概述

如需根据产品需求自行设计相关硬件，涉及到的芯片、模组样品，请联系对应的天猫精灵生态商务或者服务商。
为方便描述硬件功能实现，本文以S710模组开发板为例，进行硬件设计和验证的说明。

1 开发板实例

1.1 功能框图及功能

开发板上能够实现的功能：
1）供电接口，支持5V USB接口供电和12V DC口供电(需跳线帽选择)
2）DCDC供电电路，支持把5V输入或12V输入降压到模组需要的工作电压
3）Audio输出接口，支持外接2个单声道喇叭
4）Audio输入，支持2路模拟MIC或2路数字MIC（需跳线帽选择）
5）2路UART接口，UART0用于软件加载，UART1用于外接功能扩展
6）LCD&TP显示屏接口，支持SPI接口LCD，I2C接口TP （此部分需要软件单独做）
7）1颗RGB三色灯，由3路PWM进行亮度控制
8）1路红外IRDA发射和接收管。(开发板上的RX接收头的载波规格为38KHz)
9）3颗按键，通过同一路ADC输入到模组

1.2 实物图片

1.3 IO及外设功能

*详细的GPIO的其他功能，请查看《TG6000A _PIN MUX Mapping_V1.0》

2 各功能模块的实现

2.1 调试接口

开发板有两个串口，如下图中串口0和串口1，电压均为3.3V。
TG6000A的开发板是通过UART0进行软件烧录和功能调试。开发板上串口0通过UART-USB转换芯片后连接到USB接口。 所以开发板上可以直接用UART0串口，可以同自带的USB直接进行debug。

2.2 开发板供电

USB口具有两个功能，5V供电、串口0调试串口。DC口用于12V供电。开发板供电只需要USB/DC口二 选一即可，具体的跳线选择见下图所示。

2.3 数字MIC和模拟MIC

TG6000A芯片开发板支持2路模拟MIC和2路数字MIC，两者不能同时使用，需要进行跳线选择。跳线帽位置和选择方式如下图所示。
此外，模拟MIC和数字MIC功能需要对应的软件版本支持。

2.4 喇叭接口的使用

TG6000A芯片模组开发板有2个speaker接口，都可以用来接喇叭，但不支持立体声。需要注意Speaker PA的供电，可以选择5V USB口，也可以选择12V DC口，通过跳线帽进行选择，不可两个接口同时供电。
两个Speaker通路都有AEC反馈电路，但只有speaker1的AEC回路反馈到模组输入。一般情况下，建议使用speaker1。

2.5 LED&红外&按键

开发板上的RGB三色灯由3个PWM信号进行控制。红外发射和接收管使用的GPIO与LED_G和LED_B的PWM信号是复用关系。在无屏版本中默认是LED PWM功能。用户如果需要使用红外功能，需要对应的软件版本支持。
三颗按键使用相同的ADC输入通路，分别对应不同的电压值。

2.6 LCD&TP接口使用

本开发板的LCD接口为SPI接口，TP接口为I2C。LCD&TP接口的GPIO与其他功能属于复用关系，详见开发板中的J701~J711跳线器GPIO功能表。当J701~J711全部跳线到左侧时为LCD&TP功能，反之为无屏版本功能。
注意：有屏版本和无屏版本，在修改跳线器配置的同时，需要对应的软件版本才能支持对应接口功能。

3 硬件设计及验证

*以TG6000A为例，介绍产品猫芯设计中的注意事项和设计完成后的验证要点。

3.1 设计前准备

1、从云端获取猫芯的规格书，参考设计，GPIO PIN MUX，Design Note，烧录工具，认证指导等文件。
2、产品开发要实现的具体功能列表： 这部分需要根据产品的PRD来确认猫芯的功能和性能能否符合产品开发的要求。

3.2 硬件设计过程及注意事项

*硬件设计除了实现产品的功能和满足产品对性能的要求外，还要具备可生产性（可组装，可测试，可维修）。 这是一个系统工作，本文档只介绍TG6000A的硬件设计完善，部分会介绍道可测试性。其他部分需要根据不同的产品类别来做详细设计。

