雖然有些半導體公司會把自己的產品規格手冊(datasheet)翻譯為中文,但大部分估計都是Google翻譯翻的,裡面錯誤很多,有些就只把大標題翻譯了一下,後面的詳細說明還是英文,所以還是直接看英文原版靠譜。

Datasheet的快速閱讀能力,是每個工程師都應該具備的基本素養。

無論是專案開始階段的選型還是後續的軟硬體設計,到後期的專案除錯,經常有工程師對著英文的datasheet發愁,這麼厚的資料,一頁頁的讀,那得加班到幾點啊?

雖然有些半導體公司會把自己的datasheet翻譯為中文,但大部分估計都是穀歌給翻的,裡面錯誤很多,有些就只把大標題翻譯了一下,後面的詳細說明還是英文,所以還是直接看英文原版靠譜。

「如何用最短的時間找到最需要的內容」——這是EDN電子技術設計想總結給大家的“乾貨”。

簡單來說,datasheet裡的包括性能介紹(晶片做什麼用的)、接腳定義(要畫電路圖)、內部暫存器定義(要寫程式)、封裝形式(製造採購都要問的),這些基礎資訊都會寫的很明白。

另外,身為工程師,必須注意的還有元件的典型性能、最小和最大需求以及特性、在不損壞它的條件下你能做什麼、以及使用建議和提示。

從專案角度來看datasheet?

知乎(編按:中國大陸的網路社群)網友艾搜在一次回答中提到了如何從專案角度來看Datasheet,以下摘取了部分內容。

首先是元件選型。在專案前期的準備階段,元件選型是一個重要的工作內容。相應的每款晶片的datasheet開始最醒目的位置都會有一個簡介和feature list,包括元件的供電電壓、電流、功耗、資源、封裝資訊等等基本內容,透過這些內容我們就可以快速地確認晶片功能和使用領域,確定晶片是否能滿足專案需求。以此來進行快速的篩選,完成選型工作。

確定了元件型號以後,我們就要開始後面的設計工作。對硬體工程師來說,元件的封裝、接腳分配、參考設計這幾部分就是最先要關注的點;有了這幾部分,硬體工程師就可以馬上展開工作了。

然後有些datasheet會體貼的把參考設計的PCB layout也放進來,有些會把這部分內容單獨形成一個demo文檔。在通用的部分,如供電、重設、除錯電路等等,我們可以儘量參考這些有用的文檔,詳細閱讀layout設計指南,在PCB佈局佈線上降低風險,提高一次成功的概率。

由於每個專案的需求不一樣,在元件的使用上也會有所區別,那麼這些和參考設計不一樣的地方就是我們要重點關注的點;我們可以一邊設計一邊查找,比如在具體接腳上拉下拉或者懸空的時候都要格外小心,經常會有一些小陷阱在這些接腳的處理上。一般datasheet裡都會有明確的說明,需要我們仔細閱讀。

Datasheet裡面經常會包含很多圖表,我們在前期硬體設計的時候可以有重點的關注。如元件的推薦使用參數,高低電平判別電壓等等,這些在設計前期一定要明確。一些元件的非線性參數會透過圖形的方式來說明,比如二極體的導通電阻,在不同的使用電壓條件下,是不一樣的,這個就需要我們根據不同的專案使用要求去確定。

或者有些資料裡面會用圖表的形式說明元件性能,這些也需要在設計階段關注一下,還有些圖表表示了元件的測試方法等等,這些在設計前期可以暫時忽略,等用到的時候再詳細瞭解就可以了。

除了硬體內容外,datasheet裡面還會包含軟體部分。不同的元件軟體部分工作差別很大,很難一概而論,掌握一個基本原則就是「先主後次」:主就是關注元件的boot、reset、位址空間、除錯資訊…等等,也就是和元件正常工作相關的主要部分,先要保證元件能運作;次就是元件的周邊介面等等,元件能正常運作了,我們再去根據datasheet的介紹分別除錯各個不同的模組。

基本上透過以上內容我們就可以完成設計了,但是很多大廠的datasheet其實並不僅僅包含這些內容,比如ADI的一些ADC/DAC元件資料裡面,還會包含AD/DA轉換的原理性講解內容,這些和晶片相關的第一手資料有時候講的比教科書裡還清楚,如果能在有時間的時候仔細研讀,對我們的設計無疑是會有很大幫助的。

Datasheet既可以是我們設計上的好幫手,也是學習的好資料。

各取所需

讀datasheet最高深的境界,不僅要看datasheet上的內容,凡是涉及到的演算法、協定、配合元件…要懂,要善於做延展輔助閱讀,甚至看清楚晶片背後的設計哲學。聽說要寫個datasheet簡單的三、四個月,難的甚至需要四、五年,融入的其實都是精華。

當然,不同職業從datasheet裡獲得的資訊重點是不一樣的。知乎網友「Arthur Wang」在一次回答中指出:

  • 如果你是IC design工程師,可能更注意application note、diagram、reg file等等這種給你設計以參考的部分。
  • 如果是你硬體工程師,你會注意電氣特性、pin list、封裝尺寸等幾個章節。
  • 如果你是行銷人員,你會關注feature list、reference design、電氣特性等章節。
  • 如果你是軟體工程師,你需要看暫存器和軟體章節。
  • 如果你是專案經理,你需要關注所有章節。
  • 如果你是學生,就把它當科技英語,練練閱讀吧。

知乎網友「威靈頓·日天」認為,能用到晶片的無非下面幾種:

  • 第一種,製作晶片的,微電子、半導體行業的,畫晶片layout,瞭解晶片內部構造功能的;
  • 第二種,應用晶片的,也就是滿足專案或者產品需求,需要晶片來做為某一環節功能實現的;
  • 第三種,對晶片提供周邊電路支援、佈局佈線、畫電路板。

另外,一個比較主要的工作──為晶片提供電源解決方案,可能是第二種工程師也可能是第三種工程師。在形形色色的電子世界裡面,第二種類型的工程師從業人數最多,有純硬體的工程師,也有嵌入式軟體工程師,有類比電路工程師,也有數位電路工程師,他們的共同點就是應用導向。

最後…

每家公司的datasheet都有嚴格的規範及獨特的風格,有時候還會穿插一些原理性的介紹,甚至比教科書寫得還好。EDN就有位工程師讀者在剛畢業的前兩年,每天早上堅持提前一小時去公司,朗讀datasheet,藉以熟悉專業英語及基礎知識,後來果然成為一代高手。

設計新手可以從典型晶片入手,觸類旁通。但datasheet只是一個參考,要掌握晶片其實還是要靠應用、以及out of spec的驗證和除錯。

datasheet也是瞭解一家公司技術最準確的途徑之一,有些工程師在面試前會在公司官網上面仔細閱讀其datasheet,研究裡面用到的電路,增加錄用概率。