單板硬件詳細設(shè)計報告模板

1、*產(chǎn)品詳細設(shè)計報告擬制版本日期1概述61.1背景61.2產(chǎn)品功能描述61.3產(chǎn)品運行環(huán)境說明61.4重要性能指標61.5產(chǎn)品功耗61.6必要的預備知識（可選）62產(chǎn)品各單元詳細說明62.1產(chǎn)品功能單元劃分和功能描述62.2單元詳細描述72.2.1單元172.2.2 單元 272.2.3 單元 N82.3 產(chǎn)品各單元間配合描述82.3.1 總線設(shè)計82.3.2 時鐘設(shè)計82.3.3 產(chǎn)品上電、休眠、復位設(shè)計82.3.4 各單元間的時序關(guān)系 92.3.5 產(chǎn)品整體可測試性設(shè)計92.3.6 軟件加載方式說明 93 產(chǎn)品電源設(shè)計說明 93.1 產(chǎn)品供電原理框圖 93.2 產(chǎn)品電源各功能模塊詳細設(shè)計94

2、 產(chǎn)品接口說明 104.1 產(chǎn)品單元內(nèi)部接口 104.2 對外接口說明 104.3 軟件接口104.4調(diào)測接口115產(chǎn)品可靠性、可維護性設(shè)計說明115.1產(chǎn)品可靠性設(shè)計115.1.1關(guān)鍵器件及相關(guān)信息 115.1.2關(guān)鍵器件可靠性設(shè)計說明 115.1.3關(guān)鍵信號時序要求 125.1.4信號串擾、毛刺、過沖及保障措施：5.1.5其他重要信號及相關(guān)處理方案 125.1.6機械應力 125.1.7可加工性125.1.8電應力 125.1.9環(huán)境應力 125.1.10溫度應力 135.2產(chǎn)品可維護性設(shè)計說明 136EMG ESD防護及安規(guī)設(shè)計說明136.1產(chǎn)品電源、地的分配圖 136.2關(guān)鍵器件和關(guān)鍵

3、信號的EM段計136.3防護設(shè)計13127 產(chǎn)品工藝、熱設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 137.1 PCB工藝設(shè)計147.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計147.3 產(chǎn)品熱設(shè)計147.4 特殊器件結(jié)構(gòu)配套設(shè)計148 其他14表目錄表 1 性能指標描述表6表 2 關(guān)鍵器件及相關(guān)信息 10表 3 關(guān)鍵信號時序要求10表 4 器件可靠性應用隱患分析表13表 5 產(chǎn)品器件熱設(shè)計分析表13圖目錄圖 1XXX7圖 2XXX7圖 3 總線分配示意圖 8圖 4時鐘分配示意圖8圖 5復位邏輯示意圖9圖 6XX 時序關(guān)系圖9圖 7XX 接口時序圖9圖 8 產(chǎn)品供電架構(gòu)框圖 12圖 9 產(chǎn)品電源、地分配圖 14定稿后，請注意刷新目錄。產(chǎn)品硬件

4、詳細設(shè)計報告關(guān)鍵詞：<能夠體現(xiàn)文檔描述內(nèi)容主要方面的詞匯>1 概述1.1善E背景1) 簡要說明產(chǎn)品開發(fā)的意義和背景。2) 該文檔對應的產(chǎn)品正式名稱和版本號；1.2產(chǎn)品功能描述在本節(jié)中簡述產(chǎn)品功能，內(nèi)容參照產(chǎn)品總體方案中的相關(guān)章節(jié)1.3 產(chǎn)品運行環(huán)境說明在本節(jié)中簡述產(chǎn)品運行環(huán)境，內(nèi)容參照產(chǎn)品總體方案中的相關(guān)章節(jié)1.4 重要性能指標在本節(jié)中簡述產(chǎn)品性能指標，內(nèi)容參照產(chǎn)品總體方案中的相關(guān)章節(jié)表1性能指標描述表性能指標名稱性能指標要求說明1.5 產(chǎn)品功耗可以在原理圖基本完成后，再根據(jù)器件參數(shù)、數(shù)量來計算產(chǎn)品的功耗。1.6 必要的預備知識（可選）為可選項，僅用于介紹較生僻的特殊技術(shù)，為初接觸

