增值电信、金融业务),计算机网络

工程,从事计算机网络科技领域内的技术服务,电子产品,电子元器件,电线电缆,音响设备,计算机、软件及服装设备(除计算机信息系统安全专用产品),办公设备,摄影摄像器材销售。

案例4

注册资本:500万

经营范围: 电子商务,计算机领域内的技术开发、技术咨询、技术转让、技术服务,计算机软硬件、眼镜、日用百货、电子产品、饰品、化妆品的销售,验光配镜,

有工商问题找深圳注册公司专家小麦

案例5

注册资本:10万

电子产品方案设计第6篇

关键词:环境应力筛选;随机振动;温度循环;有效性评价

中图分类号:V216.5 文献标识码:A 文章编号:1673-5048(2013)05-0061-04

AnESSSchemeandItsEffectivenessEvaluationforaGuidingSystem

YUNZhixin,LUXing

(PLA’sMilitaryRepresentativeOfficeinChinaAirborneMissileAcademy,Luoyang471009,China)

Abstract:Consideringtheenvironmentalstressscreening(ESS)fordifferentproductsreflectsnonversatileanddynamiccharacteristic,basedonthescreeningmethodspecifiedinGJB1032,combinedwith thespecificcharacterofacertaintypeofmissile,aninitialESSschemeforacertainguidingsystemisdesigned.Then,appropriateadjustmenttotheESSschemeismadeaccordingtothescreeningeffectiveness. Finally,thefinalscreeningresultisanalyzedindetail,andtheeffectivenessoftheESSschemeisevaluatedfromthefollowingthreeaspects:thefaultdistributionindifferentgrades,faulttypedistributionand theinfluenceonthelossofservicelife.TheeffectivenessofthefinalESSschemeisverified.

Keywords:ESS;randomvibration;temperaturecycle;effectivenessevaluation

0 引 言

空空导弹作为精确制导武器的一个重要分支,具有全天候、全高度、大过载等特点,由此对装备的可靠性提出了更高的要求。随着军方对武器装备功能和性能要求的不断提高,装备的组成日趋复杂,可靠性问题越来越突出,事后检验的产品研制和交付方式已不能满足装备研制生产的需要。国内外武器装备的研制实践表明:以环境应力筛选(EnvironmentalStressScreening,ESS)为核心的产品保证模式能够缩短研制生产周期,快速激发产品中的潜在缺陷,显著提高产品可靠性,保证交付产品质量[1]。

国内于1990年以MIL-STD-2164《电子设备环境应力筛选方法》为蓝本颁布了国军标GJB1032《电子产品环境应力筛选方法》[2],并要求在武器装备的研制生产中予以贯彻执行。近几十年来,GJB1032在武器装备研制中得到了广泛应用,也取得了显著成效。然而,GJB1032中的一些规定过于死板,严格按该标准进行筛选时往往达不到应有的目的。因此,考虑ESS的非通用性和动态性特征,需要针对不同产品特点制定合适的ESS方案,同时根据筛选效果对试验方案适时调整,对ESS方案进行有效性评价。

本文以GJB1032为基础,结合某型导弹的具体特点,进行ESS方案的初始设计与有效性评价。

1 ESS方案设计依据

ESS最初主要针对电子产品,但军用装备通常是由光、机、电等组成,使其应用范围拓展到了非电子产品。如1996年的MIL-HDBK2164A《电子产品环境应力筛选方法》明确,ESS也适用于电气、电子、光电或电化学器件[3];航天行业的标准QJ3138《航天产品环境应力筛选指南》中也指出,“ESS主要适用于电子产品,包括电子组件、单机和系统。原则上,亦可用于电气、光电、机电或电化学产品”[4]。

ESS中最重要的一项是筛选条件,即对产品所施加的应力类型、量值和时间。GJB1032规定筛选由初始性能检测、缺陷剔除试验、无故障检验试验及最后性能检测4部分组成,其中初始性能检测和最后性能检测是在实验室大气环境条件下对产品进行性能测试,缺陷剔除试验和无故障检验试验中要对产品人为施加温度循环和随机振动应力。缺陷剔除试验由5min的随机振动和40h的温度循环组成,无故障检验试验由40~80h的温度循环和5~15min的随机振动组成。随机振动的功率谱密度见图1,温度循环示意图如图2(适用于无冷却系统的产品)。其中高低温设定值随产品不同而变,高低温保持时间以使产品温度达到稳定为准,温度变化速率为5℃/min[2]。

