以自己為中心的設計

從本質(zhì)上講，設計工程師并不是以自我為中心的一類人。也許是團隊合作的工作方式，亦或是出于職業(yè)需要，他們培養(yǎng)了對諸如技術等外界事物的好奇之心。工程師本人并非一切的中心。但有一點卻是確鑿無疑的，這就是設計工程師們在工作中表現(xiàn)出的一個標志性特征：自我關注（self-focused），乃至心無旁騖（single-minded）。這與他們所從事的技能型、專業(yè)化工作（例如，創(chuàng)意性工程設計）是分不開的，此類工作要求他們具有較高的內(nèi)在動力。

但是，當工程師的注意力受到其所專注領域以外因素的干擾時，此種積極心理品質(zhì)中的缺陷就可能顯露出來。實際上，使工程師抓狂的最好辦法莫過于制造一些會擾亂其注意力或者導致工作拖沓的障礙。當然，這除了會讓工程師抓狂，還會引起整體創(chuàng)意設計流程的混亂。

靜下心來做設計的奢望
在電子產(chǎn)品設計中，不需要做太多分析就可發(fā)現(xiàn)一些讓人分心的干擾。再常見不過的情況是，工程師由于要獲取服務和信息以及來自其他工程師的數(shù)據(jù)，或者需要遵循外部管理系統(tǒng)的要求而不得不放下眼前的設計工作。

設計伊始的任務簡單明了，就是為你的當前項目選擇合適的元器件，如用于設計中的圖像處理管線的低時延DSP（數(shù)字信號處理器）。選擇時的主要考慮因素是該部件的電氣和物理性質(zhì)（時鐘速率、乘法器的數(shù)量、高速緩存大小等），所以這是一項需要查閱大量資料和考慮許多供應商以便找到合適產(chǎn)品的工作。

在線數(shù)據(jù)的不斷增加對完成這項任務有所幫助，但是還必須考慮器件參數(shù)以外的許多因素，包括價格、可獲得性以及交付包裝（卷、帶等）。在為你的設計選擇DSP時，你的注意力已無法完全集中于設計，而必須轉(zhuǎn)移到翻閱資料或者瀏覽網(wǎng)頁和文檔上去。

在選定DSP器件后，采購及購買任務有BOM（物料清單）可供使用，設計工作即進入原型設計階段。不過，在設計工作繼續(xù)進行時，受到采購任務打擾的可能性還是存在的——也許是因為你沒有注意到DSP的價格不符合預算要求或者沒有注意到新的停產(chǎn)通知。

現(xiàn)在，注意力可能重又回到了設計上，但外部干擾因素不可能就此消失。你還需要訪問公司數(shù)據(jù)庫，通過版本控制界面對設計要素進行登記/注銷（check in/out）操作，在許多情況下還要滿足覆蓋全公司的PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）或PLM（產(chǎn)品生命周期管理）系統(tǒng)的要求。這些工作的目的都是想讓整體電子產(chǎn)品設計過程顯得有條不紊，但卻總是使你陷入無數(shù)的不同接口系統(tǒng)與應用中難以自拔，這只會讓你分心。當然，問題還不只是受到公司系統(tǒng)及合規(guī)要求的約束這么簡單。即使是在更直接的電子產(chǎn)品設計工作范圍內(nèi)，在各種應用、接口和數(shù)據(jù)格式的共同作用下，你的注意力還是會脫離你所在領域內(nèi)設計的核心功能。

傳統(tǒng)的電子設計系統(tǒng)由于建立在各種獨立應用程序與數(shù)據(jù)格式的集合的基礎之上，形成了一個四分五裂的開發(fā)環(huán)境和煩瑣的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。原理圖輸入、庫系統(tǒng)、信號分析和模擬、FPGA開發(fā)、PCB設計和CAM應用包含在各自為政的流程中，在它們之間傳送設計數(shù)據(jù)會分散設計工程師的注意力。處理數(shù)據(jù)庫文件、轉(zhuǎn)換設計數(shù)據(jù)格式、導入和導出連線表以及處理各種接口與應用都會產(chǎn)生這種干擾。

再回到我們設計中的DSP，我們假設信號處理在FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）領域的優(yōu)異表現(xiàn)已經(jīng)顯而易見——DSP的時延可以得到匹配，且吞吐量指標通過使用新的嵌入式DSP IP部件得到了改善。DSP芯片可從設計中去除，但是還需要改變FPGA類型及引出線以便使這成為可能。這是一個重大的設計修改，當在原理圖、PCB（印刷電路板）和嵌入式設計領域之間交換引出線數(shù)據(jù)庫、ECO文件、連線表和元器件數(shù)據(jù)時，你的注意力就會脫離真正的設計任務。

