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全网首发【2022电子产品开发全流程国产化操作体验】产品设计(一):国产电脑+系统+软件工具+芯片完成产品设计!制造成品!

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  • TA的每日心情
    奋斗
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    发表于 2022-5-16 20:12:38 | 显示全部楼层 |阅读模式

    有人预言,RISC-V或将是继Intel和Arm之后的第三大主流处理器体系。欢迎访问全球首家只专注于RISC-V单片机行业应用的中文网站

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    本帖最后由 孔明 于 2022-5-20 15:57 编辑

    产品设计全流程国产化操作体验
    国产电脑+系统+软件工具+芯片完成产品设计!制造成品!
          前言:前不久安装Windows 10后,系统右下角水印总提示激活,很多功能也用不了,综合考虑今后趋势,顺势而为切换为国产电脑+UOS系统办公,使用开源流行的基于Linux内核系统做项目开发,让今后使用Linux开发成为一种习惯!欢迎大家一起交流,Linux平台下玩转各种硬件开发!今后,不再非正常激活Windows,树立版权意识,不任性使用DAOBAN,价格高昂的Windows系统!

    一、工欲善其事,必先利其器!

    【工具准备】
    • 国产电脑 :龙芯3A5000电脑
    • 国产系统 :统信UOS系统
    • CAD软件工具中望CAD
    • EDA软件工具立创EDA
    • DFM可制造性设计分析工具:华秋HQDFM
    • 嵌入式单片机应用开发工具: 山河MounRiver Studio IDE

    【原料准备】
    • 国产芯片:RISC-V芯片(国产自主研发的MCU)
    • 国产元件物料:电阻,电容,电感,二极管,晶体管 , IC ,......
    • 中国制造:嘉立创工厂 Made in CHINA

    【制造成品】

        作为国内一名多年技术人员,在此分享使用龙芯3A5000笔记本电脑,安装UOS系统,使用国产工具,设计一块纯国产自主研发的MCU(RISC-V)电子创客板卡,且用国产原料本土工厂全流程制造出实物成品,最后进行RISC-V MCU应用产品开发,完成一个智能两轮自平衡车项目。这个全流程采用国产工具软件设计和国产芯片原料制作,应该是全网第一贴。如果有幸看到此贴,欢迎留言讨论,有兴趣一起讨论用本土工具+本土原料+本土制造性价比高的新国货产品,让电子科技带给社会温暖,带给人们便利,在缺货,涨价,无能为力中寻找一点正能量!

    01、国产电脑:龙芯3A5000电脑

         龙芯3A5000处理器是首款采用自主指令系统 LoongArch 的处理器芯片。LoongArch 基于龙芯二十年的 CPU 研制和生态建设积累,从顶层架构,到指令功能和 ABI 标准等,全部自主设计,不需国外授权。新一代自主处理器龙芯3A5000四核处理器主频 2.3GHz-2.5GHz,包含 4 个处理器核心,采用自主指令系统LoongArch的处理器芯片扛起了国产电脑芯片大旗!      

          龙芯中科称,龙芯 3A5000 的发布标志着龙芯团队经过 20 年的积累,产品性能完成补课,逼近国际主流水平,将助力龙芯中科开启从技术升级迈向全面生态建设、从政策性市场迈向开放市场、从跟踪性发展的“必然王国”迈向自主性发展的“自由王国”的新征程。龙芯3A5000的发布雄辩地证明,坚持科技自立自强而不是引进国外技术,走“市场带技术”而不是“市场换技术”的道路,自主研发 CPU 的性能完全可以超过引进技术的 CPU,国芯当自强 !
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    龙芯3A5000四核桌面PC处理器
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    龙芯3A5000笔记本电脑
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    龙芯3A5000发布
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    龙芯3A5000国内自主CPU处理器

    02、国产系统:UOS系统

          统一操作系统UOS是由包括中国电子集团(CEC)、武汉深之度科技有限公司、南京诚迈科技、中兴新支点在内的多家国内操作系统核心企业自愿发起“UOS(unity operating system)统一操作系统筹备组”共同打造的中文国产操作系统。

