通过软件来识别PCBA硬件版本的六种方式
pcba（printed circuit board assembly）是指将电子元器件安装在印刷电路板（pcb）上，形成一个完整的电子产品的过程。pcba是电子行业的基础，几乎所有的电子设备都是由pcba组成的。pcba的质量和性能直接影响了电子产品的寿命，速度，稳定性和可靠性。
pcba的设计和制造是一个复杂的过程，需要经过多次的修改和优化，才能达到最佳的效果。 因此，对pcba进行版本管理是非常必要的 ，以便于区分不同的设计阶段，追踪问题和改进，匹配软件功能和客户需求等。
pcba的版本管理可以帮助开发者和维护者更好地控制和管理pcba的生命周期。
pcba的版本管理有多种方式，本文将介绍其中的六种，分别是：
gpio上下拉电阻方式
i2c扩展gpio方式
ad采样电压方式
flash保存方式
eeprom保存方式
otp保存方式
gpio上下拉电阻方式
这种方式是利用cpu的gpio（general purpose input output）引脚，通过连接不同的上下拉电阻，来表示不同的pcba版本。例如，如图1所示，如果有四个gpio引脚，那么可以表示16种不同的版本，从0000到1111，分别对应v0到v15。cpu只需要读取gpio引脚的电平，就可以知道当前的pcba版本。
这种方式的优点是：
1、成本低，只需要几个电阻，几分钱就可以搞定。
2、实现简单，只需要读取gpio电平即可。
这种方式的缺点是：
1、占用了cpu的gpio资源，如果需要同时管理pcb和bom（bill of materials）的版本，那么需要更多的gpio引脚。例如，如果要表示8种pcb版本和8种bom版本，那么至少需要6个gpio引脚，这对于gpio紧张的cpu来说是一种浪费。
2、需要注意电阻的选取，避免产生过大的漏电流或者电平不稳定的问题。
i2c扩展gpio方式
这种方式是利用一个i2c（inter-integrated circuit）扩展芯片，来增加gpio的数量，从而实现pcba版本管理。例如，如图2所示，如果使用一个8位的i2c扩展芯片，那么可以表示256种不同的版本，从00000000到11111111，分别对应v0到v255。cpu只需要通过i2c总线读取扩展芯片的寄存器，就可以知道当前的pcba版本。
这种方式的优点是：
1、解决了gpio资源不足的问题，可以表示更多的pcba版本。
2、实现也不复杂，只需要通过i2c通信即可。
这种方式的缺点是：
1、增加了硬件成本，i2c扩展芯片的价格大约在0.5到2元之间，对于低成本的产品来说是一笔不小的开支。
2、需要注意i2c总线的速度和稳定性，避免产生通信错误或者干扰。
ad采样电压方式
这种方式是利用cpu的ad（analog to digital）引脚，通过连接一个分压电路，来产生不同的电压值，从而表示不同的pcba版本。例如，如图3所示，如果使用一个3.3v的电源，那么可以通过调节r1和r2的阻值，来产生不同的电压值，例如0.5v，1v，1.5v等。cpu只需要通过ad采样，就可以知道当前的pcba版本。
这种方式的优点是：
1、只需要一个ad引脚，就可以实现pcba版本管理，如果cpu有多余的ad引脚，那么只需要两个电阻，成本非常低。
2、可以通过调节电阻的阻值，来灵活地设置不同的电压范围，表示更多的pcba版本。
这种方式的缺点是：
1、ad引脚不是每个cpu都有的，而且也是比较稀缺的资源，如果cpu没有ad引脚，或者ad引脚已经被其他功能占用，那么这种方式就不适用。
2、需要注意电压的精度和稳定性，避免误差和干扰。
flash保存方式
这种方式是利用flash（flash memory）中预留一段存储空间，来保存pcba版本的信息。例如，如图4所示，可以在flash的某个地址，写入一个字节的数据，来表示pcba版本。cpu只需要读取flash的数据，就可以知道当前的pcba版本。
这种方式的优点是：
1、硬件成本几乎为零，也不占用cpu的任何资源，版本信息占用的flash空间也可以忽略不计。
2、可以通过软件的方式，来灵活地设置和修改pcba版本，不需要修改硬件电路。
这种方式的缺点是：
1、可靠性是最大的问题，如果flash损坏，软件升级擦写flash，电磁干扰等原因，导致flash中的数据丢失，那么pcba版本的信息也会丢失。
2、需要设置成只读，不允许写，避免误操作。
eeprom保存方式
这种方式是利用eeprom（electrically erasable programmable read-only memory）中预留一段存储空间，来保存pcba版本的信息。例如，如图5所示，可以在eeprom的某个地址，写入一个字节的数据，来表示pcba版本。cpu只需要通过i2c或者spi等总线，读取eeprom的数据，就可以知道当前的pcba版本。
这种方式的优点是：
1、硬件成本较低，eeprom的价格大约在0.1到0.5元之间，也不占用cpu的太多资源，只需要一个i2c或者spi总线即可。
2、可以通过软件的方式，来灵活地设置和修改pcba版本，不需要修改硬件电路。
3、可靠性较高，eeprom的数据可以多次擦写，不易丢失，也不受电磁干扰的影响。
这种方式的缺点是：
1、需要注意eeprom的写入次数，避免超过其寿命，导致数据损坏。
2、需要注意eeprom的速度和稳定性，避免产生通信错误或者干扰。