從電子設計的發(fā)展趨勢來看，除非改變流程和工具，否則這些挑戰(zhàn)和干擾是不可能消失的。由于核心領域（硬件設計、軟件開發(fā)及可編程硬件設計）之間的相互依賴有增無減，設計也變得越來越復雜。在專業(yè)設計之島上獨居一隅的情況現(xiàn)在已不切實際了。

無論工程師工作于哪個領域，營造一個專注的設計環(huán)境需要這樣一個系統(tǒng)：在這個系統(tǒng)中，工程師動一動指尖就可以找到做決定所需的所有信息以及與公司系統(tǒng)互動，而且不離開自己的設計領域。

運用單一焦點方案
雖然并非顯而易見，但是將焦點帶回創(chuàng)新設計需要解決的根本問題就在于設計數(shù)據(jù)的存取方式，原因是電子產(chǎn)品設計以及所有CAD設計都是在創(chuàng)造、訪問和修改設計數(shù)據(jù)。而且重要的是，界定最終電子產(chǎn)品設計的就是數(shù)據(jù)的集合。

建立在單一設計數(shù)據(jù)存儲庫和設計模型基礎上的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)是一個基本要求。這一單一數(shù)據(jù)池會成為所有流程（包括電子產(chǎn)品設計平臺內(nèi)部與外部）的聯(lián)系點，而不是使用一大堆不同設計數(shù)據(jù)系統(tǒng)（每個設計領域和應用有一個或多個）。在實踐中，這意味著電子產(chǎn)品開發(fā)所涉及的所有流程能夠成為一個一體化的整體，甚至建立在單一的應用和用戶界面系統(tǒng)之上。

當子領域的某個工程師修改數(shù)據(jù)時，例如在原理圖設計層面對FPGA類型的變更，設計數(shù)據(jù)的單一模型也會得到相應的修改。使用同一設計數(shù)據(jù)模型的PCB子領域可以直接訪問修改后信息中屬于自己的部分——新FPGA覆蓋區(qū)、管腳分配等。各領域之間不需要手動交換復雜的數(shù)據(jù)文件，修改后的設計數(shù)據(jù)唾手可得，就在PCB設計領域之內(nèi)。

單一數(shù)據(jù)方案的優(yōu)點已在完整設計流程中得到了證明。舉例而言，元器件數(shù)據(jù)成為一個單一多領域模型。我們DSP部件的基于數(shù)據(jù)庫的模型包括針對原理圖領域的符號、引出線和參數(shù)，以及PCB設計空間所需的覆蓋區(qū)、尺寸數(shù)據(jù)和3D模型。

這里的傳導效應是可以將元器件模型數(shù)據(jù)從供應商網(wǎng)站直接帶入這一單一設計平臺。因為元器件的統(tǒng)一模型內(nèi)在于所有領域，所以實時更新變得切實可行，同時還可以包括廣泛的相關數(shù)據(jù)——每個領域中實際出現(xiàn)的數(shù)據(jù)就是適合該設計空間的數(shù)據(jù)。

采用這一方案可以避免由翻閱資料、瀏覽網(wǎng)站及文件對設計流程所造成的干擾。就在設計環(huán)境本身之內(nèi)，使用與供應商的數(shù)據(jù)存儲庫相連接的活動界面，只要做出了關鍵的設計決定就可以為設計選擇最適合的零部件。所以，最新信息唾手可得，在整個設計過程中元器件數(shù)據(jù)及狀態(tài)都是隨時可用的。設計工作中的干擾和意外一掃而光。

單一設計數(shù)據(jù)系統(tǒng)和統(tǒng)一開發(fā)環(huán)境還為外部設計管理系統(tǒng)提供了一致的單一聯(lián)系點。公司數(shù)據(jù)庫映射到一個定義的元器件模型，PDM系統(tǒng)連接到單一設計數(shù)據(jù)集，而在直接設計空間以外的人（如采購或管理人員）也有可能使用單一應用來查看完整的設計數(shù)據(jù)。

從設計師的角度看，可以通過集成在設計應用中的界面來訪問和管理外部系統(tǒng)。決定和行動都是在你的注意力集中于設計本身的情況下做出的，你不會受到眾多不一致的外部系統(tǒng)的干擾。

最后，設計的復雜性也得以降低，設計流程的焦點重又回到你的設計領域。選擇零部件、訪問公司系統(tǒng)以及從其他設計領域收集相關數(shù)據(jù)的任務全都易如反掌，不會超出你的設計領域。

我們把這稱為“以自己為中心的設計”（ self-centered design），避免讓工程師放下設計工作去收集重要設計信息會給整個設計流程帶來了極大好處。令人沮喪的干擾和繁瑣的流程在最大限度上得以避免。最重要的是，設計工程師因此能夠全神貫注于為下一代電子產(chǎn)品提供經(jīng)濟有效的創(chuàng)新性設計。