GJB1032中明确:“筛选产品可以是印刷电路板组装件、电子组件或整机…”[2]。但考虑到筛选产品的材料、结构、工艺千差万别,标准中规定的筛选方案不可能覆盖所有产品,即所有产品不可能用同样的筛选条件进行筛选,文献[5]对此有专门论述。相关的专业书籍也都强调[1],应依据ESS的基本特征,剪裁GJB1032中的有关规定,并通过筛选迭代制定出适合于具体产品的筛选条件。

2 ESS方案设计

以某型导弹为例,根据产品的装配层次和测试能力,分别在电路板、分组件、组件、舱段、全弹进行ESS,在电路板和分组件级主要进行温度循环筛选,在组件、舱段和全弹级主要进行随机振动和温度循环筛选。考虑到全弹ESS方案相对复杂,本文仅以其关键组成部分导引系统为对象,对筛选方案的初始设计和迭代调整后的最终方案作详细介绍。

2.1 初始ESS方案设计

某导引系统是某型导弹的重要组成部分,由电路组合I、电路组合II、光学组件和壳体等构成,有大小零部件400多个、元器件1000多个。

2.1.1 选择合适的筛选等级

为了尽可能多地消除早期故障,原则上要在产品的各组装等级都安排筛选。低组装等级上的筛选不能代替高组装等级上的筛选,因为在将低组装等级的产品组装成高一级产品时,由于使用了外购件及组装工艺,会引入新的缺陷。反过来虽然高组装等级的筛选能代替低组装等级的筛选,但若不进行低组装等级的筛选,会使本来可能在低组装等级发现的问题到高组装等级才被发现,不但降低了筛选效率,还会由于某一低组装等级的产品故障,导致同一组装等级的其他产品陪着这个易故障的产品重复试验,从而消耗产品寿命。

结合该导引系统的结构特点,并参照其他型号的筛选经验,初步确定对电路组合I、电路组合II和导引系统整机实施筛选。

2.1.2 确定合适筛选量级的方法

确定适合于不同筛选等级的筛选量级是制定合理筛选方案的关键,确定方法有4种:

(1)常规法[1]:参考GJB1032等标准中规定的应力量级,结合产品自身特性和相似产品的筛选经验确定具体产品的筛选量级。它是国内确定筛选量级最常用的方法。

(2)定量法[6]:该方法是为了解决常规法靠经验确定筛选应力的不足,试图依靠筛选应力的数学模型,从而较准确地确定筛选量级。GJB/Z34中给出了温度循环和随机振动的筛选度模型和各

类元器件的缺陷率,依据对产品筛选度的要求和产品的缺陷率可导出相应的筛选方案。但限于筛选度模型及元器件缺陷率的准确性不高,加上该方法仅适用于纯电子产品,所以,国内现有装备很少采用此方法确定筛选量级。

(3)步进法:即以递增的应力试验和故障分析为手段确定筛选量级,由此得出的结果最符合产品实际。文献[3]特别强调用步进应力方法来确定筛选量级,并给出了其流程图。

(4)加速法:即以步进应力试验得到产品的工作极限和破坏极限,再将其降额用作筛选应力。该概念较新,国外已用于批量生产的民用飞机产品,但由于涉及到商业秘密,目前尚未形成标准。2.1.3 初始ESS方案

参照国内同类型号的筛选方案,采用常规法制定出产品的初始筛选方案(见表1)。

2.2 最终ESS方案

2.2.1 工程研制试样阶段的筛选效果

该导引系统自工程研制初样阶段开始进行ESS,每发产品都按初始的筛选方案严格进行了筛选。在工程试样阶段后期其筛选结果如下:

(1)25个电路组合I在其自身的筛选中,以及整机的高低温工作试验和随机振动中均未故障。

(2)25个电路组合II在其自身的筛选中共故障8次,有4次故障发生在第1循环的低温阶段,2次故障发生在第2循环的高温阶段,在第3循环的高温段和低温段各发生1次故障;通过了自身筛选的电路组合II在整机的高低温工作试验中未发生故障,在整机的随机振动试验中出现4次故障。

