电子工程师的设计中，这29个坏习惯必须得改

引言

在大型硬件工程的设计和实施过程中，工程师面临着严格的时间、预算以及性能的考验。本文将围绕成本节约、低功耗设计、和系统效率提升的三大焦点，揭示一系列工程师在实践中常犯的不良习惯，以及提供优化思路和建议。

成本节约篇

成本是硬件工程中的重要考量因素。通过以下实例和误区分析，我们可以看到成本节约不仅仅关乎直接的经济支出，还关系到对资源的高效利用和工程的长期效率。




1. 电阻值的误选：工程师倾向于选择整数值的电阻，但实际上市场并不提供特定的近似值（如5KΩ）。正确的选择应依据电阻的精度和成本效益，例如，4.7KΩ和5.1KΩ虽然价格差异不大，但相比100%精度（例如680Ω）成本分别仅增加约4倍和2倍。选择低精度的电阻可能带来更高的总体成本。

2. 非标准指示灯颜色：虽然蓝色指示灯外观独特，但其成熟度和供货稳定性较差，价格却高达同类标准颜色（如红、绿、黄）的45倍。优先考虑标准颜色，确保成本可控和供应链稳定。

3. 选择不必要的技术和器件：虽然CPLD相较于74XX门电路能提供更高级的功能，但这可能会导致成本激增且不必要地增加工程工作量。在多数情况下，合理的决定应基于硬件性能、成本和可用性之间的平衡。

4. 极限性能配置：追求系统高规格，尤其是对CPU、内存和FPGA等关键组件使用顶级配置，并非总是最优策略。应根据实际需求和成本效益进行考虑，避免性能过剩导致的资源浪费。

低功耗设计篇

低功耗不仅仅是关于节能，还涉及对电源模块、散热系统和电磁噪声的影响。通过优化设计，工程师可以显著减少电力消耗和系统管理成本，并延长产品寿命。

1. 非必要的上下拉电阻：电阻用于上下拉，并不是为了任意信号都进行这样的操作。使用电阻进行上下拉的信号消耗电能，过多的使用会显著增加功率消耗，需要根据信号表现和路径进行合理设计。

2. 未使用的I/O口处理：悬空的I/O口容易成为干扰输入信号，应将其设为输出状态或上拉，确保功能安全和减少能量消耗。

3. 最大化使用功耗控制信号：如CS信号，尽量高效控制芯片的使用，减少不必要的激活状态。

4. 信号匹配与功耗：信号匹配是为了减少反射现象，但并非要求达到最优状态。针对不同标准信号（如TTL、LVDS等），匹配要合理，避免不必要的成本增加。

系统效率优化篇


硬件设计的效率不仅体现在硬件性能上，还涉及软件交互、资源利用和执行路径的优化。

1. CPU频率和CACHE选择：并非CPU频率越高，系统效率就越高。在通信类应用中，外部访问速度才是关键瓶颈，合理利用指令和数据CACHE，同时注意程序设计，以适应CACHE优化是提升系统效率的关键。

2. 存储器接口优化：存储器接口的时序设置需结合具体应用条件，合理的频率调整可能带来更高的效率。

3. 并行处理与CPU数量增加：并非所有任务都能从并行处理中显著受益。在确定使用多个CPU时，需要评估和模拟负载，实现资源的高效分配，避免负载均衡的不均衡和协调代价的增加。

4. 信号完整性考量：信号完整性问题是现代高速芯片设计中必须面对的挑战。通过合理的布线、匹配设计和网络实现，可以有效降低成本、提高效率并延长产品寿命。