3.2.1 系统Block图

请先根据需要和硬件设计要求，画出产品的完整的实现框图。 尽可能详细，把各功能模块的器件和接口都需要详细的画出来。以TG6000A 模组为例：

3.2.2 电源设计

画出Power TREE。把各支路电源分配 ，包括：电源器件，电源电压和电流。
1）电源器件：转换效率，峰值电流，结温，输出电流纹波等。
2）电源支路：模拟电源和数字电源分开。敏感功能模块的电源与数字功能模块单独分开。设计时注意各支路的走向等。

3.2.3 声学设计

声学设计分上行链路（MIC）和下行链路（SPK）。详细的声学设计请参考《TG6000A芯片-硬件设计指导-V1.0》
1）上行链路：包括了MIC器件，MIC电路，MIC的结构装配
· MIC器件：不管是数字MIC，还是模拟MIC，MIC器件的电气性能都需要满足声学对MIC的要求。重点注意器件的灵敏度，SNR，频响，失真，相位等参数。 对于MIC阵列来说，还需要满足MIC的一致性要求。
采用数字MIC设计时，请参考设计指导进行设计，防止存在EMC问题。
· MIC电路：设计注意ESD的防护，电源的滤波等要求。
· MIC的结构装配： MIC通音孔的间距，外壳通音孔的大小，防水防尘灯，通音孔的朝向等等
2）下行链路：包括OP，喇叭
· OP： 注意供电电源，数字地和模拟地的分割。重点关注增益，电源，音频失真，频响，驱动的喇叭负载等等。
· 喇叭：腔体，喇叭本体，以及装配的防震音等措施。喇叭带腔体的功率，频响，失真度等电气性能指标。
*设计上应该注意上电和下点POP音。主要在上电和掉电时序，以及模拟GND和数字GND的区分。

3.2.4 射频设计

射频设计包括射频电路和天线两部分设计
1）射频电路：
TG6000A是内置了WiFi和BT的射频模块。详细电路设计请参考TG6000A的参考设计。
注意一下事项：匹配电路和RF SWITCH的匹配：主要是在layout设计时，RF Trace要按照50Ω走下。注意叠层。
设计上保留测试点或者RF测试端子，方便用于产线校准测试使用。
2）天线设计：
若产品采用外置天线：请把结构和PCB的交给天线厂，让天线厂协助进行完成天线设计。
若产品采用PCB天线：请务必先进行带结构仿真，或者让天线厂协助完成。

3.2.5 外围IO设计

可按照GPIO PIN MUX 来使用猫芯的IO口。使用时注意一下事项：
1）IO的功能：需要软件进行配置可直接复用使用。
2）IO的电源电压：一般IO的电压为3.3V。有些猫芯的IO口电源域是可以使用1.8V。 详情请参考猫芯的规格书。
3）IO的驱动能力：每个IO口的输入和输出电流都是有限的。使用时需要格外注意。

3.2.6 测试点设计

主要用于调试，生产测试等使用。需要把声学，射频，电源和其他关键外置信号都预留测试点，方便研发和生产使用。

3.2.7 热设计

请结合产品结构和芯片的功耗和散热需要，完成热设计。需关注产品的使用环境，芯片的周围的热源和散热条件等等。

3.3 硬件验证过程及注意事项

*主要是电源，声学，射频，以及外置设备功能的性能验证。这里重点说声学和射频。

3.3.1 声学测试：

声学的研发测试和生产测试基本是一致的，要关注MIC和PA带SPK的整机性能。研发测试室需要专业的声学设备。
PCBA端：重点在电路性能，以及录音底噪等性能。OP的驱动能力，POP音，频响，失真等性能。
整机：关注MIC一致性，气密性，灵敏度，频响，失真度等等。以及SPK的震音，频响，失真度和异响等等。

3.3.2 射频测试：

射频测试包括四部分：PCBA的单板RF性能测试，天线的性能测试，整机的OTA性能测试，还有生产测试。其中生产测试是在研发测试的基础上精简而来，或者采取替代措施来确保RF性能符合设计要求。
射频需要专业的射频测试设备，屏蔽房和暗室等设备。
请登陆天猫精灵AI平台，选择已经创建的项目，找到建立的产品，如下图示意，依次单开“产品信息”-“开发方案”-“查看开发资料”-TG6000ARF校准指令进行“下载”。