(3)23发导引系统在高温工作和低温工作试验中未发生故障,在随机振动试验中有4发产品出现了8次故障;电路组合II的4次故障分别是由电位器位置设计不合理、阻容匹配不当造成的,其余4次都是光学组件故障。

(4)对以上故障认真分析后认为:由生产缺陷、工艺不完善造成的故障占50%,如接插件故障、紧固螺钉未上胶等;由设计缺陷造成的故障占37.5%,如电路组合II电位器参数变化、阻容匹配问题和光学组件用胶不当等;由元器件偶然失效导致的故障占12.5%,如继电器失效、三极管失效等。

(5)对因设计引起的故障进行技术攻关,对拟采取的改进措施进行试验验证,证实有效后落实到了所有的电路组合II和光学组件上。

(6)对采取改进措施后的光学组件、电路组合II和导引系统进行补充筛选,筛选结果也表明改进措施是有效的。

2.2.2 最终的ESS方案

通过工程研制试样阶段的筛选,初步验证了导引系统初始筛选方案的有效性,考虑到电路组合II在温度循环过程中若前3个循环中不发生故障,则在随后的4个循环中也不会故障。但限于受筛产品的数量还不多,数据还不很充分,故参照同类型号的筛选方案,决定在设计定型阶段的筛选中,将电路组合II的7个温度循环调整为5个,其余不变(详见表2)。

3 ESS方案有效性评价

ESS是一个动态闭环过程,在不同组装等级上采用适当的筛选条件以最大限度地激发产品缺陷,并通过连续监视筛选结果加以调整,以保证筛选始终有较高的效费比。通常评价ESS方案是否有效主要通过以下三个方面:

(1)随着组装等级的提高,筛选出的故障是否呈明显下降趋势?

(2)是否暴露并剔除了生产中引入的大部分的潜在缺陷?

(3)ESS是否过度消耗了产品的寿命?

按照上述评价标准,对某型导弹最终筛选结果进行分析处理,得出不同组装等级筛选故障分布、故障类别分布情况。该型导弹的导引系统在不同组装等级的故障分布情况如图3所示。

从图3可以看出,导引系统随着组装等级的提高,筛选出的故障呈显著下降趋势。而从故障类别方面来看,筛选中暴露出来的故障主要有:元器件缺陷、工艺缺陷、电缆缺陷、焊接缺陷、紧固件问题等,其故障类别分布情况见表3。

表3中列出元器件类故障所占比例为60.2%,工艺类故障所占比例为35.6%,其他类为4.2%,由此说明筛选中发生的故障大都是从生产和元器件中引入的。

筛选对总寿命的损伤应当控制在一个合理的范围内,如一般认为在10%以下可以达到既剔除缺陷,又为后续使用留有足够剩余寿命的目标。通过振动应力响应分析,认为筛选后寿命的短板是该导引系统。其在ESS和全弹功能试验中的振动应力以及相应的寿命损耗情况见表4。

由表4可以看出,原ESS方案的寿命损伤率仅为0.45%,加上全弹挂飞和自主飞振动的损耗合计损耗1.27%。由此可以得出现行的ESS方案消

耗产品有效寿命不到10%。

综上所述,从故障在不同组装等级分布、故障类别分布和寿命损耗3个方面进行分析,可得某型导引系统的环境应力筛选方案是有效的。

参考文献:防科学技术工业委员会,1990.

[3]MIL-HDBK-2164A 电子产品环境应力筛选方法[S].北京:国防科学技术工业委员会,1996.

[4]QJ3138 航天产品环境应力筛选指南[S].北京:国防科学技术工业委员会,2001.

[5]李根成,姜同敏.环境应力筛选应用研究[J].航天制造技术,2006(1):44-47.

[6]GJB/Z34 电子产品定量环境应力筛选指南[S].北京:国防科学技术工业委员会,1993.

