硬件工程师必备单位换算/公式

硬件工程师必备单位换算/公式

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_45365488/article/details/134293375

硬件工程师在工作中经常会遇到各种单位换算和公式的应用，掌握这些基础知识对于硬件设计和调试至关重要。本文总结了硬件工程师必备的单位换算和公式，包括电容、电感、电阻等电子元器件的单位换算，PCB尺寸单位换算，计算机存储和传输速率单位换算，增益单位换算，频率和周期单位换算，以及芯片结温计算公式等。

器件数值单位换算

电容容量单位换算关系

1法拉(F) = 1000毫法(mF) =1000000微法(μF）
1微法(μF) = 1000纳法(nF) = 1000000皮法(pF）

电感感值单位换算关系

1亨(H) = 1000毫亨(mH) = 1000000微亨(μH) = 1000000000纳亨(nH）

电阻阻值单位换算关系

1欧姆(Ω)=1000豪欧(mΩ)=1000000微欧(μΩ)

PCB尺寸单位换算

• mm：板厚，板尺寸 ，半固化片厚度，焊环宽度
• um：镀铜厚，孔壁铜厚 ，金镍厚
• OZ：表面铜厚，铜箔厚度
• inch：板尺寸（大料）
• mil：线宽、线距 ，焊环宽， 孔壁铜厚
• μ〃：表面涂覆层厚度（金厚，镍厚 ，银厚 等）

单位换算关系：
1mil（密耳）＝0.0254mm＝25.4um
1mil（密耳）＝25.4um＝1000μ〃
1mil（密耳）= 1/1000inch=0.00254cm=0.0254mm
1mm（毫米）＝39.37mil＝1000um
1um（微米）＝39.37 μ〃（微英寸）
1inch（英寸）＝25.4mm＝1000mil
1ft (英尺) = 12 inch
1 OZ（盎司）≈1.4mil＝0.035mm＝35um=28.35克/平方英尺
0.5OZ（盎司）≈0.7mil＝0.018mm＝18um

计算机单位换算

存储单位

位（bit）、字节（byte）、千字节（KB）、兆字节（MB）、千兆字节（吉字节）（GB）、太字节（TB）， 每个单位都是前一个单位的1024倍。

大小写严格限定，不能混用

1字节(Byte) = 8位(bit)
1KB( 千字节) = 1024B = 10241024 Bytes
1MB( 兆字节) = 1024KB = 102410241024 Bytes
1GB( 吉字节）= 1024MB = 1024102410241024 Bytes
1TB( 万亿字节) = 1024GB
1PB( 千万亿字节) = 1024TB
1EB( 百亿亿字节) = 1024PB

厂商的换算方式：1TB=1000GB 1GB=1000MB 1MB=1000KB

容易混淆的单位
1GB = 1024M Byte；一般用于存储设备，如硬盘，内存条等
1Gb = 1024M bit=(1024Mb/8)MB=128MB；一般用于DDR颗粒

速率单位

传输速率单位换算关系：
1Mbps = 1024Kbps
1Gbps = 1024Mbps
1Tbps = 1024Gbps
1MB/s=8Mbps，1Mbps=1024Kbps=1024/8KBps=128KB/s。

PCIE速率换算

GT/s —— Giga transation per second （千兆传输/秒） ，即每一秒内传输的次数。重点在于描述物理层通信协议的速率属性，可以不和链路宽度等关联。
Gbps —— Giga Bits Per Second （千兆位/秒） 。GT/s 与Gbps 之间不存在成比例的换算关系。

传输速率为每秒传输量GT/s，而不是每秒位数Gbps，因为传输量包括不提供额外吞吐量的开销位。

Width（带宽）：通常用x1、x2、x4、x8等表示，表示该链路由几条lane组成。
Speed（速率）：通常用2.5GT/s、5GT/s、8GT/s，表示每条lane上的传输速率。

PCIe 吞吐量（可用带宽）计算方法：
带宽=时钟频率x 时钟边沿触发数x 总线宽度x 通道数x 编码方式

PCIe支持多Lane传输，每一个Lane由一对TX差分线对和一对RX差分线对组成。

PCIe 1.0一条Lane有效带宽：2.5 * (8 / 10) *1= 2 Gbps / 8bit = 250 MB/s 。
PCIe 1.0 x16条lane有效带宽：2.5 * (8 / 10) * 16 = 32 Gbps / 8bit = 4 GB/s。

增益（dB）倍数单位换算

分子是测试数据，分母是参考标准

电压增益：dB = 20 lg（V1 / V2）
电流增益：dB = 20 lg（I1 / I2）
功率增益：dB = 10lg（P1/P2）

频率和周期单位换算

时钟周期（clock cycle）：时钟周期是指在计算机中完成一次基本操作所需的时间单位。
频率（frequency）：频率是时钟周期的倒数，表示每秒钟的周期数。

常用F单位换算如下：
1 Hz = 1 cycle/秒，1 MHz = 1 million cycles/秒，1 GHz = 1 billion cycles/秒。

1Hz = 每秒(s)1次 周期 = 1(s) = 1000(ms)
10Hz = 每秒(s)10次 周期 = 0.1(s) = 100(ms)
100Hz = 每秒(s)10次 周期 = 0.01(s) = 10(ms)
1KHz = 每秒(s)1000次 周期 = 0.001(s) = 1(ms)
10KHz = 每秒(s)10^4次 周期 = 0.1(ms) = 100(us)
100KHz = 每秒(s)10^5次 周期 = 0.01(ms) = 10(us)
1MHz = 每秒(s)10^6次 周期 = 0.001(ms) = 1(us)微秒
10MHz = 每秒(s)10^7次 周期 = 0.1(us) = 100(ns)纳秒
100MHz = 每秒(s)10^8次 周期 = 0.01(us) = 10(ns)

1s = 10^3ms = 10^6us = 10^9ns = 10^12ps

芯片结温的估计值Tj

1、Tj=Ta+( R θja× PD)
Ta = 封装的环境温度 ( º C )（ 热电偶实测芯片封装温度）;
R θja = P-N结至环境的热阻 ( º C / W ) （数据手册一般会提供）;
PD = 封装的功耗即功率 (W) 芯片功耗 = Pin-Pout

2、Tj=Tc1+( Rψjt × PD)
Tc1封装外壳表面（型号面）温度
R ψjt = P-N结至封装外壳表面的热阻 ( º C / W ) （数据手册一般会提供）;