          UOS系统包含统信开发套件DTK(Development ToolKit),是基于Qt开发的一整套简单且实用的通用开发框架。 其主要覆盖日常图形应用、业务应用、系统定制应用等开发需求。从系统库和系统服务抽象出DTKWidgets, DTKDeclarative, DTKGUI,DTKCore, DTKCommon, DFramework几大模块。目前DTK已完成5个版本迭代,过程中经历108+次更新,累计提交代码近20万行,未来DTK将持续迭代,继续为UOS电脑系统使用者提供更好的研发体验。统信UOS操作系统支持全CPU平台,并建成了完整高效的生态适配平台,完成了近2000次适配工作,建设了初具规模的开放生态,桌面生态已具备Windows 7替代能力。  
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    统一操作系统UOS
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    统一桌面操作系统 家庭版
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    统一桌面操作系统 家庭版安装
    03、CAD软件工具:中望CAD

          自主研发的第三代二维CAD平台技术,设计仿真制造一体化,完成了近2000次适配工作,建设了初具规模的开放生态,桌面生态,自主研发正版软件的路虽然难走,但已经被实践证明是大势所趋,对工业企业甚至是国家的数据安全保障工作都有着重要意义。自主研发的价值,正越来越多地得到使用者以及资本市场的认可。中望软件专注CAx (CAD/CAE/CAM)核心技术超过20年,可信赖的ALL-IN-ONE CAX解决方案提供商。
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    中望CAD软件
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    中望CAD软件解决方案
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    UOS中启动中望 CAD软件
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    中望CAD绘图设计RISC-Vduino电路板卡外观结构

    04、EDA软件工具立创EDA/LCEDA

          国产立创EDA - 一个用心为中国人定制的电路板开发平台,基于浏览器的免费电路板设计软件:在线绘制原理图、仿真、PCB制作,简单易用,功能强大,专为中国人设计。立创EDA是一款基于浏览器的,友好易用的,强大的EDA(Electronics Design Automation: 电子设计自动化)工具,起于2010年,完全由中国人独立开发,拥有独立自主知识产权。现属于立创商城旗下的一个重要部门。 立创EDA服务于广大电子工程师、教育者、学生、电子制造商和爱好者。致力于中小原理图、电路图绘制,仿真,PCB设计与提供制造便利性。一位业内从业人员说: ”2018年以前,电子产品所用PCB设计软件,行业内都是国外的EDA软件,典型的代表Altium,Allegro Cadence,PADS,Autodesk EAGLE等,这类软件使用正版授权价格几万十几万元,这还不是买断,每年还得有不菲的授权费用,还可能有超范围、超授权人数等使用投诉。在这电子产品PCB行业,国外软件随意践踏国内企业。小企业用不起被投诉,大企业使用授权版,每年花费巨资维护。"

           2019年开始,崛起一批优秀得国产EDA设计软件(注:KiCAD是一个GPL的全球开源类软件EDA软件包,维护更新较难满足国内用户需要),只是专注与国内设备应用,不涉及到新一些芯片,完全可以用国产PCB软件,当然出口或者给国外产品设计板子还得用国际通用类软件。国内软件使用环境:国内软件有个特点“免费”,软件免费后续得研发费用?怎么激励更多得投入?一直没有合适盈利模式。各行业国产软件都是一样得问题“免费!盈利模式?”侵权,知识保护。希望给予国内软件更多支持理解,给予更多应用,只有实际使用了才能发现问题。后面是悬崖,我们只有跑步前行,才能不被悬崖吞噬。软件和硬件相辅相成,共同发展,高端硬件,软件来设计,硬件来支持软件的发展。希望国内的市场更多给与国产软件支持,发展起高端半导体。    国内的EDA设计软件立创EDA:有网页专业和标准版,软件的协作和离校版,全中文界面非常友好。详细安装使用EDA教程参考:LCEDA教程
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    UOS系统中安装立创EDA:新建工程绘制基于RISC-V MCU的RISC-Vduino板卡原理图
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    UOS系统中用立创EDA:新建工程绘制RISC-Vduino板卡PCB
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    UOS系统中用立创EDA:新建工程绘制RISC-Vduino板卡三维模型设计