电子产品方案设计第7篇

关键词:课程;智能控制;项目式教学;教学改革

中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 16-0000-02

Vocational"Intelligent Control and Programming"Course of Project-Based Teaching

Xia Guangwei

(Wuhan Polytechnic,Wuhan430074,China)

Abstract:Let the students to learn professional knowledge to practical work to go,and ultimately the students'zero distance'posts,these are the curriculum reform in vocational schools of concern.We are in the"Intelligent Control and Programming"course in the implementation of the project approach,optimization and knowledge through the project of reconstruction and integration points to improve the efficiency and effectiveness of training to develop the abilities of students so that students in the electronic technology skills has been greatly improved.

Keywords:Curriculum;Intelligent control;Project-based teaching;Teaching reform

提高学生的职业能力,让学生把所学的专业知识应用到实际工作当中去,最终实现学生的“零距离”上岗,这些都是目前高职院校课程改革中关注的问题。并且,用人单位对高职院校毕业生的考察主要是看学生有没有实践经验,有没有参与过实际项目的开发。针对这样的现状,我们在《智能控制与程序设计》课程中实施了项目教学法。教学实践表明:通过项目的优化和知识点的重构和整合,在提高实训的效率与效果,培养学生全面能力等方面,确实收到了一定的成效。它使我们的学生在电子技术应用方面的技能有了很大的提升。

一、课程来源及定位

(一)专业调研与岗位分析

组织专业教师走访多家电子产品研发与生产企业,进行广泛深入的调研,采取与企业的工程技术人员座谈、交流和回访毕业生等形式,了解电子信息技术专业的发展和人才需求,听取他们对教学的意见和建议,召开专家论证会,确定了电子信息技术专业的职业领域,主要是电子产品生产、智能电子产品研发、电子产品技术服务3个方面。以上职业领域主要包括5个就业岗位――电子产品装配与检测、电子元件采购与管理、智能电子产品设计与调试、电子产品营销、电子产品售后服务。

(二)人才培养目标与专业课程体系

根据就业岗位的要求,确定了专业人才培养目标为:主要面向电子产品制造行业,培养拥护党的基本路线,适应生产、建设、管理和服务第一线需要,具有良好的职业道德和敬业精神,具备电子材料采购,电子产品制造、检测、调试,工艺管理及销售与售后服务能力,主要从事电子产品生产、研发、维护、销售和技术服务,以及电子技术领域的生产和管理的高素质技能型人才。通过分析、提炼,将专业能力中导线与电缆的识别与使用、微处理器的应用、电子产品性能的测试以及电子产品现场安装、调试、维修和应用等能力归纳为选、读、焊、写,测、装、调、检、编、设等10项职业能力,因此确定了本专业的专业课程体系。

(三)课程性质与定位

《智能控制与程序设计》课程主要是培养学生具有综合应用单片机技术进行智能电子产品设计、制作和调试能力,面向电子产品装配与检测、电子产品设计与调试等主要岗位,在专业人才培养中起主要作用,因此确定本课程是电子信息技术专业的专业核心课程。

(四)课程目标

根据专业人才培养目标中智能电子产品的调试与应用等专业能力的培养需要,确定了本课程的课程目标:

1.知识目标:(1)了解单片机内部结构及工作原理。(2)了解单片机控制设备的工作原理。(3)掌握单片机汇编语言程序设计方法及指令系统。(4)掌握单片机系统开发工具的使用方法。

2.能力目标。选取了人才培养目标10项职业能力中的6种。(1)测:会检测常用电子元器件。(2)编:会使用keil、proteus软件进行程序的编写、运行及仿真。(3)装、调、设:会制作、调试、设计简单小型智能电子产品。(4)写:会规范撰写设计报告。

3.素质目标:(1)培养耐心、细致的工作态度。(2)培养安全生产、规范操作的职业素养。(3)树立质量、成本的意识。(4)养成交流与协作的习惯。

(五)课程设计

教学内容的选取电动玩具开发为载体。与深圳德普施科技有限公司、上海得实科技有限公司、武汉天蓝宇智能科技有限公司密切合作,设计了以工作过程为主线的教学过程,如图1所示。考评标准的制定以岗位能力的需要为依据,参考了电工、电子仪器仪表装调工、计算机系统操作员等工种对智能电子产品调试与应用技术的要求。在教学过程中,着力提升智能电子产品调试与应用能力的同时,注重职业素养的培养。

