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研发实验室是一家高新技术企业技术实力与创新动能的核心，一个设备齐全、流程规范、标准严格的实验室，能够确保产品功能的先进性、运行的稳定性和质量的可靠性，使产品在激烈的市场竞争中脱颖而出。 十八年来，飞凌嵌入式已成功帮助上万家企业完成了产品的快速开发上市，并为数千家企业稳定批量供应核心板卡等产品，耀眼成绩的背后，离不开研发实验室的有力支撑。 一、自建千万级实验室，国家标准严苛测试 飞凌嵌入式设有3个研发实验室，分别是 物理环境实验室 、 电磁兼容实验室 和 稳定性实验室 ，承载的测试项目包含10个大项，每一项测试都旨在模拟产品在实际应用中可能遇到的各种极端条件，从而确保产品能够在多种复杂环境下都能稳定运行。 1 、物理环境实验室 (1) 高低温/温度变化/湿热试验 高低温试验： 设备(产品)的运行环境温度会对设备正常运行性能产生一定的影响，严重时会导致设备故障或损坏。高低温试验就是检验电子电气产品承受这种环境温度的适应能力——通过模拟极端的高温(最高+125℃)和低温环境(最低-55℃)，测试产品在极端温度下的工作性能。 温度变化试验： 温度变化试验同样需要使用到高低温试验箱，通过一次或多次的快速温度变化试验检测产品承受这种环境温度变化的适应能力。 湿热试验： 环境温度或湿度的变化会对设备正常运行性能产生一定的影响，严重时会导致设备故障或损坏。湿热试验就是检验电子电气产品承受这种环境温湿度变化的适应能力。湿度范围为20%~98%RH。 高低温及湿度试验箱 (2) 振动试验/冲击/碰撞试验 振动试验 是仿真产品在运输、安装及使用环境中所遭遇到的各种振动环境影响，用来确定产品是否能够承受各种环境的振动。频率范围为2-2000Hz，最大振动加速度达981m/s²。 冲击/碰撞试验 一般是确定设备在经受外力冲撞或作用时产品的安全性、可靠性和有效性的一种试验方法。本试验模拟产品在使用过程中可能遭受的冲击和碰撞，冲击类型涵盖半正弦波、前峰锯齿波、后峰锯齿波、三角波、矩形波、梯形波和钟形波，额定推力10kN(1000kgf)。 振动试验系统 (3) 盐雾试验 考虑到某些客户会将产品应用于含盐潮湿的环境中，因此盐雾试验就必不可少。盐雾试验模拟海洋或含盐潮湿地区气候的环境，用于考核产品、材料及其防护层抗盐雾腐蚀能力。 盐雾腐蚀试验箱 (4) 跌落试验 为了确定产品在搬运期间由于粗率装卸遭到跌落的适应性，飞凌嵌入式通过跌落试验机模拟产品意外跌落的情况，检验产品的结构完整性和功能保持能力，或确定安全要求用的最低牢固等级。跌落测试高度最高达到了1500mm。 跌落试验机 2、电磁兼容实验室 (1) 静电放电抗扰度试验 在电子设备的运行过程中，常常会遭受静电放电骚扰，而短暂且强大的放电电流和由电流产生的电磁场可能会引起电子电气设备的电路发生故障和损坏。静电放电抗扰度试验的目的就是用来检验电子电气设备承受这类电磁骚扰的能力。 静电放电模拟器 (2) 电快速瞬变脉冲群抗干扰度试验 由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，开关在断开电感性负载（如继电器，接触器等）时会在断开点处产生一种能量较小、单频谱很宽的暂态干扰，这种干扰会对电子电气产品的可靠工作带来很大的威胁。电快速瞬变脉冲群抗扰度试验就是用来检验电子电气设备承受这类干扰的能力。 (3) 浪涌（冲击）抗干扰度试验 高压开关操作或雷击等都可能在电网或通信线上产生暂态过电压或过电流,这是一种能量较大的电磁骚扰,这种骚扰可能会引起电子电气设备的电路发生故障或损坏。浪涌(冲击)抗扰度试验可以检验电子电气产品承受这种电磁骚扰的能力。 组合式抗干扰度测试系统 (4) 绝缘电阻试验 绝缘电阻试验是测试电气设备绝缘层在直流电压作用下呈现的电阻值。