1、硬件需求說明書

硬件需求說明書是描寫硬件開發(fā)目標(biāo)，基本功能、基本配置，主要性能指標(biāo)、 運(yùn)行環(huán)境，約束條件以及成本和進(jìn)度等要求，它的要求依據(jù)是產(chǎn)品規(guī)格說明書和系統(tǒng)需求說明書。它是硬件總體設(shè)計(jì)和制訂硬件開發(fā)計(jì)劃的依據(jù)，具體編寫的內(nèi)容有：系統(tǒng)工程組網(wǎng)及使用說明、硬件整體系統(tǒng)的基本功能和主要性能指 標(biāo)、硬件分系統(tǒng)的基本功能和主要性能指標(biāo)以及功能模塊的劃分等。

要點(diǎn)：硬件需求，其實(shí)來自產(chǎn)品需求包。如果想做好最終的產(chǎn)品：

一、需要對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的需求包有所了解。

二、需要做好競(jìng)爭(zhēng)分析

三、做好需求跟蹤

案例1：

我們的iBox在產(chǎn)品定義初期，對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品特點(diǎn)，關(guān)鍵特性，銷量，都做了深入分析和探討。包括選型的過程。

案例2：

某個(gè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的需求跟蹤表

2、硬件總體設(shè)計(jì)報(bào)告

硬件總體設(shè)計(jì)報(bào)告是根據(jù)需求說明書的要求進(jìn)行總體設(shè)計(jì)后出的報(bào)告，它是硬件詳細(xì)設(shè) 計(jì)的依據(jù)。編寫硬件總體設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)包含以下內(nèi)容： 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及功能劃分，系統(tǒng)邏輯框圖、組成系統(tǒng)各功能模塊的邏輯框圖，電路結(jié)構(gòu) 圖及單板組成，單板邏輯框圖和電路結(jié)構(gòu)圖，以及可靠性、安全性、電磁兼容性討論和硬件測(cè)試方案等。

要點(diǎn)：這部分內(nèi)容需要強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)、單板功能模塊的劃分，EMC、安規(guī)、可靠性、環(huán)境、背板等維度的整機(jī)的考慮。所謂硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)，往往就是在這個(gè)環(huán)節(jié)考驗(yàn)駕馭整個(gè)硬件系統(tǒng)的能力。例如背板的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫欠窈侠?，最終影響這個(gè)硬件產(chǎn)品的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃、升級(jí)潛力、成本空間、兼容性等問題。

案例：某一個(gè)硬件平臺(tái)定型之后，每個(gè)槽位的電路總功耗就已經(jīng)確定了。因?yàn)槟柖桑酒囊?guī)格不斷軍備競(jìng)賽。隨著芯片的不斷升級(jí)，我們就不能使用新一代的高功耗的主流器件，會(huì)導(dǎo)致最終影響整機(jī)規(guī)格，最終影響產(chǎn)品的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。同樣的、如果產(chǎn)品劃分的電路的顆粒度過于大，導(dǎo)致配置不靈活，也會(huì)影響整個(gè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

曾經(jīng)見過一個(gè)項(xiàng)目，希望扣板能夠傳輸出視頻來，但是只留了一個(gè)I2C的總線，這樣的項(xiàng)目自然會(huì)流產(chǎn)。

3、單板總體設(shè)計(jì)方案

在單板的總體設(shè)計(jì)方案定下來之后應(yīng)出這份文檔，單板總體設(shè)計(jì)方案應(yīng)包含單板版本 號(hào)，單板在整機(jī)中的位置、開發(fā)目的及主要功能，單板功能描述、單板邏輯框圖及各功能模 塊說明，單板軟件功能描述及功能模塊劃分、接口簡(jiǎn)單定義與相關(guān)板的關(guān)系，主要性能指標(biāo)、 功耗和采用標(biāo)準(zhǔn)。

要點(diǎn)：

一、單板框圖應(yīng)該說明清楚連線的規(guī)格、器件的規(guī)格、盡量與預(yù)布局保持一致，便于發(fā)現(xiàn)帶寬、容量、走線、功耗、散熱、電源等維度的問題。

二、不要教條的認(rèn)為，寫總體設(shè)計(jì)方案就是套模板。而是針對(duì)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)和關(guān)鍵技術(shù)需要有針對(duì)性的深入研究和撰寫。

案例：iBox單板款圖

iBox主芯片MCU的IO管腳定義和接口分配

4、單板硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)

