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电路设计主要分三个步骤：设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板。在典型的电子电路设计中，其基本步骤如下。
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（1）充分了解设计任务的具体要求，如性能指标、内容及要求，明确设计任务。
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（2）方案选择：根据掌握的知识和资料，针对设计提出的任务、要求和条件，设计合理、可靠、经济、可行的设计框架，对其优缺点进行分析。
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（3）根据设计框架进行电路单元设计，具体设计时可以模仿成熟的电路进行改进和创新，需要特别注意信号之间的关系和限制。
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（4）根据电路工作原理和分析方法，进行参数的估计与计算。
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（5）元器件选择时，元器件的工作、电压、频率和功耗等参数应满足电路指标要求，元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般应大于额定值的1.5倍，电阻和电容的参数应选择计算值附近的标称值。
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（6）电路原理图的绘制，电路原理图是组装、焊接、调试和检修的依据，绘制电路图时布局必须合理、排列均匀、清晰、便于看图、有利于读图：信号的流向一般从输入端或信号源画起，由左至右或由上至下按信号的流向依次画出单元电路，反馈通路的信号流向则与此相反；图形符号和标准，并加适当的标注；连线应为直线，并且交叉和折弯应最少，互相连通的交叉处用圆点表示，地线用接地符号表示。
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电子电路设计的第一步是电路原理图设计，设计电子电路是后续步骤的基石。电子电路设计的过程如下图所示。
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在原理图设计过程中，首先是建立元器件库，其次是元器件布局和布线连接，然后需要进行电路分析与仿真，进而生成网表，最终得到设计完整的原理图。在整个设计过程中，需要不断的检查与校对，以保证各个环节的正确性。
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一般使用的CAD软件都会预置一些常用的电路元器件。但是这些元器件并不一定会满足电路原理图的设计需求，而元器件厂家也不会提供元器件库。因此要想设计原理图，第一步是使用CAD软件，对有关元器件建立元器件库，同时对元器件库中已有但是不满足要求的元器件进行修改。
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一般来说，采用片上系统的设计与传统方式下采用逻辑关系的设计方法并不相同。
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建立元器件的原理图时需要基于实际的元器件，参考元器件的数据手册建立。原理图中的标识要简明清晰，同时保证逻辑上的电气特性与实际数据手册所描述的元器件相符，在进行元器件建库时需要注意以下标准：
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.元器件引脚序号与封装库相应元器件应交序号应当保持一一对应；
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.分立元器件要注意元器件的标号与引脚的对应关系，例如多组绕组电感要注意主次绕阻和同名端的标示及引脚序号对应关系；
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.二脚有极性，如二极管，默认以1表示正极，2表示负极；
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.多脚元器件如晶体管、芯片等，引脚序号应该与封装的引脚序号保持对应关系，且芯片引脚的序号为逆时针逻辑；
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根据实际的电路及其复杂程度选择对应的元器件库，设置CAD图示相关属性，配置CAD中设计规则，并建立有关工程。
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根据设计电路图的需求，将所使用的元器件有选择地放置在合适的位置，并进行修改。同时利用CAD自动编号功能为元器件编号，并选择实际印刷电路所使用的封装。
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原理图的视图要整体清晰，元器件的放置会影响到原理图整体的美观性和可读性。设计合理的原理图会使后续工作的难度与复杂度降低，同时可维护性与可读性增强。
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元器件的放置需要依照主信号流向的方向和规律安排，功能类似或者接近的电路元器件应当摆放在一起，并且符合原理图设计规范。原理图中使用的元器件、表示等要采用国际标准的符号。对于一些特殊情况可以使用非国际标准的符号、标示，但是需要在恰当的位置标注其中含义。
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摆放元器件的时候，如果元器件无法在一张原理图中放置，则需要酌情将原理图分割成多张原理图或者采用“子-母”原理图的方式将原理图进行分割。在这个过程中，所有操作都需要确保原理图的逻辑正确性。
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如果将完成功能相近的元器件摆放在一起时，元器件的方向要一致，字符位号要保持与对应元器件最近距离，整齐划一，方向一致，以达到读图时美观、拓扑结构清晰、电气逻辑规范的效果。
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此外，摆放的元器件要放置在原理图的标准模板框中。统一元器件不能使用不同的符号表示出现在原理图上。有极性的元器件应标识正确、清楚、易识别电感的同名端要标识正确、清楚，同一原理图上的电感的同名端标识要统一。
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根据原理图需要，将原理图上的各个元器件按照需求设计将对应引脚通过合适的方式进行连接，即可形成完整的原理图。
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通常主功率路线及大电流连线需要加粗表示，其他的信号线则使用细线表示。
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对于原理图中有电气连接的导线是不可以弯曲的，应当以垂直或者平行的线进行表示，尽量减小大幅度的跨接。没有逻辑连接的不可以有电气结点。