采用绝缘电阻测试仪检测产品的绝缘性能，确保产品在电气安全方面的合规性。试验电压范围为250V~1000V。 绝缘电阻测试仪 3 、稳定性实验室 (1) 稳定性试验 在设备长时间运行、多次加电或重启的过程中，设备器件会因为老化、电气参数临界或软件逻辑设计不合理而导致概率性出现异常，出现设备不能正常运行、启动或重启的现象，会大幅度降低设备的可靠性。稳定性试验就是验证设备长时间运行、多次加电、重启过程中的可靠性能力的过程。 可编程多通道直流电源 (2) 接口一致性测试 通过有效的接口一致性测试，可以降低系统故障和风险，提升软硬件质量，增加系统的可信度，确保各个组件之间的协调运作，降低系统故障和崩溃的风险。模拟带宽23GHz，采样率达100GS/s。 混合信号示波器 飞凌嵌入式研发实验室配备国际先进的测试设备和仪器，以及一支由资深工程师和技术专家组成的专业研发实验团队，致力于通过一系列精确、严格的测试来确保每一款飞凌嵌入式产品都能达到行业领先标准。 二、持续发展，持续进步 飞凌嵌入式研发实验室以其卓越的测试能力和专业的研发团队，为企业产品的持续创新和品质提升提供了坚实的支撑。值得注意的是，飞凌嵌入式近期已启动智慧园区改扩建项目，新园区规划总办公面积约31000平方米，将融合研发、生产、行政办公及仓储功能，构建一个高度数字化的综合园区。 此次智慧化改造也将进一步提升实验室的研发效率与试验能力。相信飞凌嵌入式能够在未来的发展中不断创造新的辉煌，为我国嵌入式产业的繁荣做出更大的贡献。

研发实验室是一家高新技术企业技术实力与创新动能的核心，一个设备齐全、流程规范、标准严格的实验室，能够确保产品功能的先进性、运行的稳定性和质量的可靠性，使产品在激烈的市场竞争中脱颖而出。 十八年来，飞凌嵌入式已成功帮助上万家企业完成了产品的快速开发上市，并为数千家企业稳定批量供应核心板卡等产品，耀眼成绩的背后，离不开研发实验室的有力支撑。 一、自建千万级实验室，国家标准严苛测试 飞凌嵌入式设有3个研发实验室，分别是 物理环境实验室 、 电磁兼容实验室 和 稳定性实验室 ，承载的测试项目包含10个大项，每一项测试都旨在模拟产品在实际应用中可能遇到的各种极端条件，从而确保产品能够在多种复杂环境下都能稳定运行。 1 、物理环境实验室 (1) 高低温/温度变化/湿热试验 高低温试验： 设备(产品)的运行环境温度会对设备正常运行性能产生一定的影响，严重时会导致设备故障或损坏。高低温试验就是检验电子电气产品承受这种环境温度的适应能力——通过模拟极端的高温(最高+125℃)和低温环境(最低-55℃)，测试产品在极端温度下的工作性能。 温度变化试验： 温度变化试验同样需要使用到高低温试验箱，通过一次或多次的快速温度变化试验检测产品承受这种环境温度变化的适应能力。 湿热试验： 环境温度或湿度的变化会对设备正常运行性能产生一定的影响，严重时会导致设备故障或损坏。湿热试验就是检验电子电气产品承受这种环境温湿度变化的适应能力。湿度范围为20%~98%RH。 (2) 振动试验/冲击/碰撞试验 振动试验 是仿真产品在运输、安装及使用环境中所遭遇到的各种振动环境影响，用来确定产品是否能够承受各种环境的振动。频率范围为2-2000Hz，最大振动加速度达981m/s²。 冲击/碰撞试验 一般是确定设备在经受外力冲撞或作用时产品的安全性、可靠性和有效性的一种试验方法。本试验模拟产品在使用过程中可能遭受的冲击和碰撞，冲击类型涵盖半正弦波、前峰锯齿波、后峰锯齿波、三角波、矩形波、梯形波和钟形波，额定推力10kN(1000kgf)。 振动试验系统 (3) 盐雾试验 考虑到某些客户会将产品应用于含盐潮湿的环境中，因此盐雾试验就必不可少。盐雾试验模拟海洋或含盐潮湿地区气候的环境，用于考核产品、材料及其防护层抗盐雾腐蚀能力。 