otp保存方式
这种方式是利用otp（one time programmable）芯片，来保存pcba版本的信息。例如，如图6所示，可以在otp芯片的某个地址，写入一个字节的数据，来表示pcba版本。cpu只需要通过i2c或者spi等总线，读取otp芯片中的信息。
这种方式的优点是：
1、硬件成本低，otp芯片的价格大约在0.01到0.1元之间，也不占用cpu的太多资源，只需要一个i2c或者spi总线即可。
2、可靠性最高，otp芯片的数据只能写入一次，不会丢失，也不受电磁干扰的影响。
这种方式的缺点是：
1、不灵活，otp芯片的数据一旦写入，就不能修改，如果pcba版本有变更，就需要更换otp芯片，或者使用其他方式来表示新的版本。
2、需要注意otp芯片的速度和稳定性，避免产生通信错误或者干扰。
总结
本文介绍了六种通过软件来识别pcba硬件版本的方式，分别是gpio上下拉电阻方式，i2c扩展gpio方式，ad采样电压方式，flash保存方式，eeprom保存方式，和otp保存方式。
这六种方式各有优缺点，设计者应该根据自己的产品特点和需求，选择合适的方式。一般来说，如果gpio引脚足够，推荐使用gpio上下拉电阻方式；如果cpu有多余的ad引脚，推荐使用ad采样电压方式；如果gpio和ad都不够，可以考虑使用i2c扩展gpio方式或者eeprom保存方式；最后再考虑使用flash保存方式或者otp保存方式。
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gpio上下拉电阻方式
i2c扩展gpio方式
ad采样电压方式
flash保存方式
eeprom保存方式
otp保存方式
gpio上下拉电阻方式
这种方式是利用cpu的gpio（general purpose input output）引脚，通过连接不同的上下拉电阻，来表示不同的pcba版本。例如，如图1所示，如果有四个gpio引脚，那么可以表示16种不同的版本，从0000到1111，分别对应v0到v15。cpu只需要读取gpio引脚的电平，就可以知道当前的pcba版本。
这种方式的优点是：
1、成本低，只需要几个电阻，几分钱就可以搞定。
2、实现简单，只需要读取gpio电平即可。
这种方式的缺点是：
1、占用了cpu的gpio资源，如果需要同时管理pcb和bom（bill of materials）的版本，那么需要更多的gpio引脚。例如，如果要表示8种pcb版本和8种bom版本，那么至少需要6个gpio引脚，这对于gpio紧张的cpu来说是一种浪费。
2、需要注意电阻的选取，避免产生过大的漏电流或者电平不稳定的问题。
i2c扩展gpio方式
这种方式是利用一个i2c（inter-integrated circuit）扩展芯片，来增加gpio的数量，从而实现pcba版本管理。例如，如图2所示，如果使用一个8位的i2c扩展芯片，那么可以表示256种不同的版本，从00000000到11111111，分别对应v0到v255。cpu只需要通过i2c总线读取扩展芯片的寄存器，就可以知道当前的pcba版本。
这种方式的优点是：
1、解决了gpio资源不足的问题，可以表示更多的pcba版本。
2、实现也不复杂，只需要通过i2c通信即可。
这种方式的缺点是：
1、增加了硬件成本，i2c扩展芯片的价格大约在0.5到2元之间，对于低成本的产品来说是一笔不小的开支。
2、需要注意i2c总线的速度和稳定性，避免产生通信错误或者干扰。
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这种方式是利用cpu的ad（analog to digital）引脚，通过连接一个分压电路，来产生不同的电压值，从而表示不同的pcba版本。例如，如图3所示，如果使用一个3.3v的电源，那么可以通过调节r1和r2的阻值，来产生不同的电压值，例如0.5v，1v，1.5v等。cpu只需要通过ad采样，就可以知道当前的pcba版本。
这种方式的优点是：
1、只需要一个ad引脚，就可以实现pcba版本管理，如果cpu有多余的ad引脚，那么只需要两个电阻，成本非常低。
2、可以通过调节电阻的阻值，来灵活地设置不同的电压范围，表示更多的pcba版本。
这种方式的缺点是：
1、ad引脚不是每个cpu都有的，而且也是比较稀缺的资源，如果cpu没有ad引脚，或者ad引脚已经被其他功能占用，那么这种方式就不适用。
2、需要注意电压的精度和稳定性，避免误差和干扰。
flash保存方式
这种方式是利用flash（flash memory）中预留一段存储空间，来保存pcba版本的信息。例如，如图4所示，可以在flash的某个地址，写入一个字节的数据，来表示pcba版本。cpu只需要读取flash的数据，就可以知道当前的pcba版本。
这种方式的优点是：
1、硬件成本几乎为零，也不占用cpu的任何资源，版本信息占用的flash空间也可以忽略不计。
2、可以通过软件的方式，来灵活地设置和修改pcba版本，不需要修改硬件电路。
这种方式的缺点是：
1、可靠性是最大的问题，如果flash损坏，软件升级擦写flash，电磁干扰等原因，导致flash中的数据丢失，那么pcba版本的信息也会丢失。
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