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根据系统需求与电路功能对所设计的电路图进行校验，保证原理图符合电器规则，同时布局较为清晰、简明、美观。对元器件、导线位置、连接等进行检查修改。
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利用CAD软件提供的分析仿真功能或者使用专用行业软件对检录进行分析，分析之后对电路进行仿真，检查电路是否符合需求设计与相关设计指标。
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使用CAD软件生成原理图的网络表。电路会以结点、元器件和连线组成的网络表示。PCB设计中，布线或者自动布线会依赖这些数据。对于CAD软件，网络表是原理图与印刷电路中间的接口。
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当人工创建网络表时，应根据原理图设计工具的特性，结合原理图设计一同排除错误，保证网络表的正确性和完整性。
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将设计的电路所在工程存储并提交至版本控制系统中，等待下一步操作或者审阅人员审阅，审阅完成后才可进行输出。
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此外对于电路的原理图来说，还需要及时填写标准模板框中的相关信息，包括：所适用的产品型号、版本号、修改记录、绘制者、修改者、审核者批准者、日期等关键信息。
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电子设备的可靠性设计可以保证在绝大部分情况下电子设备能够稳定可靠地工作，同时在发生故障时可以将损失降到最低。在电子电路可靠性设计中，涉及可靠性定义、故障衡量、可靠性成本、可靠性设计和设计故障等概念。
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可靠性的严格定义如下：“在规定的时间和环境条件下系统无故障运行的概率”。这个概率受到三个控制量的影响：
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（1）故障的规定：许多系统在运行中可能出现不同级别的故障，有些故障可能导致整个嵌入式系统物理上的损毁，有些则可能对系统根本没有影响。
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（2）工作寿命：嵌入式系统不可能永远运行，不同使用年限的电子器件、设备发生故障的概率也不同。
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（3）实际环境：温度、适度、腐蚀性气液体、灰尘、震动、冲击、电源、磁场、各类辐射射线等对于设备的正常工作都会有一定的影响。实际环境的限制最终对于可靠性的评价有着实际意义的限制。
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对于大多数电子设备来说，故障率是一个常数。一般来说，嵌入式设备的故障率会在设备运行初期较高，然后随着易损元器件被非易损替换，故障率会逐步下降。随着设备运行，并逐渐接近使用寿命，元器件会开始损耗，同时腐蚀率会升高，从而导致故障率会再次升高。所以通常会用某一方式衡量可靠性。
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在确定时间内的故障率的倒数就是通常所指的平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures，MTBF）。一般用小时表示，而故障率使用每个小时故障的次数进行表示。MTBF通常与运行周期无关，可以方便地表示可靠性。
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MTBF通常描述可以修复的设备的可靠性，而对不可以修复的设备，则无法使用该指标衡量。因此对于不可修复设备，一般使用平均失效时间（Mean Time To Failure，MTTF）来表示可靠性。一般的工厂生产该类设备时，会使用抽样调查的方式进行寿命测试，以此来估算MTTF。
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对于可靠性，还有一个评价指标是可用性，表示系统工作的总时长中，正常可用的时间所占的比例，即一个设备正常服务的时间与正常和故障总时间的比值。通常可表示为U/（U+D），其中U表示正常运行的时间，D表示故障的时间。
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嵌入式系统可靠性的提高需要一个团队人力、物力的大量投入。总的来说，投入的金钱与人月会随着可靠性的提升而先降低再提高，而维护成本则是先提升再降低。通过建立数学模型可以确定的是，将大量的资源投入提高很少的可靠性是不值当的。
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嵌入式系统硬件相关的可靠性设计往往是为“在有限的资源下尽可能提高可靠性”。因此可靠性设计通常需要考虑如下因素，以平衡不同因素对可靠性的影响：
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温度是影响所有电子元器件的重要因素之一，而所有元器件都会产生热量。过高的温度会对元器件造成不可逆转的损伤，并阻碍电流流动。而且高温也是元器件损害的最主要的原因。同时过低温也会损坏电子设备。一般来说设备需要工作在所设计的环境中，不同级别的设备会对不同环境的耐受级别不同，因此根据不同用途要选择合适的设备，同时使用适当的散热或者保温措施。
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重要的是，元器件工作在标称额定值（环境）以内对电子设备的可靠性会有较大的提升。对于电容、电阻等元器件和各类芯片，都会对电压、电阻、功率、频率等有着严格的规定。保证电子元器件、电路工作在合理的环境中可以有效的保护元器件、降低故障发生的可能，提高可用性。此外选用高可靠的元器件也可以有效地提高可靠性。在选用可靠的元器件并对环境做出保证后，还应当进行筛选和老化实验保证元器件的一部分不合格元器件筛除。
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根据概率论的相关知识，若假设所有元器件出错的概率为p，而n个元器件中任意元器件出错都会导致系统崩溃，则整个系统出错的概率为1-（1-p）n。当n增加时，出错的概率会以指数形式增长。因此，降低元器件个数、简化设计可以有效地降低故障发生的概率从而提高可靠性。当一个部件的故障率为p而同时有n个冗余部件时，其整体故障的概率为pn。可以看出，当冗余元器件增多的时候，整体的故障概率会成指数形式降低。因此，有效的冗余设计可以保证系统的可靠性提高。
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正如“设计故障”字面意思所揭示的，许多故障是由设计者人为设计的，一个最极端的例子将电源两端使用电阻连接，但是使用的是0欧姆电阻。所以可靠性设计中对于经验的依赖十分重要，由于设计者本身的经验缺乏或者其他问题造成的系统可靠性降低是不容易解决的，但是又不容易避免。因此，设计审查是必不可少的环节，“设计故障”在实际的生产过程中应该极力避免。
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