本书从最基本的汽车电子硬件设计方法出发，列举了大量的设计要点和实例数据，对实际工作中琐碎细致的内容进行针对性的追溯和归纳。本书内容丰富，除了介绍硬件设计内容，还讲述了制造工艺、零件验证、汽车电子企业的内部流程和汽车电子行业的发展方向等。本书从基于可靠性的硬件设计方法入手，涉及可靠性预测、降额方法、故障模式分析、最坏情况分析、故障树分析、潜在路径分析和热分析的硬件评估与设计方法；对于硬件设计最为基础的元器件的实际特性进行细致的阐述，整理了电阻、电容、二极管、晶体管和场效应晶体管等的应用方法；对于汽车电子中的典型电源电路、输入/输出处理电路和主控单元这几个部分，尝试进行正向设计和电路验证。最后总结原理图和印制电路板的设计要点，并结合印制电路板的可制造性给出了一些实践指南。

本书适用于汽车电子方向的研发工程师、学生和相关的硬件工程师，也可供对汽车电子感兴趣的爱好者们阅读参考。

朱玉龙，资深汽车技术专家，在从事新能源汽车工作十余年。长期跟踪汽车动力电池系统、智能化领域的新技术发展和变革，对目前主流车企的电子电气架构、汽车控制器和域控制器和自动驾驶技术有非常深入的认知，熟悉座舱和自动驾驶主要的芯片、算法方向和迭代模式。 创办的“汽车电子设计”是汽车行业知名的技术类原创公众号，是主要面向汽车电子、新能源和自动驾驶方向的专业自媒体，内容聚焦于汽车企业和产业链的新技术、行业动态的趋势。

高宜国，一位在汽车行业从业十多年的资深从业人员，涉足的领域包括汽车电子器件、汽车电子电路设计、汽车电子测试和汽车电子可靠性设计。作者有个人公众号汽车电子工程知识体系(AEEBOK)，在公众号上将自己的经验和见解整理成文章，内容涵盖了电子器件的选择和应用、电路设计的方法和技巧、测试和可靠性设计的要点等。希望通过自己的公众号能够为广大汽车电子工程师和学习者提供有价值的信息和指导。

高宜国，一位在汽车行业从业十多年的资深从业人员，涉足的领域包括汽车电子器件、汽车电子电路设计、汽车电子测试和汽车电子可靠性设计。作者有个人公众号汽车电子工程知识体系(AEEBOK)，在公众号上将自己的经验和见解整理成文章，内容涵盖了电子器件的选择和应用、电路设计的方法和技巧、测试和可靠性设计的要点等。希望通过自己的公众号能够为广大汽车电子工程师和学习者提供有价值的信息和指导。