5、者提供參考。2產(chǎn)品各單元詳細說明本章主要參考方案設(shè)計中的單元概述，并詳細描述各電路單元。2.1 產(chǎn)品功能單元劃分和功能描述從系統(tǒng)的角度闡述產(chǎn)品的邏輯實現(xiàn)，提供產(chǎn)品的邏輯框圖，劃分功能單元， 對其中的各單元的功能進行簡要說明，在這里先劃分單元，闡述單元之間的關(guān)系， 再按單元分章節(jié)，在單元章節(jié)中分別描述各單元的功能、接口、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和可編程 器件。需要說明硬件與軟件的配合分工關(guān)系，如何處理業(yè)務(wù)功能；可以摘要性地引 用或簡述產(chǎn)品總體方案中的內(nèi)容。2.2 單元詳細描述電路單元如果是公司規(guī)范且有詳細文檔，可以直接引用（說明單元電路的參考資料名稱），并說明調(diào)整細節(jié)（與參考電路不同的部分）。2.2.1 單元

6、11. 單元 1 功能描述詳細描述本單元的功能，給出本單元的功能框圖。 （ 圖號已在單元樣式中，內(nèi)容描述寫：如圖1所示，）XXX2. 單元 1 與其他單元的接口詳細說明本單元對其他單元接口每個/ 組信號的詳細定義，如設(shè)計到時序設(shè)計，請包括時序說明。3. 單元 1 的實現(xiàn)方式詳細說明本單元的實現(xiàn)方法，包括使用的芯片、主要電路分析和解釋。對于cpim元，需要說明存儲器的地址分配。對于有性能指標要求的，應說明性能指標實現(xiàn)方法和依據(jù)，包括仿真，試驗板的測試數(shù)據(jù)等。需要說明硬件與軟件的配合分工關(guān)系，如何處理任務(wù)功能；2.2.2 單元 21. 單元 2 功能描述詳細描述本單元的功能，給出本單元的功能框圖。

7、 （ 圖號已在單元樣式中，內(nèi)容描述寫：如圖1所示，）XXX2. 單元2 與其他單元的接口詳細說明本單元對其他單元接口每個/ 組信號的詳細定義，包括時序說明。3. 單元2 的實現(xiàn)方式詳細說明本單元的實現(xiàn)方法，包括使用的芯片、主要電路分析和解釋。對于cpim元，需要說明存儲器的地址分配。對于有性能指標要求的，應說明性能指標實現(xiàn)方法和依據(jù)，包括仿真，試驗板的測試數(shù)據(jù)等。需要說明硬件與軟件的配合分工關(guān)系，如何處理任務(wù)功能；2.2.3 單元 N2.3 產(chǎn)品各單元間配合描述含CPUfe路板的產(chǎn)品，需描述總線設(shè)計，時鐘，產(chǎn)品復位設(shè)計等系統(tǒng)性說明2.3.1 總線設(shè)計詳細說明采用什么總線，什么工作方式，下掛什么

8、單元，給出圖示和文字解釋?？偩€分配示意圖2.3.2 時鐘設(shè)計詳細說明有什么時鐘源，提供給什么單元，時鐘之間關(guān)系如何。 對于輸出時鐘要增加時鐘指標設(shè)計、對于輸入時鐘要寫清楚始終要求及裕量設(shè)計。需要給出圖示和文字解釋。時鐘分配示意圖2.3.3 產(chǎn)品上電、休眠、復位設(shè)計詳細說明單元問復位順序、Watchdog設(shè)計、復位單元，給出產(chǎn)品復位、斷電重啟的流程圖。 并粗略估計所需的時間。需要結(jié)合故障管理方案，考慮在故障情況下的復位重啟要求。復位重啟時間指系統(tǒng)從運行狀態(tài)，經(jīng)歷系統(tǒng)復位，重新恢復進入正常運行態(tài)的時間。復位類型通常包括：軟件復位、硬件復位。主要考慮產(chǎn)品的軟、硬件復位。根據(jù)我司實際產(chǎn)品狀況，設(shè)置相應