盐雾腐蚀试验箱 (4) 跌落试验 为了确定产品在搬运期间由于粗率装卸遭到跌落的适应性，飞凌嵌入式通过跌落试验机模拟产品意外跌落的情况，检验产品的结构完整性和功能保持能力，或确定安全要求用的最低牢固等级。跌落测试高度最高达到了1500mm。 跌落试验机 2、电磁兼容实验室 (1) 静电放电抗扰度试验 在电子设备的运行过程中，常常会遭受静电放电骚扰，而短暂且强大的放电电流和由电流产生的电磁场可能会引起电子电气设备的电路发生故障和损坏。静电放电抗扰度试验的目的就是用来检验电子电气设备承受这类电磁骚扰的能力。 静电放电模拟器 (2) 电快速瞬变脉冲群抗干扰度试验 由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，开关在断开电感性负载（如继电器，接触器等）时会在断开点处产生一种能量较小、单频谱很宽的暂态干扰，这种干扰会对电子电气产品的可靠工作带来很大的威胁。电快速瞬变脉冲群抗扰度试验就是用来检验电子电气设备承受这类干扰的能力。 (3) 浪涌（冲击）抗干扰度试验 高压开关操作或雷击等都可能在电网或通信线上产生暂态过电压或过电流,这是一种能量较大的电磁骚扰,这种骚扰可能会引起电子电气设备的电路发生故障或损坏。浪涌(冲击)抗扰度试验可以检验电子电气产品承受这种电磁骚扰的能力。 组合式抗干扰度测试系统 (4) 绝缘电阻试验 绝缘电阻试验是测试电气设备绝缘层在直流电压作用下呈现的电阻值。采用绝缘电阻测试仪检测产品的绝缘性能，确保产品在电气安全方面的合规性。试验电压范围为250V~1000V。 绝缘电阻测试仪 3 、稳定性实验室 (1) 稳定性试验 在设备长时间运行、多次加电或重启的过程中，设备器件会因为老化、电气参数临界或软件逻辑设计不合理而导致概率性出现异常，出现设备不能正常运行、启动或重启的现象，会大幅度降低设备的可靠性。稳定性试验就是验证设备长时间运行、多次加电、重启过程中的可靠性能力的过程。 可编程多通道直流电源 (2) 接口一致性测试 通过有效的接口一致性测试，可以降低系统故障和风险，提升软硬件质量，增加系统的可信度，确保各个组件之间的协调运作，降低系统故障和崩溃的风险。模拟带宽23GHz，采样率达100GS/s。 混合信号示波器 飞凌嵌入式研发实验室配备国际先进的测试设备和仪器，以及一支由资深工程师和技术专家组成的专业研发实验团队，致力于通过一系列精确、严格的测试来确保每一款飞凌嵌入式产品都能达到行业领先标准。 二、持续发展，持续进步 飞凌嵌入式研发实验室以其卓越的测试能力和专业的研发团队，为企业产品的持续创新和品质提升提供了坚实的支撑。值得注意的是，飞凌嵌入式近期已启动智慧园区改扩建项目，新园区规划总办公面积约31000平方米，将融合研发、生产、行政办公及仓储功能，构建一个高度数字化的综合园区。 此次智慧化改造也将进一步提升实验室的研发效率与试验能力。相信飞凌嵌入式能够在未来的发展中不断创造新的辉煌，为我国嵌入式产业的繁荣做出更大的贡献。

学习目的： 前面文章有简要介绍硬件开发的基本过程，本文会细分硬件开发的流程，然后分作5个步骤，详细介绍开发全过程，包括立项-实施项目-软件开发-测试-验收 这几个过程，然后，再分解对每一个步骤进行详实的介绍。以期对整个过程有更深入的认识。 与硬件开发相关的流程主要有下列几个： a. 项目立项流程 b. 项目实施管理流程 c. 软件开发流程 d. 系统测试工作流程 e. 内部接收流程 1. 项目立项流程 是为了加强立项管理及立项的科学性而制定的。其中包括立项的论证、审核分析，以期做到合理进行开发，合理进行资源分配，并对该立项前的预研过程进行规范和管理。立项时，对硬件的开发方案的审查是重要内容。 2. 项目实施管理流程 主要定义和说明项目在立项后进行项目系统分析和总体设计以及软硬件开发和内部验收等的过程和接口，并指出了开发过程中需形成的各种文档。该流程包含着硬件开关、软件开发、结构和电源开发、物料申购并各分流程。 