图1:以工作过程为主线的教学过程

二、教学内容

(一)内容选取

单片机技术的应用非常广泛,如生活中常见的电动玩具、电子广告牌、电饭煲、汽车导航系统、数控机床设备等,均用到了单片机技术。经过对比,我们选择了电动玩具作为项目制作的载体。本课程具有注重技能训练与理论学习相结合、注重过程考核、注重综合应用能力培养的特点。根据知识点进行系统化的项目设计,设置了基本训练项目和拓展训练项目,构建能对学生相应单片机应用能力进行训练的工作任务,并在课程教学结束后安排课外竞技训练项目,以促进学生学习和训练。

(二)内容序化

项目及任务的设计遵循从运用单片机的内部资源,到控制外部设备,最后到设计实用产品的规律,前面的知识是后面学习的基础,由简单到复杂。通过对学生的实际情况和教学内容的难易程度进行综合分析,共40学时。课外竞技训练在本课程教学结束后安排,教师自主命题,学生课外完成,不占课内学时。本课程在大二上学期授课。

(三)表现形式

课程组教师与深圳德普施科技有限公司等企业共同编写的教学做一体化教材《智能控制与程序设计》,与武汉天蓝宇智能科技有限公司联合编写了项目教材《智能控制-射频卡项目》,课程组还编写了《学生创新设计方案集》和《学生评价》等校内教材;制作了学生工作页和图文并茂的多媒体课件;录制了教学视频;制作了精品课网站;专业教师与企业工程师共同开发了智能控制-射频系统。为不断规范和完善《智能控制与程序设计》的课程教学,课程组教师与相关的企业工程技术人员制定了课程标准,其内容包括课程概述、课程目标、内容与学时分配、课程实施要求、标准说明及评价等方面。

三、教学设计

(一)教学模式

1.教学模式。本课程采用计算机虚拟仿真和实物制作相结合,课内教学、课外二课活动、竞技教育相结合的教学做一体的教学模式。(1)课内学习。通过计算机虚拟仿真加实物制作的课内教学,要求学生具有简单程序的分析、设计、调试能力,培养学生单片机的基本应用能力。(2)二课活动。通过课外科技活动,加深和巩固单片机基本理论、强化基本应用能力的同时,锻炼学生对单片机的技术应用能力。(3)竞技教育。通过竞技活动,培养学生应用单片机进行产品开发的能力。

2.考核反馈。(1)课程考核。本课程的考核主要包括3部分:平时成绩占20%,包括学习态度,自主学习,语言表达等方面;专业知识考核占30%,通过理论考试测试专业知识掌握程度;项目训练成绩占50%,包括专业技能、文字表达能力和团队协作意识等方面。另外,学生可以通过网上自测系统进行自我测试,检查知识和技能的掌握程度。(2)教学反馈。在整个教学过程中,教师通过课堂提问、课外交流、作品评价、课后作业等直接反馈,了解学生的学习状况;也可通过教学系部、学院督导(查、听、评)和企业相关人员的评价等途径,反馈教师对教学内容、重难点把握程度和学生运用单片机知识、技能的水平,不断改善教学。

(二)方法手段

1.教学方法。本课程采用项目教学法组织教学,教学过程按照5个步骤进行,充分应用多媒体网络资源,结合虚拟实训室、单片机实训室等实践场所实现教学。

2.教学手段。教学过程中,我们充分运用现代教育技术,利用教学软件辅助监控课堂教学;利用keil、proteus软件进行系统的虚拟仿真;通过精品课网站实现学习资源开放、共享和师生互动,同时利用学院的教务管理系统将教案、课件、授课进度计划等资料上传,实现网上辅助教学管理。

四、教学组织与实施

本课程的教学过程按照5个步骤进行,如图2。下面以显示系统的制作的项目5输入输出接口与红外线传感器应用――(4学时)为例具体说明。

图2:教学过程

任务布置(1学时):教师通过多媒体课件、视频、实物等途径展示产品效果,让学生明确产品功能,确定本任务的教学目标,引导学生搜集相关资料。这个过程是让学生知道做什么。

