硬件设计开发指导

文档名称文档范围 硬件设计开发指导内部公开 文档编号 共 23 页 DS301 硬件设计开发指导 拟制焦少波日期2016-12-01 评审人日期 批准日期 免费共享 修订记录 修订版修订版 日期日期 本本 描述描述作者作者 2016-12- 初稿完成焦少波 01 目 录 硬件设计开发指导 关键词：关键词：能够体现文档描述内容主要方面的词汇。 摘摘要：要： 缩略语清单：缩略语清单：对本文所用缩略语进行说明，要求提供每个缩略语的英文全 名和中文解释。 缩略语缩略语英文全名英文全名中文解释中文解释 1 1 概述概述 1.1硬件开发过程简介 1.1.1硬件开发的基本过程 产品硬件项目的开发，首先是要明确硬件总体需求情况，如CPU处理 能力、存储容量及速度，I/O端口的分配、接口要求、电平要求、特殊电 路（厚膜等）要求等等。其次，根据需求分析制定硬件总体方案，寻求关 键器件及其技术资料、技术途径、技术支持，要比较充分地考虑技术可能 性、可靠性以及成本控制，并对开发调试工具提出明确的要求，关键器件 索取样品。第三，总体方案确定且评审通过后，撰写硬件和单板软件的详 细设计，包括绘制硬件原理图、单板软件功能框图及编码、 PCB布线，同 时完成开发物料清单、新器件编码申请、物料申领等工作。第四，PCB裸 板回板及物料采购到货后由焊工焊好1～2块单板，作单板调试，对原理设 计中的各功能进行调测，必要时修改原理图并作记录。第五，软硬件系统 联调，一般的单板需硬件人员、单板软件人员的配合，特殊的单板（如主 机板）需比较大型软件的开发，参与联调的软件人员更多。一般地，经过 单板调试后在原理及 PCB布线方面有些调整，需经过多次投板迭代测试。第 六，内部验收及转中试，硬件项目完成开发过程。 1.1.2硬件开发的规范化 上节硬件开发的基本过程应遵循硬件开发流程规范文件执行，不仅如 此，硬件开发涉及到技术的应用、器件的选择等，必须遵照相应的规范化 措施才能达到质量保障的要求。这主要表现在，技术的采用要经过项目组 的评审，器件和厂家的选择要参照物料认证的相关要求和规范，开发过程 完成相应的规定文档，另外，常用的硬件电路要采用通用的标准设计。 1.2硬件组成员职责与基本技能 1.2.1硬件组成员职责 一个技术领先、运行可靠的硬件平台是公司产品质量的基础，硬件 工程师职责神圣，责任重大。 1、硬件工程师应勇于尝试新的先进技术之应用，在产品硬件设计 中大胆创新。 2、坚持采用开放式的硬件架构，把握硬件技术的主流和未来发 展，在设计中考虑将来的技术升级。 3、充分利用公司现有的成熟技术，保持产品技术上的继承性。 4、在设计中考虑成本，控制产品的性能价格比达到最优。 5、技术开放，资源共享，促进我司整体的技术提升。 1.2.2硬件组成员基本技能 硬件工程师应掌握如下基本技能： 第一、具备需求分析、总体方案设计、详细设计的创造能力； 第二、熟练运用设计工具，如Cadence OrCAD/Allegro、Auto CAD 等，设计原理图、EPLD、FPGA调试程序的能力； 第三、熟练运用信号发生器、示波器、逻辑分析仪等测试仪器，有 一定硬件调测的能力； 第四、掌握常用的标准电路的设计能力； 第五、硬件故障定位、解决问题的能力； 第六、各种技术文档的写作技能； 第七、良好的职业素养和职业道德，接触外协合作方，保守秘密的 能力。 