3. 软件开发流程 与硬件开发流程相对应的是软件开发流程，软件开发流程是对大型系统软件开发规范化管理文件，流程目的在对软件开发实施有效的计划和管理，从而进一步提高软件开发的工程化、系统化水平，提高 XXXX 公司软件产品质量和文档管理水平，以保证软件开发的规范性和继承性。软件开发与硬件结构密切联系在一起的。一个系统软件和硬件是相互关联着的。 4. 系统测试工作流程 该流程规定了在开发过程中系统测试过程，描述了系统测试所要执行的功能，输入、输出的文件以及有关的检查评审点。它规范了系统测试工作的行为，以提高系统测试的可控性，从而为系统质量保证提供一个重要手段。 项目立项完成，成立项目组的同时要成立对应的测试项目组。在整个开发过程中，测试可分为三个阶段，单元测试、集成测试、系统测试。测试的主要对象为软件系统。 5. 接收流程 制定的目的是加强内部验收的规范化管理，加强设计验证的控制，确保产品开发尽快进入中试和生产并顺利推向市场。 结束的话：由上可见，硬件开发过程中，必须提前准备好文档及各种技术资料，同时在产品设计时就必须考虑到测试。每个人的工作，可能只是其中的很小一部分，也可能包含好几项，这个主要是由项目的复杂程度，以及公司的大小规模决定的。 即使在大公司，硬件工程师也要尽量多去了解其他部门的内容，以及整个开发流程，要热爱开发，但不能沉迷于开发，到了一定的阶段，不管情不情愿都要开始转型，否则就可能像华为中兴，那些大公司对部分大龄的工程师进行“劝退”。

1路视频光端机硬件原理详细设计 记录编号： X XXXXX 一、 项目编号： X XXXX 二、 项目名称： 1路视频光端机（国办方案） 三、 版本： X XXXXXX 四、 用模块图表示设计原理 整对 PCB采用2片 EPM3128A 数据复用芯片 1 片国办的 DS92LV1212A / DS92LV1 021 A 芯片 ， 1片AD9708 和AD9280 A/D转换芯片 1片MAX488 MAX3232 PCM3008T 芯片 ，组成一对1路视频 1路双向音频 1路双向数据（RS485/422 RS232 ） 的收发数字视频光端机。 整个主板主要分七大部分：电源电路部分、视频模拟电路放大滤波部分、模拟 /数字转换部分、cpld数字信号复用和时钟处理部分、G-LINK 高速串行编解码部分、光模块电路部分、音频数据部分。 五、 各部分原理说明 I 、电源电路 由电源插座引入 220V交流电源，经一块YAS-5.0 AC/DC开关电源模块 产生 +5V/2.4A直流电源供应布在PCB板上的OP691 OP690 LM353 MAX488 芯片设备。 独立的 AD芯片, EPM3128A 数据复用芯片 , DS92LV1 021 A serializer芯片 的电源电路采用AS1117芯片稳压电路构成，产生系统的+3.3V的电源。 1、 AS1117（） ① 、供应 AD9280/9708芯片74LC14芯片, EPM3128A 数据复用芯片 ,其电源网络标号是 “+ 3.3 V”。 ② 、供应音频处理芯片 PCM3008T的数字PIN5，其电源网络标号是 “+3.3AU”。 ③ 、供应 RS3232芯片VCC接口，其电源网络标号是 “”。 ④、供应 DS92LV1 021 A serializer芯片，其电源网络标号是 “+3.3LVA” “+3.3LVD” 2 RS3232 芯片PIN3提供 -5V 电压给OPA690 ,其电源网络标号是 “ – 5A ”和 提供给OPA691 ，其电源网络标号为 “ – 5B ”。 3 +5V/2.4A直流电源 供应光收发模块的TTL 电路电源网络标号为“+5V ” . ① 、供应 电压放大器 OPA690 ，其电源网络标号“+5A ” . ② 、供应电流放大器 OPA691 , 其电源网络标号“+5B ” 。 ③ 、供应 MAX488芯片 ，其电源网络标号 “ +5DA ” . ④、供应LM358 芯片，其电源网络标号 “ +5AU ” . 在电源的总输出处加入 L24（22UH/2A）的滤波电感以提高电源的信噪比。 II、 CPLD 芯片 电路部分 该电路采用 EPM3128A数字复用 芯片 。 主要特性如下： · 芯片实现数据并行复用 · QFP1 00 封装， 3.3V 供电。 Ⅲ、 Video 视频部分 本设备视频发射和接收部分主要采用了国办的 OPA690 电压反馈放大芯片，OPA691电流反馈放大 芯片、 LM1881 视频同步分离芯片、LC三阶低通滤波电路、AD9280/9708 模数转换芯片搭建而成。 TX 发射端的视频信号输入先经过 OPA691 电流反馈放大电路部分在传输到三阶8mhz低通滤波电路 传到 AD9280 的ADC 处理传给CPLD的复用 ，再把视频信号传给LVDS 芯片变成高速串行信号输出到 TTL电平的光模块电路转成光信号传到远端接收部分。 RX ⑴ 、 LM1881 视频同步分离器芯片电路 LM1881 行场同步分离模块 （ 视频同步信号提取电路 ） 芯片性能： 1、定时提取视频的同步信息，包括复合同步视频信号和垂直信号、脉冲时沿，在这里应用是分离出复合同步信号给 D7，信号在经过三极管Q1得放大电路 把信号传给CPLD处理、和 通过同步信号分离模块将外输入的视频信号中的行场同步信号分离出来，该分离信号引入 AD9280 。 2、LM1881 的第8脚VCC 5V电压输入，C13 0.1uf C106 0.01uf电容起去耦 提供低阻抗通路 作用。 C14 0.1uf 起耦合作用 C105 470pf电容起滤波作用。 Lm1881 硬件框图 ⑵ 、 OPA691 电流反馈放大芯片 OPA690 电压反馈放大芯片电路 OPA691 将宽带的电流反馈型运算放大器提高到一个崭新的水平。一般情况下工作在 5.1mA 的极低 供电电流，当在更高的供电电流下工作时 ,OPA691可满足高的压摆率 (2100V/us) 及输出功率 (190mA)，是多路广播视频接口应用的选择。 OPA690 具有稳定的单位增益、带禁用端的电压反馈型运算放大器,它可提供先前只在宽带电流反馈放大器中才具有的压摆率及满功率带宽。OPA690 采用 +5V 单电源，在超过 150mA的 驱动电流和150MHz 带宽的条件下,提供 1V至4V 的输出动态范围，奠定了其在 RGB 线驱动以及单电源 ADC 输入驱动器中的性能。双路的 OPA2690 可支持高压摆率的差分输入输出，单个三路 的OPA3690 更能实现有源高阶滤波。 特性 · 宽电源范围： 5V 到 12V 的单电源、+/-2.5 到 +/-6V的双电源 · 高输出电流： +/-190mA（+/-250mA限流） · 高压摆率： 2100V/us (OPA691) · 输出电压范围： +/- 5 V TX: OPA691 电流反馈放大电路部分 RX:OPA691 电流反馈放大电路部分－ RX:OPA690 电压反馈放大器电路部分 ⑶ 视频 A/D 模拟数字转换部分电路。 AD9280 ADC : ① CMOS 8 bit 编码 32MSPS 采样 ; 可实现数据的多通道传输低电压高速采样 ② 高性能低电压 ,在3V 电压工作模式下功耗为:95mw (3v ),在休眠工作模式下功耗仅为5mw; ③ 可调的芯片参考电压 ; ④ 多种模式选择 见图如下 : TX:AD9280 模转数电路部分 参考电压工作模式设置 :在1V模式下是内部参考电压把REFSENSE 和VREF 连接;在2V模式是把REFSENSE 接地;外部驱动模式是在1V 2V模式增加电阻;外部参考模式是使能给REFTS REFBS VREF pin 信号输入采用 Differential 模式AIN 驱动一个信号输入,REFTS OR REFBS 连接驱动另一个输入,此模式PIN 要打到AVDD/2 才能达到最佳模式. INPUT 输入和参考电压部分的关系是 (REFTS-VREF/2) ≤ AIN ≤ (REFTS+VREF/2) ,是由VREF 输出参考来决定AIN 的范围在顶层参考和底层参考的范围之间比值为1V :2V . 