    05、DFM可制造性设计分析工具:华秋HQDFM

          HQDFM是为电子工程师推出的首款国产PCB DFM分析软件免费,具备功能电路分析功能,将电路添加到软件就可以直接分析设计参数,从而了解当前的设计方案是否可以用于制造,如果设计合理就可以在软件立即下单,将电路设计方案提交到工厂制造,如果分析过程出现不合理的电路设计内容就需要对电路重新修改,软件支持分析PCB文件或 Gerber文件参数,直接点击导入按钮将这些文件添加到软件就可以立即分析,支持锣程计算,可以计算PCB成型总锣程长度的工具,支持连片拼板,智能拼板工具,可自定义工艺边大小、拼板间距、拼板个数,用户也可以在软件计算PCB板尺寸的开料利用率,也可以统计PCB板所有焊点数的工具。一键分析设计隐患,常见设计“坑”,精准定位问题所在,并结合设计端问题、生产端问题、工厂制程能力及价格影响因素等,给出各项优化方案。
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    打开DFM软件工具
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    RISC-Vduino板卡进行可制造性分析
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    RISC-Vduino板卡进行可制造性检查确认,将电路设计方案提交到工厂制造
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    本土线路板工厂制造,电子组装SMT完成:基于RISC-V芯片的电子创客板RISC-Vduino Board板卡!

    06、嵌入式单片机应用开发工具: 山河MounRiver Studio IDE

          MounRiver Studio基于Eclipse GNU版本开发,在保留原平台强大代码编辑功能、便捷组件框架的同时,  针对嵌入式C /C++开发, 进行了一系列界面、功能、操作方面的修改与优化,以及工具链的指令增添、定制工作。力求打造一款硬件工程师喜爱的、以RISC-V内核为主的嵌入式集成开发环境。天圆地方的背景下,居中交织着醒目的黄、白两色线条,像横亘千里的连绵山脉依临奔腾不息的一川望水, 组成了象征嵌入式行业的“禾苗”,蓬勃生长;又似“智慧”与“汗水”的光芒交相辉映,勾勒出象征胜利的“V”形,引人奋进。山河开发者由一群怀揣共同目标的“奋斗者”们组成:他们中有经验丰富的工具链开发工程师、 有钻研插件开发的软件工程师、也有深谙嵌入式行业的需求分析、项目策划工程师…专注,是他们不变的名片;专业,是他们不懈的追求。大家有兴趣可以了解一下这个嵌入式RISC-V IDE
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    1.在UOS系统下安装MRS IDE嵌入式开发工具
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    2.运行这个文件
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    3.运行启动文件
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    4.启动嵌入式开发工具MRS IDE
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    5.进入嵌入式开发工具MRS IDE界面
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    6.查看嵌入式开发工具MRS IDE社区版本
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    7.在UOS上新建第一个RISC-V MCU工程
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    8.填入RISC-V MCU芯片型号
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    9.新建UOS系统下第一个RISC-V MCU工程
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    10.打开RISC-V工程代码
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    11.链接RISC-V MCU硬件板卡
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    12.在MRS RISC-V IDE上编辑测试代码
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    13.嵌入式开发工具MRS IDE中编译代码
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    14.编译RISC-V MCU代码过程
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    15.连接RISC-Vduino电路板卡
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    16.运行RISC-Vduino UNO Board板子下载程序代码
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    17.下载程序代码
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    18.校验程序代码
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    19.运行程序代码
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    20.查看RISC-Vduino板子GPIO输出LED状态
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    21.Debug程序代码
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    22.在UOS商店中下载一个Arduino IDE串口工具
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    23.下载到RISC-Vduino UNO Board后,启动UOS系统的下串口助手查看板子发送数据

          实现流程分享完毕,这应该是全网首发,成功在国产统信UOS操作系统下,实现MRS 社区版国产RISC-V MCU IDE,调试国产中国芯RISC-Vduino UNO板子,全流程国产工具完成CAD结构设计,EDA原理图PCB设计,本土线路板电子组装制造,到嵌入式开发工具进行单片机固件代码编辑编译,配置Debug,烧录下载运行,串口打印:
    1. Hello World!
    2. Hello UOS!
    3. Hello RISC-V!
    复制代码
    经此尝试实践全流程操作,或许已经证明一个事实:
    目前阶段,基于相关国产设计工具及工业软件,采用国人自己平台工具:
    • ->国产化电脑CPU
    • ->国产化电脑操作系统信UOS
    • ->国产化3D CAD
    • ->国产化电路PCB设计EDA
    • ->国产化单片机MCU IDE
    • ......