2 2 硬件开发流程及要求硬件开发流程及要求 2.1硬件开发流程 硬件开发流程对硬件开发的全过程进行了科学分解，规范了硬件开 发的五大关键任务： 硬件需求分析及总体方案制定 单板设计方案及单板详细设计 原理图设计及PCB设计 调试及验收 开发文档规范及归档要求 硬件开发流程是指导硬件工程师按规范化方式进行开发的准则，不 但规范化了硬件开发的全过程，同时也从总体上，规定了硬件开发所应 完成的各阶段任务。目的是规范硬件开发过程控制，保证硬件开发质 量，确保硬件开发能按预定目标完成。做为一名硬件工程师深刻领会硬 件开发流程中各项内容，在日常工作中自觉按流程办事，是非常重要的， 否则若大一个公司就会走向混乱。所有硬件工程师应把学流程、按流程办 事、发展完善流程、监督流程的执行作为自己的一项职责，为公司的管理 规范化做出贡献。 2.2硬件需求分析及总体方案制定 2.2.1硬件需求分析 硬件开发真正起始应在立项后，即接到项目立项任务书后，但在实 际工作中，一般在项目立项之前，硬件工程师即协助开展前期调研，尽早 了解明确总体需求，如系统功能、性能指标、工作原理、环境指标、结构 条件、价格、设计时间、产品寿命等。立项完成后，项目组就已有了产品 需求说明书及项目总体方案书，这些文件都已进行过评审。项目组接到任 务后，首先要做的硬件开发工作就是要进行硬件需求分析，撰写《硬件需 求说明书》。硬件需求分析在整个产品开发过程中是非常重要的一环，硬 件开发人员必须重视该过程。 一项产品的功能/性能往往是由软件和硬件共同完成的，哪些是由硬 件完成，哪些是由软件完成，项目组必须在需求分析时加以细致考虑。硬 件需求分析还可以明确硬件开发任务，并从总体上论证现在的硬件水平， 包括公司的硬件技术水平是否能满足需求。 硬件需求说明书主要有下列内容： 系统工程组网及使用说明 基本配置及其互连方法 运行环境 硬件整体系统的基本功能和主要性能指标 硬件分系统的基本功能和主要功能指标 功能模块的划分 关键技术的攻关 外购硬件的名称型号、生产单位、主要技术指标 主要仪器设备 内部合作，对外合作，国内外同类产品硬件技术介绍 可靠性、稳定性、电磁兼容讨论 电源、工艺结构设计 硬件测试方案 2.2.2总体方案制定 硬件需求分析完成后，项目组即可进行硬件总体设计，并撰写《硬 件总体设计方案》。硬件总体设计的主要任务就是从总体上进一步划分 各单板的功能以及硬件的总体结构描述，规定各单板间的接口及有关的 技术指标。不但给出项目硬件开发总的任务框架，也引导项目组对开发 任务有更深入和具体的分析，更好地来制定开发计划。 硬件总体设计方案主要有下列内容： 系统功能及功能指标 系统总体结构图及功能划分 单板命名 系统逻辑框图 组成系统各功能块的逻辑框图，电路结构图及单板组成 单板逻辑框图和电路结构图 关键技术讨论 关键器件 综上可见，硬件开发总体方案，把整个系统进一步具体化，硬件开 发总体设计是最重要的环节之一，总体设计做不好，可能出现致命的问 题，造成的损失多数是无法挽回的。另外，总体方案设计对各个单板的 任务以及相关的关系进一步明确，单板的设计要以总体设计方案为依 据。而产品的好坏特别是系统的设计合理性、科学性、可靠性、稳定性 与总体设计关系密切。 硬件需求分析和硬件总体设计完成后，项目组要组织相关人员分别 对其进行评审。一个好的产品，特别是大型复杂产品，总体方案进行反 复论证是不可缺少的。只有经过多次反复论证的方案，才可能成为好方 案。总体方案评审包括两部分，一是对有关文档的格式，内容的科学 性，描述的准确性以及详简情况进行审查。再就是对总体方案设计中技 术合理性、可行性等进行审查。如果评审不能通过，项目组必须对自己 的方案重新进行修订。 硬件总体设计方案通过后，即可着手关键