以自己为中心的设计

从本质上讲，设计工程师并不是以自我为中心的一类人。也许是团队合作的工作方式，亦或是出于职业需要，他们培养了对诸如技术等外界事物的好奇之心。工程师本人并非一切的中心。但有一点却是确凿无疑的，这就是设计工程师们在工作中表现出的一个标志性特征：自我关注（self-focused），乃至心无旁骛（single-minded）。这与他们所从事的技能型、专业化工作（例如，创意性工程设计）是分不开的，此类工作要求他们具有较高的内在动力。

但是，当工程师的注意力受到其所专注领域以外因素的干扰时，此种积极心理品质中的缺陷就可能显露出来。实际上，使工程师抓狂的最好办法莫过于制造一些会扰乱其注意力或者导致工作拖沓的障碍。当然，这除了会让工程师抓狂，还会引起整体创意设计流程的混乱。

静下心来做设计的奢望

在电子产品设计中，不需要做太多分析就可发现一些让人分心的干扰。再常见不过的情况是，工程师由于要获取服务和信息以及来自其他工程师的数据，或者需要遵循外部管理系统的要求而不得不放下眼前的设计工作。

设计伊始的任务简单明了，就是为你的当前项目选择合适的元器件，如用于设计中的图像处理管线的低时延DSP（数字信号处理器）。选择时的主要考虑因素是该部件的电气和物理性质（时钟速率、乘法器的数量、高速缓存大小等），所以这是一项需要查阅大量资料和考虑许多供应商以便找到合适产品的工作。

在线数据的不断增加对完成这项任务有所帮助，但是还必须考虑器件参数以外的许多因素，包括价格、可获得性以及交付包装（卷、带等）。在为你的设计选择DSP时，你的注意力已无法完全集中于设计，而必须转移到翻阅资料或者浏览网页和文档上去。

在选定DSP器件后，采购及购买任务有BOM（物料清单）可供使用，设计工作即进入原型设计阶段。不过，在设计工作继续进行时，受到采购任务打扰的可能性还是存在的——也许是因为你没有注意到DSP的价格不符合预算要求或者没有注意到新的停产通知。

现在，注意力可能重又回到了设计上，但外部干扰因素不可能就此消失。你还需要访问公司数据库，通过版本控制界面对设计要素进行登记/注销（check in/out）操作，在许多情况下还要满足覆盖全公司的PDM（产品数据管理）或PLM（产品生命周期管理）系统的要求。这些工作的目的都是想让整体电子产品设计过程显得有条不紊，但却总是使你陷入无数的不同接口系统与应用中难以自拔，这只会让你分心。当然，问题还不只是受到公司系统及合规要求的约束这么简单。即使是在更直接的电子产品设计工作范围内，在各种应用、接口和数据格式的共同作用下，你的注意力还是会脱离你所在领域内设计的核心功能。

传统的电子设计系统由于建立在各种独立应用程序与数据格式的集合的基础之上，形成了一个四分五裂的开发环境和烦琐的数据交换系统。原理图输入、库系统、信号分析和模拟、FPGA开发、PCB设计和CAM应用包含在各自为政的流程中，在它们之间传送设计数据会分散设计工程师的注意力。处理数据库文件、转换设计数据格式、导入和导出连线表以及处理各种接口与应用都会产生这种干扰。

再回到我们设计中的DSP，我们假设信号处理在FPGA（现场可编程门阵列）领域的优异表现已经显而易见——DSP的时延可以得到匹配，且吞吐量指标通过使用新的嵌入式DSP IP部件得到了改善。DSP芯片可从设计中去除，但是还需要改变FPGA类型及引出线以便使这成为可能。这是一个重大的设计修改，当在原理图、PCB（印刷电路板）和嵌入式设计领域之间交换引出线数据库、ECO文件、连线表和元器件数据时，你的注意力就会脱离真正的设计任务。

从电子设计的发展趋势来看，除非改变流程和工具，否则这些挑战和干扰是不可能消失的。由于核心领域（硬件设计、软件开发及可编程硬件设计）之间的相互依赖有增无减，设计也变得越来越复杂。在专业设计之岛上独居一隅的情况现在已不切实际了。

无论工程师工作于哪个领域，营造一个专注的设计环境需要这样一个系统：在这个系统中，工程师动一动指尖就可以找到做决定所需的所有信息以及与公司系统互动，而且不离开自己的设计领域。

运用单一焦点方案

虽然并非显而易见，但是将焦点带回创新设计需要解决的根本问题就在于设计数据的存取方式，原因是电子产品设计以及所有 CAD设计都是在创造、访问和修改设计数据。而且重要的是，界定最终电子产品设计的就是数据的集合。

建立在单一设计数据存储库和设计模型基础上的电子产品开发系统是一个基本要求。这一单一数据池会成为所有流程（包括电子产品设计平台内部与外部）的联系点，而不是使用一大堆不同设计数据系统（每个设计领域和应用有一个或多个）。在实践中，这意味着电子产品开发所涉及的所有流程能够成为一个一体化的整体，甚至建立在单一的应用和用户界面系统之上。

当子领域的某个工程师修改数据时，例如在原理图设计层面对FPGA类型的变更，设计数据的单一模型也会得到相应的修改。使用同一设计数据模型的PCB子领域可以直接访问修改后信息中属于自己的部分——新FPGA覆盖区、管脚分配等。各领域之间不需要手动交换复杂的数据文件，修改后的设计数据唾手可得，就在PCB设计领域之内。

单一数据方案的优点已在完整设计流程中得到了证明。举例而言，元器件数据成为一个单一多领域模型。我们DSP部件的基于数据库的模型包括针对原理图领域的符号、引出线和参数，以及PCB设计空间所需的覆盖区、尺寸数据和3D模型。

这里的传导效应是可以将元器件模型数据从供应商网站直接带入这一单一设计平台。因为元器件的统一模型内在于所有领域，所以实时更新变得切实可行，同时还可以包括广泛的相关数据——每个领域中实际出现的数据就是适合该设计空间的数据。

采用这一方案可以避免由翻阅资料、浏览网站及文件对设计流程所造成的干扰。就在设计环境本身之内，使用与供应商的数据存储库相连接的活动界面，只要做出了关键的设计决定就可以为设计选择最适合的零部件。所以，最新信息唾手可得，在整个设计过程中元器件数据及状态都是随时可用的。设计工作中的干扰和意外一扫而光。

单一设计数据系统和统一开发环境还为外部设计管理系统提供了一致的单一联系点。公司数据库映射到一个定义的元器件模型，PDM系统连接到单一设计数据集，而在直接设计空间以外的人（如采购或管理人员）也有可能使用单一应用来查看完整的设计数据。

从设计师的角度看，可以通过集成在设计应用中的界面来访问和管理外部系统。决定和行动都是在你的注意力集中于设计本身的情况下做出的，你不会受到众多不一致的外部系统的干扰。

最后，设计的复杂性也得以降低，设计流程的焦点重又回到你的设计领域。选择零部件、访问公司系统以及从其他设计领域收集相关数据的任务全都易如反掌，不会超出你的设计领域。

我们把这称为“以自己为中心的设计”（ self-centered design），避免让工程师放下设计工作去收集重要设计信息会给整个设计流程带来了极大好处。令人沮丧的干扰和繁琐的流程在最大限度上得以避免。最重要的是，设计工程师因此能够全神贯注于为下一代电子产品提供经济有效的创新性设计。

作者：Altium技术编辑 Rob Evans 　日期：2010-7-1