          可实现电子产品研发过程可以采用国产化工具,进行电路设计,PCB设计,嵌入式单片机软件开发,3D结构设计仿真制造一体化等全流程工作。
          作为电子行业实践多年的技术人深感荣幸,有几点体会:
          1.遥想过去数年,学校企业等身边多数电子开发人员人等买来一台Intel或者AMD处理器电脑,安装Windows后,总是去寻找小马xx工具等非正常激活电脑操作系统。
    如果不这样,那就去支付几位数的美金$$$,才敢堂堂正正的使用。
          2.安装电路PCB设计软件后,总是去寻找授权码,非正常激活这些PCB EDA工具Alxx,PAxx,Caxx......
    如果不这样,那就去支付几位数的美金$$$,才敢堂堂正正的使用。
          3.安装嵌入式单片机开发工具以后,总是找寻授权码或者启动相关Crack等工具处理,Kexx,IAxx......
    如果不这样,那就去支付几位数的美金$$$,才敢堂堂正正的使用。
          4.安装3D设计CAD软件后,总是各种查找授权码或者启动Crack工具处理,Axxx,Sxxx,Pxxx,Uxxx......
          如果不这样,那就去支付几位数的美金$$$,才敢堂堂正正的使用。

          回望过去,从知识产权,版权意识角度看,技术人员总是在堂堂正正开发,创造自己想设计的原型或者产品前,要进行一系列安装小动作操作,被他人指非君子所为......
          知耻而后勇,现在我们的工业软件国产化越来多,越来越繁荣,我们今后设计产品会有更多的工具选择,而且上述大多数国产工具都是免费的,即使有些收费,也是人民币付费,价格远远低于几位数的美金!支持国内工业软件,免费使用或者廉价购买都可以获得及时的中文技术支持,作为大多数国内技术人员,能用中文沟通的交流应该更高效吧。毕竟国际局势在变幻,从俄面临的现状思考未来,能使用国产芯片,国产操作系统,国产工业软件等进行产品设计,是国内技术人员一种荣幸吧!
          
          最后,感谢上述国产系统软件团队推出的好工具,让现国际复杂环境下技术人员开发工具,软件选择更多了;也感谢山河MRS IDE官方,悄悄上线了RISC-V 集成开发环境 (社区版)IDE,为众多RISC-V开发者造趁手的工具,点赞!为广大Eclipse平台爱好者提供了一款RISC-V内核芯片集成开发环境,该工具目前已支持WCH RISC-V系列MCU的工程模板、代码编译、下载、调试等功能,有兴趣开发RISC-V MCU的同学了解一下。

          本人已经在统信UOS桌面系统中验证使用(参见视频),运行速度比Windows下更快!附山河MRS IDE点击下载地址:
    <1>MounRiver_Studio_Community_Linux_V100  x64
    <2>MounRiver_Studio_Community_Linux_V100 x86

           祝我们在国产化道路上,越来越好,让越来越多的国产化芯片,工具走进广大国内技术人员的视野!尊重版权,尊重劳动成果!

            PS:后续会持续分享在国产系统工具平台下,RISC-V MCU应用产品开发进度,调试完成一个智能两轮自平衡车。






    上一篇:【MRS RISC-V IDE】2022.3.16重磅更新了,嵌入式操作系统TencentOS-Tiny开发功能,2022更新迭代速度火箭,为这IDE团队点赞!
    下一篇:RISC-V IDE MRS使用笔记(一):Target mode doesn't match
    RISCV作者优文
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    2023-1-20 22:24
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    发表于 2022-5-17 11:50:12 | 显示全部楼层
    全网首发,必须支持!!!
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    发表于 2022-5-18 12:50:17 | 显示全部楼层
    学习了,感谢分享

    点评

    欢迎一起交流国产电脑系统平台下电子产品设计的心得  详情 回复 发表于 2022-5-18 14:14
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     楼主| 发表于 2022-5-18 14:14:30 | 显示全部楼层

    欢迎一起交流国产电脑系统平台下电子产品设计的心得
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    发表于 2022-6-7 11:35:08 | 显示全部楼层
    全国产化流程开发产品,看到了希望!
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    RISC-V隐身侠  发表于 2022-7-4 20:14:05
    我是埃及人,我真的从你身上学到了很多。我一直希望在中国出类拔萃,希望有一天我的国家也能像你一样。

    点评

    科技创造美好生活  详情 回复 发表于 2022-7-11 14:48
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     楼主| 发表于 2022-7-11 14:48:21 | 显示全部楼层
    游客 196.156.136.x 发表于 2022-7-4 20:14
    我是埃及人,我真的从你身上学到了很多。我一直希望在中国出类拔萃,希望有一天我的国家也能像你一样。  ...

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    发表于 2022-11-4 13:19:27 | 显示全部楼层
    必须支持国产!!!
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    发表于 2023-1-23 13:27:54 | 显示全部楼层
    EDA PCB工具本土几乎没有啊,仍需努力!
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