硬件电路与产品可靠性设计

本书作者长期工作在研 发一线，结合自己多年设计 经验编写本书，从硬件电路 和产品设计等方面系统地论 述了产品可靠性。全书共分 为6章：第1章是器件选型可 靠性设计，详细讲述了器件 选型原则、器件失效分析、 元器件筛选方法、供应商管 理方法；第2章从电路简化 设计、接口防护、电路耐环 境设计等方面阐述了硬件可 靠性设计；第3章梳理了产 品的硬件测试，分别讲述了 信号质量测试、信号时序测 试、硬件功能测试和硬件性 能测试；第4章叙述了PCB 可靠性设计，详细讲解了 PCB器件布局和PCB走线设 计；第5章从研发过程可靠 性评审来解读产品可靠性设 计，重点讲解了产品研发各 阶段的评审内容；第6章以 一款手持智能终端的设计为 具体案例，完整地讲述了产 品的研发过程和产品可靠性 设计要点。 本书适合硬件设计人员 、PCB设计工程师、产品经 理、高校电子专业学生阅读 ，也可作为产品可靠性设计 、电路设计等方面的培训教 材。

第1章 元器件选型可靠性设计 1.1 概述 1.2 元器件选型原则 1.3 新引入元器件的检测和筛选 1.3.1 元器件检测 1.3.2 元器件筛选 1.4 元器件失效分析 1.4.1 元器件失效原因 1.4.2 元器件失效模式 1.4.3 元器件失效规律 1.4.4 阻容、电感、集成电路失效分析 1.4.5 失效分析的意义 1.5 供应商管理 1.5.1 选择供应商的依据 1.5.2 选择供应商的方法与步骤 1.5.3 供应商考评 1.6 常用元器件选型指导 1.6.1 电阻 1.6.2 电容 1.6.3 二极管 1.6.4 电感 1.6.5 三极管 1.6.6 电源管理芯片 1.6.7 石英晶振 1.6.8 连接器 第2章 硬件可靠性设计 2.1 硬件绘图工具选择 2.2 原理图设计 2.2.1 原理图设计步骤 2.2.2 原理图绘制基本要求 2.2.3 网络标号命名 2.2.4 引用成熟的电路和新电路验证 2.2.5 原理图checklist 2.3 电路可靠性 2.3.1 电路的简化设计 2.3.2 电路元器件参数计算 2.3.3 电路接口防护 2.3.4 静电防护 2.3.5 结构设计的静电防护 2.3.6 电路防静电设计 2.3.7 PCB静电防护 2.3.8 如何提高电路可靠性 2.4 电路耐环境设计 2.4.1 金融POS产品 2.4.2 工业三防产品 2.5 电路降额设计 2.5.1 应力说明 2.5.2 降额等级 2.5.3 常用元器件降额设计 2.5.4 降额设计注意事项 2.6 产品电磁兼容性设计 2.6.1 EMC设计理念 2.6.2 电磁感应与电磁干扰 2.6.3 滤波器和滤波电路应用 2.6.4 元器件选型的电磁兼容性考虑 2.6.5 原理图的电磁兼容性设计 2.6.6 PCB设计的电磁兼容性考虑 2.6.7 结构设计与屏蔽 2.6.8 系统接地设计 2.7 电路设计举例 2.7.1 DC-DC电源电路设计（电路参数计算） 2.7.2 扬声器功放电路设计（功率计算） 2.7.3 按键电路（电路简化） 2.7.4 热敏打印机驱动电路（异常情况的考虑） 2.8 软硬件协同工作与产品可靠性 2.8.1 软硬件接口 2.8.2 软件接口与软件可维护性 2.8.3 代码编写总体原则 2.8.4 软件防错处理 2.8.5 软件性能测试 2.8.6 软件可靠性测试 2.9 结构硬件协同工作与产品可靠性 2.9.1 产品结构内部堆叠设计 2.9.2 产品外观设计 2.9.3 结构堆叠细化 2.9.4 结构可靠性设计 第3章 硬件测试 3.1 概述 3.2 信号质量测试 3.2.1 信号质量测试条件 3.2.2 信号质量测试覆盖范围 3.2.3 信号质量测试注意事项 3.2.4 信号质量测试结果分析 3.2.5 信号质量测试举例说明 3.2.6 电源电路信号质量测试 3.2.7 时钟电路信号质量测试 3.2.8 复位电路信号质量测试 3.3 信号时序测试 3.3.1 信号时序测试条件 3.3.2 信号时序测试覆盖范围 3.3.3 信号时序测试注意事项 3.3.4 信号时序测试举例说明 3.3.5 DDR信号时序测试 3.3.6 I2C总线时序分析 3.4 硬件功能测试 3.5 硬件性能测试 3.5.1 热敏打印模块性能测试 3.5.2 磁头模块性能测试 3.6 硬件可靠性测试 3.7 硬件测试作用及意义 第4章 PCB可靠性设计 4.1 概述 4.2 PCB层数和叠层结构 4.2.1 确定PCB层数 4.2.2 单层PCB 4.2.3 双层PCB 4.2.4 多层PCB 4.2.5 多层PCB叠层结构设计 4.3 PCB元器件封装可靠性设计 4.4 元器件布局 4.4.1 元器件布局技巧 4.4.2 元器件布局原则 4.5 PCB走线 4.5.1 PCB布线规则 4.5.2 PCB走线电磁兼容性设计 4.5.3 PCB地线的干扰与抑制 4.6 PCB设计后期检查 第5章 产品研发过程可靠性评审 5.1 概述 5.2 产品可靠性与研发能力 5.3 硬件工程师的能力模型 5.4 产品可靠性指标 5.5 产品可靠性评审 5.6 产品研发各阶段评审重点 第6章 一款智能手持终端产品设计（具体案例） 6.1 产品需求 6.1.1 产品规格书 6.1.2 外观需求 6.2 产品研发过程管理 6.2.1 产品开发流程 6.2.2 项目计划表 6.3 外观与结构设计 6.3.1 产品内部排布设计 6.3.2 外观设计 6.3.3 产品结构设计要点 6.4 硬件设计 6.4.1 元器件选型 6.4.2 原理图绘制 6.4.3 原理图分析 6.4.4 PCB布线设计 6.5 软件设计 6.6 产品测试 6.6.1 硬件板级测试 6.6.2 硬件系统测试 6.6.3 软件测试 6.6.4 可靠性测试 6.7 产品量产与维护