方案讨论(1学时):学生分组,搜集资料,讨论制定初步方案,填写制作过程记录卡。

方案确定(2学时):学生在老师的指导下通过计算机模拟仿真论证方案,完善并确定一个最优方案,学生汇报方案,老师讲解知识,答疑解惑。这个过程是让学生明确怎么做。

实物制作(3学时):学生根据最优方案,准备所需设备和元件,在单片机实训室进行实物制作和产品调试,老师在制作之前介绍安全操作注意事项,制作之中巡查、纠正学生的不良习惯,指导学生分析、解决调试故障。目的是教会学生规范制作。

任务考评(1学时):学生展示作品,参加答辩,老师量化评分。学生总结,老师点评,布置下个任务及与本任务相关的拓展训练任务,如往届电子设计大赛题,以便学生能在创新工作室进行拓展训练,最后收取制作过程记录卡、任务考核评分卡、总结报告等资料。这个过程是检查学生做得怎么样。

五、特色与创新

(一)虚实结合、软硬兼修

利用单片机软件模拟仿真确定可行、合理的设计方案,结合方案制作出实物,一虚一实,培养学生软、硬件系统的设计及调试能力。

(二)以赛促练、以赛促改

课程教学,通过基本训练项目、拓展训练项目,训练学生的单片机技术的综合应用能力;课外通过组织校内竞技比赛项目,开展竞技训练,选拔优秀选手参加校外比赛,调动学生积极性,促进学生学习和训练。通过成果总结促进教师不断完善教学内容,改革教学方法,提高教学质量。

参考文献:

[1]宁波.高校课程质量评价指标体系的研究[J].教育探索,2008,3:41-42

[2]王燕玲等.高职生就业与创业指导[M].辽宁大学出版社,2005

电子产品方案设计第8篇

围绕中国电子集团“重点发展战略新兴产业,加快经济发展方式转变”是长城电脑亮相在第十三次高交会的主题,展会上长城电脑展出了包括笔记本、平板电脑、电源、台式机、一体机以及最新的云计算解决方案等全线产品。

“国家队”的风采

在第十三次高交会计算机产品展示区内,最为耀眼的就是长城“云智方”系列集成服务器产品,它是今年长城电脑与IBM就云计算方面展开战略合作的结晶,是长城软硬件一体化的云计算解决方案,也是集成硬件系统、管理软件与实施服务为一体的云计算管理平台。能够提供自助服务接口,使用户随时、随需申请资源,实现分级资源自动部署,并保证资源部署的一致性和高效利用率;内置虚拟化技术,通过虚拟工作量的管理优化资源使用率,并自动迁移虚拟机以满足服务水平目标。针对企业和行业应用,长城也陆续推出了“长城企业私有云解决方案”、“长城桌面云解决方案”、“长城IDC解决方案”、“长城智慧城市解决方案”、“长城开发测试云解决方案”等一系列云计算解决方案。

三款基于消费者移动应用需求所研发的平板电脑产品也登上了新一代计算机产品展台,成为高交会的新宠儿。长城Gpad N2100w是一款时尚与性能兼具的“云”概念移动终端,它采用最新的双核处理器,支持多点触控,内置3G模块和130万像素摄像头,其性能比肩苹果IPAD2。

另外,在全产业链的优势作用下,长城电脑还集中展示了采用双管直吹散热系统、具有军工级电容长寿命、超稳定的长城T43笔记本,采用高效仿生毛细散热的高性能长城T46笔记本,采用中国风设计和全新降噪系统的长城世恒V-V27500E一体机,通过高温、静电、短路三大安全测试达到超高品质标准的绿色环保型长城俊杰B210-B93500E台式机等产品,在高交会上吸引了多个国家和地区的近万名客商的眼球。

长城电脑的军工级巨龙1250电源,适合军用计算机、工业计算机、部门级服务器、终极发烧友平台等系统。符合国家电源产品节能认证技术要求的竞技神550GT电源,采用最新的“2+1”重全功能保护设计和电源输出线全模块化设计,多种便捷组合方式满足不同用户的需求。