前言

第１章汽车电子产业和汽车电子工程师成长..１

１.１汽车行业的发展和汽车电子的机遇..１

１.２汽车电子系统介绍..４

１.３汽车电子企业和汽车电子产业链..８

１.３.１汽车电子企业的变化..９

１.３.２我国的汽车电子产业..１１

１.４汽车电子工程师的成长与发展..１３

１.４.１汽车电子硬件工程师的成长..１３

１.４.２认识汽车产品质量的重要性..１６

１.４.３硬件工作内容和重心的转变..１６

１.４.４在组织中学习和规范化改进..１７

１.４.５汽车电子领域工程师的工作机会和发展机遇..１８

１.４.６给毕业生和在校学生的几条建议..１９

第２章汽车电子应用环境..２３

２.１气候与化学环境..２５

２.１.１温度实验..２８

２.１.２湿热实验..３０

２.１.３外壳防护等级..３１

２.１.４化学环境和盐雾..３２

２.２机械负荷..３３

２.２.１振动负荷..３４

２.２.２机械冲击和自由跌落..３５

２.３电气负荷..３６

２.３.１过电压与反向电压..３８

２.３.２开路实验与短路实验..３８

２.３.３地偏移..４１

２.３.４供电不理想..４２

２.４电磁兼容环境..４５

２.４.１电池带来的传导干扰..４６

２.４.２静电..５２

第３章元器件基础..５４

３.１汽车元器件的规范要求..５７

３.１.１什么是.ＲＯＨＳ..５８

３.１.２器件氧化和湿敏元件..５９

３.２电阻基础..６１

３.２.１电阻的选值探究..６２

３.２.２不同工艺造成的影响..６６

３.２.３获取电阻的最坏精度..６７

３.２.４贴片电阻的散热..７０

３.２.５电阻防浪涌的能力..７１

３.２.６大封装产生的问题..７３

３.３电容基础..７４

３.３.１数字噪声来源..７６

３.３.２去耦电容和旁路电容..７８

３.３.３陶瓷电容详解..８０

３.３.４电解电容应用..８２

３.３.５钽电容应用..８４

３.３.６电容偏差..８５

３.４二极管基础..８６

３.４.１二极管的正向特性和参数..８７

３.４.２稳压二极管的特性计算..８７

３.４.３二极管功耗细致计算..９１

３.５晶体管基础..９２

３.５.１容易出问题的地方..９３

３.５.２晶体管使用中应采取的措施..９４

３.６功率.ＭＯＳＦＥＴ.基础..９５

３.６.１ＭＯＳＦＥＴ.参数介绍.９５

３.６.２ＭＯＳＦＥＴ.的开启和关断特性.９８

３.６.３直接耦合驱动电路设计..１０１

第４章汽车电子开发流程..１０６

４.１汽车和零部件的质量管理体系..１０７

４.１.１ＩＡＴＦ.１６９４９.内容介绍..１０８

４.１.２七项基本原则..１１０

４.２汽车电子产品的开发流程..１１１

４.２.１电子模块开发流程..１１２

４.２.２Ｖ.型开发过程详解..１１４

４.２.３开发内容划分..１１５

４.２.４团队构建..１１７

４.２.５内部检查会议注意事项..１１８

４.２.６文件命名和文件管理系统..１１９

４.２.７过流程化与去流程化..１２１

第５章硬件设计可靠性预测及分析..１２３

５.１可靠性预测..１２５

５.１.１基本元器件失效率计算..１２７

５.１.２元器件失效分布..１３０

５.１.３分布修正方法..１３２

５.１.４降额设计..１３３

５.２最坏情况分析..１３５

５.２.１从电路原理到实际应用..１３９

５.２.２极值分析法..１４０

５.２.３方均根分析法..１４２

５.２.４蒙特卡罗分析法..１４３

５.２.５ＰＳＰＩＣＥ.仿真..１４４

５.３ＤＦＭＥＡ.失效模式与影响分析..１４６

５.３.１实施.ＦＭＥＡ.的目的..１４６

５.３.２实施.ＦＭＥＡ.的时机..１４６

５.３.３如何做好.ＦＭＥＡ..１４７

５.３.４ＦＭＥＡ.分析经典流程..１５１

５.３.５ＦＭＥＡ.内容简介..１５２

５.４故障树分析..１５７

５.４.１由.“树”.型链接起来的故障..１５９

５.４.２实现操作方法..１６０

５.５潜在路径分析..１６１

５.５.１“熔丝”.问题..１６３

５.５.２潜在电路分析..１６４

５.６模块热分析..１６５