在單板硬件進(jìn)入到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)提交單板硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告。在單板硬件詳細(xì)設(shè)計(jì) 中應(yīng)著重體現(xiàn)：?jiǎn)伟暹壿嬁驁D及各功能模塊詳細(xì)說明，各功能模塊實(shí)現(xiàn)方式、地址分配、控 制方式、接口方式、存貯器空間、中斷方式、接口管腳信號(hào)詳細(xì)定義、時(shí)序說明、性能指標(biāo)、 指示燈說明、外接線定義、可編程器件圖、功能模塊說明、原理圖、詳細(xì)物料清單以及單板 測(cè)試、調(diào)試計(jì)劃。有時(shí)候一塊單板的硬件和軟件分別由兩個(gè)開發(fā)人員開發(fā)，因此這時(shí)候單板 硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)便為軟件設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)詳細(xì)的指導(dǎo)，因此單板硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告至關(guān)重 要。尤其是地址分配、控制方式、接口方式、中斷方式是編制單板軟件的基礎(chǔ)，一定要詳細(xì) 寫出。

案例：iBox的詳細(xì)設(shè)計(jì)：

電源樹設(shè)計(jì)

5、單板硬件過程調(diào)試文檔

開發(fā)過程中，每次所投 PCB 板，工程師應(yīng)提交一份過程文檔，以便管理階層了解進(jìn)度， 進(jìn)行考評(píng)，另外也給其他相關(guān)工程師留下一份有參考價(jià)值的技術(shù)文檔。每次所投 PCB 板時(shí) 應(yīng)制作此文檔。這份文檔應(yīng)包括以下內(nèi)容：?jiǎn)伟逵布δ苣K劃分，單板硬件各模塊調(diào)試進(jìn)度，調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法，原始數(shù)據(jù)記錄、系統(tǒng)方案修改說明、單板方案修改說明、 器件改換說明、原理圖

要點(diǎn)：發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)記錄，特別是改版需求記錄

下圖為早期某個(gè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的改版記錄跟蹤表：

6、單板系統(tǒng)聯(lián)調(diào)報(bào)告

在項(xiàng)目進(jìn)入單板系統(tǒng)聯(lián)調(diào)階段，應(yīng)出單板系統(tǒng)聯(lián)調(diào)報(bào)告。單板系統(tǒng)聯(lián)調(diào)報(bào)告包括這些內(nèi) 容：系統(tǒng)功能模塊劃分、系統(tǒng)功能模塊調(diào)試進(jìn)展、系統(tǒng)接口信號(hào)的測(cè)試原始記錄及分析、系 統(tǒng)聯(lián)調(diào)中出現(xiàn)問題及解決、調(diào)試技巧集錦、整機(jī)性能評(píng)估等。

7、單板硬件測(cè)試文檔

在單板調(diào)試完之后，申請(qǐng)內(nèi)部驗(yàn)收之前，應(yīng)先進(jìn)行自測(cè)以確保每個(gè)功能都能實(shí)現(xiàn)，每項(xiàng) 指標(biāo)都能滿足。自測(cè)完畢應(yīng)出單板硬件測(cè)試文檔，單板硬件測(cè)試文檔包括以下內(nèi)容：?jiǎn)伟骞?能模塊劃分、各功能模塊設(shè)計(jì)輸入輸出信號(hào)及性能參數(shù)、各功能模塊測(cè)試點(diǎn)確定、各測(cè)試參 考點(diǎn)實(shí)測(cè)原始記錄及分析、板內(nèi)高速信號(hào)線測(cè)試原始記錄及分析、系統(tǒng) I/O 口信號(hào)線測(cè)試原 始記錄及分析，整板性能測(cè)試結(jié)果分析。

8、硬件信息庫(kù)

為了共享技術(shù)資料，我們希望建立一個(gè)共享資料庫(kù)，每一塊單板都希望將的有價(jià)值 有特色的資料歸入此庫(kù)。硬件信息庫(kù)包括以下內(nèi)容：典型應(yīng)用電路、特色電路、特色芯片技 術(shù)介紹、特色芯片的使用說明、驅(qū)動(dòng)程序的流程圖、源程序、相關(guān)硬件電路說明、PCB 布板注意事項(xiàng)、單板調(diào)試中出現(xiàn)的典型及解決、軟硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試技巧。

我們正在做的iBox可以說是，每個(gè)細(xì)節(jié)都希望做到完美，整個(gè)設(shè)計(jì)過程可謂誠(chéng)惶誠(chéng)恐。只有我們把每個(gè)動(dòng)作都做成標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作，才能讓iBox成為教科書式的開源硬件。

我們?cè)谥谱鱥Box的過程中，希望展示過程的每個(gè)細(xì)節(jié)，在下面的流程圖中，細(xì)化每個(gè)環(huán)節(jié)的文檔，努力踐行著《硬件開發(fā)文檔規(guī)范》。

因?yàn)榇蠹业闹С譄崆?，也讓我們壓力山大?/p>

為了不辜負(fù)大家的期望，我們?cè)诮桓陡哔|(zhì)量的設(shè)計(jì)，也同時(shí)交付出高質(zhì)量的文檔。

如果你已經(jīng)參與iBox，在此表達(dá)感謝。為了答謝支持的朋友，我們將在下周邀請(qǐng)6位專家做在線分享，分享iBox相關(guān)專題。進(jìn)群等待通知。加hw100k微信好友，申請(qǐng)加群。