给硬件工程师的入门课-硬件开发流程

 

矩不正，不可为方；规不正，不可为圆。——淮南子

 

 

 

成功开发一款电子产品，最重要的是什么？为什么华为涉足哪个领域，（计算、光伏、汽车、手机、手表等），都能做的很强呢？

 

 

 

我认为重要的一点是流程。华为很早就向IBM学习引入了IPD流程，后来很多公司仿效。至于详细的流程，大家可以参考网上关于IPD流程的资料。流程把整个产品的开发做了详细的分工，这道菜分几个阶段，每个阶段都有谁来，怎么过度。我认为一个硬件工程师首先要敬畏流程，做好流程中自己的角色，对交付物负责。然后可以向成为流程中的技术专家，或是管理者努力。

 

 

 

本文主要介绍相对简洁的硬件开发流程，目的是让新手能直观的了解产品是怎样开发的，需要着重注意什么。

 

 

 

 

 

如上图，形成一个V型开发模型，先进行需求分析，然后进行设计，再进行测试验证，之后生产。硬件测试映射到原理图设计是否OK，系统测试能看出是否完全满足了需求的功能。

 

 

 

当然其中还可能涉及到但没提到的，系统架构设计，SI仿真，采购，DFX评估，机构设计，固件设计，联调，认证等，这里不做详细介绍。

 

 

 

 

 

1.需求分析

 

 

需求分析，非常重要，做得产品再牛逼，不满足客户需求还是白搭（这里想起了老罗的TNT）硬件需求分析还可以明确硬件开发任务,大致有下列内容。

 

 

 

 

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

 

 

 

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

 

 

 

 

 

这里，再强调一点，关于需求变更，需求变更会涉及到方案的重新评估和新的人力投入，EE需要为自己争取时间，以免造成项目延期。

 

 

 

2.原理图设计

 

 

 

原理图设计中要有“拿来主义”，尽量复用公司已经验证过的线路，现在的芯片厂家一般都可以提供参考设计的原理图，所以要尽量的借助这些资源，在充分理解参考设计的基础上，做一些自己的发挥。当主要的芯片选定以后，最关键的外围设计包括了电源，时钟和芯片间的互连。

 

 

 

原理图要满足设计规范，最好有checklist，如下图我之前整理汇总的一小部分

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Layout

 

 

PCB 设计中重要的信号线要非常严格遵守规则（Layout Guide），而对于低速和不重要的信号线就可以放在稍低的布线优先级上。重要的部分包括：电源的分割；时钟线，控制线和数据线的长度要求；高速差分线的布线等等。

 

如下图，是PCIe总线的布线要求

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在很多公司PCB设计，不需要硬件设计师进行。而是交由专门的Layout工程师进行。但是PCB的布局布线设计规则，是EE指定，因此EE至少需要会在PCB文件中能够会检查相应的设计是否满足规则。这个之前在知识星球直播中讲过（如下），就不细说了。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.测试

 

 

测试一般都要有测试用例和测试方案。这个我后面的课会细讲，包含，测试方案的设计，如何定位BUG，如何对电路进行测试。我认为测试中快速解决BUG的能力能很好地体现出EE的水平。

 

 

 

硬件开发流程大同小异，但都逃不过一个词，认真。认真的走好流程，认真地做好每一步，能够尽可能的保证项目顺利。

 

 

 

以上就是本文的全部内容啦，希望对大家有用。

 

 

 

硬件工程师要学什么？
EE/HW只是连连看，出问题就问厂家FAE吗？

 

 

目标成为一个合格的硬件工程师，接下来的课程，从第十期开始，我们正式步入硬核的课程，从以下专业角度增加我们的技术深度。

 

 

 

 

 

自我介绍:B站资深恰饭Up，双985通信专业毕业，擅长高速数字电路设计（X86/FPGA/ARM等）。不定期分享硬件电路设计干货，知识体系，有趣专业实验。包括但不仅限于学习方法、模电、FPGA、小信号、高速电路、信号完整性、Layout、嵌入式、学习方法。已帮助成千上万电子专业学生和初级工程师入门成长。技术交流群集合了众多经验丰富的技术大牛，交流氛围极佳。我的宝藏都在这了。

 

 

 

 

 

 

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