作为继大型计算机、个人计算机、互联网之后的第四次IT产业革命,云计算的浪潮开始快速兴起。在巨大的市场前景驱动下,长城电脑与IBM共建“智慧云长城”,自主研发可控云计算BOX系统,通过将全球领先的云计算创新技术和商业模式与中国本土的信息产业龙头企业相结合,全面提升双方在云计算领域的影响力和云计算相关解决方案的服务能力。可控云计算BOX系统可以帮助企业统一管理IT基础设施,实现对IT资源的有效掌控;可以将标准流程和和模板融入IT管理流程,降低运维风险。

长城电脑董事总裁周庚申表示,云计算服务器、存储、云计算平台建设是目前阶段云计算产业投资的重点,企业私有云建设和为中小企业提供云服务是目前云计算产业的最主要市场之一。未来,长城电脑在云计算领域将从三方面展开全面布局:一是成为云计算的硬件基础设施供应商,依托长城电脑在服务器、传感器、移动互联终端等方面的优势,提供周边关键设备,包括服务器、手持终端、便携终端、数据采集等。第二是整合系统程序方面资源,通过研发基础的软件包、中间件等,成为云计算解决方案的提供商。第三是通过长城自身的“企业云”“私有云”“云计算服务中心”,面向个人、中小企业、政府提供云计算服务。这也是此次与IBM合作的核心之一。

倡导绿色环保理念

作为中国电子信息产业集团的骨干企业,长城电脑一直以来秉承“创新中国电子,奉献信息未来,铸造长城辉煌”的行动理念,结合中国电子进入世界500强的发展目标,加快推进核心技术从中低端向中高端、主业从产业链的中下游向中上游的转变,以不断创新的思维推进产业优化升级,实现产品更新、产业转型,科技含量不断增加,销售规模不断扩大。本届高交会上,长城电脑更以焕然一新的方式全面全方位展示了长城电脑在政府、家用和商用信息化领域的综合实力,诠释了长城在创新发展、转型发展、低碳发展中的战略成果。

在电脑整机方面,长城在安全可信计算电脑整机的研发方面取得一系列新成果,自主创新的底层硬件加密安全硬盘技术,以及国内首款具有自主知识产权、自有源码的BIOS,填补了我国在这两个领域的空白。

绿色环保构建持续综合竞争力,是长城电脑的重要发展战略。时至能源需求量日益增长的今天,长城电脑在研发中紧密结合深圳市政府提出的“创新发展、转型发展、低碳发展、和谐发展”的号召,通过技术和原材料实现节能环保的电子产品创新。长城电脑率先推出低碳环保的自适应LED显示器,通过新兴产品、高端市场的创新,多领域满足了市场需求。 长城科技总裁、长城电脑董事长杜和平表示,将不排除用资本运作的手段走“内生式”和“并购式”相结合之路,而参加高交会就是长城发现“新商机、双向选择”的好机会。

长城平板电脑不仅外观靓丽、功能完备、性能强大,更充分发挥了“本土化”的优势,更多地考虑到了中国用户的应用习惯。同时,长城电脑还积极广泛地与上游服务商合作,为消费者提供了最为丰富的内容服务。硬件与内容的充分结合,使得长城电脑跃升为国内平板电脑的领军品牌之一。

二十余年铸就的“长城”,从一个创新产品的起步到一个民族产业群的崛起,是不断创新和探索的历程,也是汇集高新技术产业化力量的历程。在中国电子“实现跨越式发展、打造具有国际竞争力的世界一流企业”的目标指引下,紧紧围绕“两个转变”战略,不断增强自身核心竞争能力,增强产业链竞争能力。

数据显示,电子信息技术产业已经成为我国发展最快的产业之一,由此产生的电子废弃物也快速增长,未来10年~20年将是电子废弃物增长的新高峰。废旧计算机主板(PBC)和线路板(PWC)等废弃物的处置和资源化已经成为亟待研究的课题。

持续公益和绿色环保一直是长城电脑的重要发展战略,在谋求企业发展壮大的同时,长城电脑也不忘回馈社会,高度重视肩负的社会责任,积极以公益活动和慈善捐助等形式投入到社会各层面抚危济贫、关爱弱势群体的公益事业当中,以持续践行社会公益的力量不断提升企业的核心竞争力。