年纪越大越发现古话的正确性，大概是真过了对抗体质的青年时期了，大道无形，大音希声。很多后来悟得的大道理甚至是牙牙学语初期就知道的词句。

硬件设计亦如此。很多试错之后总结出来的经验，其实都是刚入行时候书本上、前辈告诉的，而当时的自己并没有在意。

今天来聊聊硬件设计中最需要注意的东西。干货预警，今天会涉及到一些专业知识，我尽量说的简单直白，能让非专业人士也能看得懂。

我们在设计一个硬件系统的时候，首当其冲要考虑的是什么？

功耗！这是很容易被忽略的却格外重要的东西。这个问题反映在主电源上，就是要考虑电源的待载能力。很多时候我们想当然的假设电源的待载能力足够，从而忽略对于功耗的考量。

我回顾了一下，产生这样想当然的假设的原因，是大多数时候我们都在设计手机类的移动电子消费品。而这种消费品的一个特点，就是锂电池供电。锂电的待载能力相对一般的开关电源/线性电源来讲，是很优秀的。

举个栗子，就算是低配的电池，它的瞬时待载能力也可以达到5A，好一些的可以到5C，甚至10C；而持续待载能力也可以达到1C。

在这里，5A就是我们电流的绝对大小，5安培。C指的是电池容量。假设电池是3000MAH的容量，那么1C就指的是3A。而5C就是15A。也就是说，该电池的瞬时供电电流可以达到5A，持续供电电流可以达到3A。这种待载能力可以覆盖绝大多数的手机类产品。

因此，我们设计久了手机类的产品，会对系统供电的待载能力越来越模糊，甚至不会特意留意它。而假若设计的是需要供电类的产品，类似路由、交换机、CPE这样的产品，就要格外留意输入总电源的待载能力了。

而刚刚提到，电源的待载能力可以分为两部分：瞬时待载能力和持续待载能力。

瞬时待载能力是指电源在某一瞬间所能提供的最大供电电流。持续待载能力是指电源在持续的一段时间内，或者长时间可提供的最大供电电流。我们知道有很多瞬发电路，平时不工作的时候功耗极低，工作的某一时刻就会让负载瞬间抖动极大。这时候就要考验电源的瞬间待载能力是否过关了。

这种电路最典型的就是蜂窝网络的2G模式。我们知道2G网络主流是GSM、GPRS两类网络，而均为时分多址的网络。传输数据的时候，是通过burst（突发脉冲）来发射信息。GSM每个burst间隔4.615ms。也就是说，每4.615ms里会有一个脉冲发射，这就是负载的剧烈变化。GSM通话时候的平均功耗总体下来也就500-600MA，但每一个burst的时候瞬时电流能达到2-2.5A。这时候就要做好电源的整体规划。要看一下电源的瞬间待载能力是否能满足负载的剧烈抖动。

针对这种瞬时待载能力不能达标的电源，如果这个“瞬时”持续时间短的话，我们可以大致的计算一个能量范围，选取一颗大的电容就可以解决这个问题了。一般的经验值，预留在12V电源上一颗220UF的电解电容几乎可以解决绝大部分的瞬时待载能力不足的问题。

而持续待在能力就是考验电源的指标了，我们选择电源也要根据它的能力去选择。首先要根据单模块的功耗来选择分级电源；分别计算清楚每一块功能区域的功耗，按照效率折算到总输入端的电源上，从而来选取总电源的型号。

而在走线上，也要注意电源出线尽量按照功耗计算宽度，并留有余量。同时，尽量在源端出线，走树形结构，而不是菊花链结构，这样能尽量避免不必要的并联网络带来的干扰。

硬件系统的供电是硬件设计之初就应该重点考虑的问题。一个好的供电系统并不能在硬件中给人突出的惊艳感。但一个不合理的供电系统却会给整个硬件带来各种各样奇怪的问题，让你思路混乱，甚至不知道到底是哪里出现了问题。它就像空气，正常的时候，你从来察觉不到它的存在；一旦它不正常了，所有的设计都要推倒重来，导致整个硬件设计失败。

一个优秀的硬件系统工程师也是这样，越是优秀，你越感受不到他的存在。只有那些对系统理解不够的工程师，才会有存在感，因为他的存在感，是在给不恰当的系统打补丁的时候找到的。