我的得意之作 | 一块通信卡耗尽两年心血，德国人颠覆了我的设计理念

序言："2017年工程师节"今天正式拉开序幕，本届工程师节的主题围绕"技能"二字。身为电子人，无论行走江湖的老者，还是初入此圈的新人，总一两个技能傍身、总有一两个得意之作。

自05年本科毕业参加工作至今，已有十多个年头，而我一直从事嵌入式硬件开发的工作（必要时也做一些软件开发），所设计的硬件电路和模块不下百种，有简单的也有复杂的。其中不乏有让自己付出极大心血和精力的，这可以认为是自己的得意之作，故取其之一来展示。

与德国人打交道，心累也心喜

12年进入一家世界500强的外资企业工作，从事嵌入式硬件开发工作，负责的是XX型号设备监测系统中的通信卡的硬件设计。该监测系统针对的是大型的旋转类设备的运行状态监测，实时采集该设备各个测试点的运行状态，包括旋转速度、旋转加速度、振动参数、同轴偏心度参数、旋转轴内温度参数等等。通过放置在各个测试点的传感器来进行采集和转换，然后通过测量板卡将传感器数据转换成数字信号，通过背板上总线传递给通信板卡，最后将数据传输到远端的监控室和服务器端。各个测量板卡和通信板卡之间采用的是标准的RS485总线通信方式，通信板卡和远端采用的是以太网通信。

虽说公司属于美资企业，但是和我们打交道的却是德国人，我们平时的所有工作都是向他们汇报。众所周知，德国人的细心和耐心是出了名的，尤其是在研发工作当中，对任何事情都是精益求精。从和他们开始接触的第一天开始，他们就表明了他们对待研发工作的态度，并制定了一系列在研发工作当中应该严格遵守的准则和标准（和公司制度无关）。首先就是文档的书写，不需要长篇大论，能说明问题即可，文档中不能出现省略号（……）、等（and so on）这些字眼，所有有关的项目都必须罗列出来；对待结论性的东西只能出现true or false/yes or no,不能出现模棱两可的描述；研发过程中允许出错，但必须要有足够的正当理由；任何工作必须先写文档，以文档为指导；研发工作必须要有阶段性成果，便于讨论；任何测试结果都必须以数据说话；任何设计都要留有余量……。要求我们必须按照这些口头的制度来合理安排自己的工作。

一块通信卡的故事

我们所要开发的这个通信板卡的前身是采购自第三方的ODM模块，因此所有的技术信息对我们来说都是保密的，我们能做的就是知道怎么用，出问题了我们也不知道怎么去维护，因此在市场占有率提高以后我们显得非常被动，公司高层最终决定自主研发，掌握主动权，进一步提高市场占有率和产品利润。

因此我们针对此通信板卡的研发是在保留其目前功能接口的前提下（目的是要和现有市场上的设备兼容）进行技术升级，也就是在涵盖他们所提供的功能的基础上添加了自己的功能，包括提高数据处理速度、数据通信速度、添加操作系统等等。

因此从某种意义上来说，完全是一个全新的设计。

德国人对这次研发看得非常重，光针对通信卡的技术需求就有好几十页，细化到每一个接口和功能，我们必须在此技术需求文档的基础之上进行研发。

为了更好的了解该产品的特性和工作原理，我们两个人公费被派往德国参观和学习了一个半月，实地去学习该产品生产过程以及该监测系统的功能。同时也去学习德国人在产品研发上的每一步工作是如何做的，参观了德国的高标准化生产车间。给我印象最深刻的就是车间内的工人师傅都是4、50岁的年龄比较大的，还有一位负责组装传感器头的师傅有60多岁了，对于这种非常敏感的传感器头，经验比技术更重要。

这一趟德国行不仅完全掌握了该系统的整体功能细节，同时也感受到了发达国家的先进之处和美景美食，受益匪浅啊。

回来后第一步就是针对主MCU的选型。我在主MCU的选型上就花了将近一个月的时间，在这一个月的时间里，我看了各大半导体厂商的主流MCU芯片的资料，而且全是英文版，除了了解各个MCU的特点和功能之外,我还要从中选取3到4种进行横向比较。

我制作了一个表格,将这几种MCU的特点都罗列出来,从中选择最接近我们技术需求的MCU,同时还要性价比高。主要参数包括:MCU主频、Flash容量、RAM容量、对外都有哪些接口、封装形式、供电电压、最大功耗、所支持的操作系统、芯片的生命周期等等，这些参数足足有十几页。

最后不仅要给德国人提供这个表格，还要给出意向MCU，并陈述理由。德国人根据表格里的数据和我陈述的理由，同意了我的选择为ST的一款MCU。

主MCU选定后，外围器件根据接口形式很快就选好了，并根据要求有些通用新品最少选两个厂商，留有足够的设计和