电路在芯片的 REFTF 和 REFBF 搭建了去藕网络-短路两个PIN 并联上10uf和0.1分电容及串上两个0.1uf对接地电容,芯片参考电压VREF PIN 要旁路给AVSS (analog ground) 1.0uf 电容和并上0.1uf电容. AD9280 可以DIFFERENTIAL 输入信号,可以短路REFTS 和REFBS pins 驱动differential 信号,在这种配置下,AD9280 可以接受1V P-P 的信号. AD芯片5-12 pin 是输出8位的并行数据到CPLD 复用芯片.时钟信号的CLK输出到cpld . RX:AD9708 数转模电路部分 AD9708 DAC : ① 高性能低电压数子到模拟转换器 ,在3V 电压工作模式下功耗为:45mw (3v );在5V 的工作电压下功耗为175MW ,在休眠工作模式下功耗仅为20mw @ 5V; ② 模拟和数字部分的电压为图中 AVDD DVDD,支持电压范围再2.7v-5. 5v , 数字部分可以运行在 125MSPS 的时钟速率下 ③ 输出电流在 2MA -- 20ma .外围电阻结合内部参考放大器 参考电压 V REF 来调整 I REF ④ 芯片的每个针脚（ pin）的定义见下表： ⑤ 芯片要求输出阻抗大于 100K欧 ，所以电路图中可见芯片的IOUTA IOUTB 输出PIN 的外接电路的加上了51欧的下拉电阻R63 R64及22pf 的C116 C117滤波及采用510欧的R56 R57 电阻对输出信号达到要求的阻抗。 ⑥ 电路中芯片的 FSADJ PIN 要求外接2K欧对地的R67 电阻，用来控制数字信号的输出电流. ⑦ 芯片分模拟和数字两部分，在接地和供电方面也要求，接地 ACOM DCOM 和供电AVDD DVDD 要分开，不能通用。 ⑧ 电路中芯片的 REFLO 参考地和ACOM 模拟地连接，才能REFIO 参考输出电压要达到1.2V ，这样需要REFIO外接补偿 0.1uf 电容。 ⑷ 三阶低通滤波电路部分 。 视频信号经过 OPA691放大后进入8MHZ 的三阶低通滤波电路,对信号的优化后传到AD9280转换芯片进行AD转换处理. Ⅳ LVDS 国办芯片部分 本设备串并数据转换部分采用国办的 DS92LV1021A 和DS92LV1212A 芯片 ，把并行数据转换成高速的串行数据最后传给TTL电平的光模块转称光信号传给远端的设备,在由接收端DS92LV1212A芯片解出串行信号恢复出同步的并行信号。两边采用的同步时钟为16.384MHZ. ⑴ TX :DS921021A 电路部分 ⑵ R X :DS921212A 电路部分 Ⅴ、 AUDIO 部分 本设备得音频部分是采用 PCM3008T 芯片搭建的双向立体声的电路通道。PCM3008T 芯片是低成本数字立体声音频处理芯片，16bit 的ADC 和 DAC ，8khz－48khz 采样、 Ⅵ RS488/422 RS232数据部分 Ⅶ 时钟晶振电路部分 设备时钟采用 Ⅷ 指示灯部分 Ⅸ 光模块 光模块采用的是普通的 1×9针光模块，采用+5V供电， 发射是1.25G PECL电平和155M TTL电平的双向光模块，主芯片工作电压为+3.3V，因此使用交流耦合。 光接收检测信号 ,此信号分两路，送LVDS1021/1212A 光口信号检测输入。经LVDS1021A组成的并转串电路转换成串行光信号送入发送至对端设备。