【日常·闲谈】芯片外围电路如何设计？

听从你心，无问西东。
开了一个新系列，很多时候想分享一些很有趣的内容，但又不想为此花大量的时间去做语言梳理和技术资料查找，久而久之就想不起来要写这个博客了。于是就想到了用闲谈的方法，把这些内容分享出来，虽然不是那么的严谨，但都是自己的一些经验，仅供参考~
有一部分是别人问我的问题，有一些可以算是我自问自答吧。
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关于这个博文的标题：芯片外围电路如何设计？
这其实是一个很宽泛的问题，轻易没法回答，芯片的种类那么多，数字芯片、模拟芯片、数模混合芯片，这些芯片里还分很多的小种类。模拟芯片有一般的运算放大器，紧密的仪表放大器，射频芯片，还有各种专用的模拟信号处理芯片；而数字芯片的种类就更多了，数电的数字逻辑芯片，硬件编解码芯片，协议芯片，处理芯片，还有更复杂的CPU、MCU、SOC。
这些都归属在“芯片”这个范畴里，但是如果从外围电路设计的角度来说，他们是有大大的不同的，举个栗子。

模拟芯片

从最基础的运算放大器来说吧，这是大学里初接触电路设计里，和芯片相关比较简单的外围电路设计。这里有一个OP07~作为一款又便宜又好用又简单的运算放大器，它陪伴了我的入门的电子设计生涯。

在初学的时候，其实上面密密麻麻的数据参数只要看几个就可以了，比如共模抑制比，闭环的带宽，差墨输入电压，电源供电电压，这类比较通用的数据。了解了这些数据之后，其实就能根据这个运算放大器的特性，设计出一些简单的运算放大电路，比如放大、跟随、滤波、反向、移相、加法之类的。

而像复杂一点的模拟芯片，开关电容滤波、包络检波、射频芯片，这些的外围电路设计相对来说就要复杂很多。不仅仅是单纯的电源引脚、输入输出信号，还会增加一些控制信号，比如使能、电压控制性能、时钟同步信号，等等。这些芯片在外围电路设计上面往往会增加一些驱动电路，然后才是模拟数据通路。
我们可以参照芯片的芯片手册（也就是datasheet）来进行设计。在初学的时候，大概率复杂电路是设计不出来的，这个时候参考大厂的设计手册，就是一个很好的办法。像ADI和TI这样的公司，往往会开源很多芯片的设计应用方案，来方便工程师在选择芯片的时候有一个很好的参考。而对于我们这样的菜鸡，直接照搬大厂成熟的设计方案是一个很明智的选择，先熟悉已有的电路方案，加以了解之后在从自己的工程需求上进行修改，能够达到一个很好的效果。等到自己的工程经验成熟之后，再独立设计电路，更加稳妥。

数字芯片

相比于模拟芯片，数字芯片的种类更加宽泛，由易到难的跨度更大。像简单的数字逻辑门，如果只是实现逻辑判断的话，你甚至不需要外围电路，直接接一个电平信号就可以，毕竟0和1就是高低电平的区别，但是一旦到了处理器层面，DSP啊，FPGA，MCU，视频/音频的编解码芯片，这些就不是一点点难的问题了，是亿点点难的问题了。
就拿一般的MCU举例子，正常一个最小系统板，需要有时钟、复位、电源管理，使能有效，而如果加上了外设，可能还需要加上高性能开关，浪涌电路，滤波电路，甚至还需要设计专门的隔离电路。这也是为什么模拟芯片有时候双层板、4层板就能搞定（我模拟经验不深，以我能接触到的模拟芯片4层顶天了，求大佬别杠），但是复杂的数字芯片，8层板，12层板有时候都不够QAQ，就是因为芯片的外设电路太复杂了。
而如何画芯片的外围电路呢，其实依靠的还是芯片的芯片手册，这个芯片的所有参数，芯片手册上都会给出，必要的配置参数，IO信息，大厂详细一点的还会把一些必须的外围电路设计方案给出来，方便工程师设计。
那初学怎么办呢？最简单的一个办法，抄板 。从双层板开始，简单一点的背面是地正面走线，复杂一点的背面一半地一半信号，把别人的电路边学边抄，网上这么大，总有很多开源的资料，芯片手册也是很容易获得的。

这里推荐几个芯片查找网站：
集成电路查询网

FindChips

采芯网
我记得以前采芯网还可以在QQ上引入群机器人，输入指令就可以查芯片，后来这个功能没有了，我们群还可惜了一阵子。