５.６.１稳态的散热计算方法..１６７

５.６.２热特性参数计算方法..１７０

５.６.３板上印制线的发热情况..１７１

５.７模块失效问题报告..１７３

５.７.１８Ｄ.问题求解法的含义.１７４

５.７.２８Ｄ.问题求解法的应用范围.１７４

５.７.３８Ｄ.问题求解法的优势与缺点.１７４

５.７.４８Ｄ.问题求解法的要点.１７５

５.７.５８Ｄ.问题求解法操作流程.１７６

５.７.６８Ｄ.问题求解法的具体实施.１７６

第６章低压电源设计..１７８

６.１电源反接保护概述..１８１

６.１.１电源电路的划分..１８２

６.１.２二极管电路的设计..１８４

６.１.３ＰＭＯＳ.管电路的设计..１８４

６.１.４ＮＭＯＳ.管电路的设计..１８７

６.１.５继电器电路的设计..１８８

６.１.６开关控制电路的设计..１８９

６.２电源的静电和浪涌保护..１９０

６.２.１静电电容的选择..１９１

６.２.２ＴＶＳ.管的特性和选择..１９２

６.２.３压敏电阻的特性和选择..１９５

６.３电压监测..１９５

６.３.１电源管理的设计..１９８

６.３.２迟滞门限和软件的状态图..２０１

６.３.３设计硬件过电压和欠电压电路..２０４

６.３.４电容容量.“小电池”.的设计..２０６

６.４转换的核心———低压稳压器..２０８

６.４.１稳压原理分析..２１０

６.４.２稳压器的热分析..２１３

６.４.３问题示例..２１５

６.５静态电流的管理..２１７

６.５.１模块的静态电流..２１８

６.５.２静态电流分析策略..２１９

第７章汽车电子输入电路..２２１

７.１输入/输出的规范化整理..２２２

７.１.１插接器的选型和考虑..２２３

７.１.２Ｉ/.Ｏ.功能框图和结构框图..２２６

７.２开关输入设计的基础要求..２２７

７.２.１汽车上的开关和线束..２２９

７.２.２输入开关状态分析..２３１

７.３低电平和高电平有效电路接口..２３１

７.３.１设计约束的建立..２３２

７.３.２电路的正向设计..２３６

７.３.３从外部到内部的验证方法..２３８

７.３.４从内部到外部的验证方法..２４０

７.３.５各种不同情况下的应用..２４１

７.４模拟输入接口..２４２

７.４.１组合开关的电路设计..２４３

７.４.２电流转换电路..２４５

第８章汽车电子输出电路..２５０

８.１输出接口的短路保护..２５１

８.２智能功率器件..２５２

８.２.１功率开关的功耗分析..２５４

８.２.２必须要考虑的感性负载保护和典型设计失误..２５８

８.２.３智能功率开关的反接保护..２６０

８.２.４故障诊断电路与波形..２６２

８.２.５模拟诊断的计算实例..２６５

第９章继电器驱动电路..２６８

９.１电磁继电器参数分析..２６９

９.２电压分析..２７１

９.３驱动电路设计与线圈浪涌电压的抑制..２７４

９.４电磁继电器的触点保护..２７６

第１０章汽车电子主控单元设计..２８０

１０.１单片机的输入/输出口..２８３

１０.１.１数字接口输出口驱动能力..２８４

１０.１.２单片机功耗分析..２８５

１０.１.３模/数转换过程的误差..２８６

１０.１.４单片机内置.Ａ/.Ｄ.通道的使用注意事项..２８９

１０.１.５处理单片机未使用的引脚..２９１

１０.２单片机的时钟与复位..２９２

１０.２.１单片机的复位详解..２９３

１０.２.２单片机的时钟..２９７

１０.２.３高速.ＣＡＮ.总线的时钟精度要求分析..２９９

第１１章电子制图设计..３０２

１１.１原理图设计..３０２

１１.１.１原理图绘制的一些要点..３０３

１１.１.２ＢＯＭ.表的整理和规范..３０６

１１.２模块中地线的策略..３０７

１１.２.１地线策略设计目标..３０８

１１.２.２地之间的连接处理..３１０

１１.３印制电路板的设计..３１３

１１.３.１电路板的布局规则..３１４

１１.３.２电路板的走线规则..３１７

１１.４印制电路板的.ＤＦＭ.技术..３２０

１１.４.１可制造性设计..３２２

１１.４.２可测试性设计..３２４

１１.５印制电路板的加工过程和工艺..３２５

参考文献.３２８