Основные этапы разработки электронных устройств - Центр разработки электроники

Электронное устройство представляет собой прибор, работающий на основе преобразования электромагнитной энергии. Как правило, разработка электронного устройства начинается с технического задания. Его может предоставить заказчик, либо оно может быть составлено исполнителем после сбора технических требований к устройству.

На основе технического задания исполнитель разрабатывает структурную схему устройства. Затем подбирает необходимые электронные компоненты и разрабатывает принципиальную схему. Далее следует конструкторская часть разработки: создание топологии печатных плат и разработка конструкции.

Сбор технических требований от заказчика

На этом этапе специалисты, участвующие в разработке электронного устройства, опрашивают заказчика относительно того, каким функционалом должно обладать готовое изделие. Определяется область работы электронного устройства. Особое внимание здесь уделяется полноте выявления и сбора требований.

Написание и согласование технического задания

На этом этапе происходит детализация технических требований, выдвинутых заказчиком, их перевод в конкретные технические решения. Инженеры разрабатывают стратегию разработки электронного устройства, делают наброски структурной схемы и эскизы основных узлов. Заказчик, в свою очередь, может внести некоторые коррективы в реализацию проекта в соответствии со своим видением и существующими техническими требованиями. После того как все необходимые изменения будут внесены, заказчик утверждает техническое задание.

Разработка электронной начинки

Разработка электронной составляющей устройства начинается с функциональной схемы, которая выполняется на основе технического задания на электронное устройство. В ней описываются все процессы, которые протекают внутри изделия. На основе функциональной схемы происходит подбор элементной базы заказного устройства. При этом учитываются технические и эксплуатационные параметры, указанные в техническом задании проекта.

На основе функциональной схемы составляется принципиальная схема, которая указывает все связи между элементами, входящими в состав электронного устройства. Именно по ней можно полностью понять принцип работы всех составляющих изделия и их взаимосвязи.

Разработка топологии печатной платы производится на основе принципиальной схемы. Топология представляет собой комбинацию контура печатной платы, посадочных мест для электронных элементов и связей между ними, выполненных в виде рисунков слоев печатной платы. Для разработки топологии печатной платы характерны три основных этапа: размещение электронных компонентов в заданном контуре, проектирование соединений между элементами, проверка на соответствие разработанной топологии технологическим нормам и принципиальной схеме.

Монтажная схема является документом, демонстрирующим порядок сборки как всего электронного устройства, так и отдельных узлов. При её составлении изделие разбивается на отдельные узлы и блоки. Составляется комплект схем на узлы, блоки и устройство в сборе. По данному комплекту схем монтажники, используя изготовленные печатные платы и закупленные электронные компоненты, собирают образец устройства с целью его тестирования и отладки.

Как правило, современное электронное устройство содержит программируемые элементы — микроконтроллеры, ПЛИС. Для них пишется программное обеспечение, создаются тесты. После изготовления образца электронного устройства выполняется отладка программного обеспечения и его доработка на реальном железе.

После выполнения всех тестов и доработок вносятся требуемые изменения в принципиальную схему, программное обеспечение, топологию печатной платы, выпускается комплект обновленной конструкторской документации.

По обновленной конструкторской документации выпускается серия опытных образцов, если это требуется по техническому заданию. По результатам этого этапа некоторые требования к функционалу устройства и его конструкции могут быть изменены.

На последнем этапе электронное устройство подготавливается для серийного производства. Изделие проверяется на технологичность, разрабатывается необходимая документация.

Разработка конструктива

Разработка конструктива включает в себя создание корпуса для заказанного изделия. При этом заказчик может выбрать как готовую стандартную модель, так и заказать отдельную разработку. В первом случае заказчик получает изделие в типовом корпусе со стандартным дизайном. Такое решение подойдет для небольших серий устройств, либо для случаев, когда дизайн не имеет значения.

Отдельная разработка корпуса позволяет выполнить индивидуальный дизайн, но при этом требует внушительных затрат для изготовления штампов и пресс-форм. Она актуальна только в случае выпуска больших партий устройств, либо когда заказчик готов платить за неповторимый дизайн.

Прежде чем появится на рынке, электронное устройство проходит множество этапов, начиная от проектирования и заканчивая сертификационными испытаниями. Каждый из этих процессов требует тщательной проработки и знания тонкостей работы тех или иных компонентов изделия. Именно поэтому разработку электронных устройств лучше доверить специализированным компаниям.