9、的復位，或睡眠狀態(tài)。斷電重啟時間 指系統(tǒng)從運行狀態(tài)，經(jīng)歷斷電 / 通電，重新恢復進入正常運行態(tài)的時間。應考慮系統(tǒng)斷電和產(chǎn)品斷電重啟，重啟一般包括：基本的底層啟動、自檢、配置；系統(tǒng)通常重啟時間在0.5 小時之內(nèi)。復位邏輯示意圖2.3.4 各單元間的時序關(guān)系 根據(jù)我司產(chǎn)品實際情況，如果有必要，請說明各單元的信號經(jīng)過哪些的處理，符合什么樣的時序關(guān)系，再輸出到另一個單元。對不同類型芯片、不同類型信 號的時序容限要求和保障措施：建議至少保證器件手冊的要求，并注意考慮在極限 環(huán)境條件下（高溫或嚴寒），器件的參數(shù)變化造成時序變化、并注意器件替代型號 和不同批次間的差異容限。XX時序關(guān)系圖2.3.5 產(chǎn)品整體

10、可測試性設(shè)計說明各單元配合實現(xiàn)的可測試性設(shè)計，從以下幾方面說明可測性設(shè)計要求：產(chǎn)品提供哪些自診斷、自測試功能，實際的硬件實現(xiàn)方式、需要哪些軟件的支持。2.3.6 軟件加載方式說明說明軟件加載方式及接口設(shè)計，說明產(chǎn)品JTAG鏈連接方式，接口定義等。3 產(chǎn)品電源設(shè)計說明本節(jié)由硬件開發(fā)人員負責，采購工程師提供指導和審核。3.1 產(chǎn)品供電原理框圖根據(jù)產(chǎn)品總體供電方案，畫出產(chǎn)品的供電結(jié)構(gòu)框圖，包括防護、緩啟動、電源部分的EMC電源上下電順序控制、電源監(jiān)控及備份等功能單元。對供電結(jié)構(gòu)的進行相應的設(shè)計說明。產(chǎn)品供電架構(gòu)框圖3.2 產(chǎn)品電源各功能模塊詳細設(shè)計給出供電結(jié)構(gòu)中的各個功能單元的詳細設(shè)計說明，可飲用總

11、體方案中的電源 設(shè)計。電源模塊選用說明：給出主要電源模塊和電源芯片的型號、主用 /備用器件的 各種參數(shù)（包括輸入特性、輸出特性、對降額的考慮和可靠性指標等），如果電源 需要散熱設(shè)計要求（加入熱設(shè)計工作）、板內(nèi)電源電路對外接電源沖擊的隔離、濾 波能力、異常狀態(tài)的保護（限壓和限流）等，防護設(shè)計：產(chǎn)品電源輸入端口應有相 應的抑制浪涌電壓和電流的設(shè)計；EMCS計：產(chǎn)品上的電源模塊應有相應的 EMI濾波電路設(shè)計，包括電源模塊 和電源芯片的輸入濾波和給分電源的輸出濾波設(shè)計。對于芯片一側(cè)的濾波電路也應 給出簡單描述；監(jiān)控設(shè)計：若產(chǎn)品有對工作電壓有監(jiān)控要求，需有相應的電壓監(jiān)控方案；上下電順序控制說明：根據(jù)公司

12、產(chǎn)品實際情況，若產(chǎn)品對上下電有要求，則 增加上下電設(shè)計。4產(chǎn)品接口說明4.1產(chǎn)品單元內(nèi)部接口信號名稱連接單元名稱信號功能其他說明4.2 對外接口說明以表格形式列出產(chǎn)品與對用戶體現(xiàn)的接口信號的位置和定義，包括每一個/組信號與哪塊產(chǎn)品相連，輸入/輸出關(guān)系，及其他必要的說明。本板連接器編號本板信號名稱I/O信號功能其他說明XX接口時序圖4.3 軟件接口在產(chǎn)品總體設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，對產(chǎn)品軟硬件接口部分進行進一步的補 充設(shè)計描述。產(chǎn)品軟硬件接口描述主要從以下幾個方面入手：1 .產(chǎn)品片選信號分配及說明；2 .中斷信號分配及說明；3 .通信端口分配及說明；4 .寄存器分配及說明；5 .關(guān)鍵器件操作說明;其中

13、1、2、3三部分在產(chǎn)品總體設(shè)計階段基本完成，可注明參見。產(chǎn)品硬件 詳細設(shè)計階段主要是對4、5兩部分進行詳細描述，關(guān)鍵是要說明具體的操作參 數(shù)。4.4調(diào)測接口詳細說明產(chǎn)品上所有調(diào)試用接口，包括調(diào)試專用測試口，硬件測試點，指示 燈、跳線、電源保險絲、軟件測試接口等。5產(chǎn)品可靠性、可維護性設(shè)計說明5.1 產(chǎn)品可靠性設(shè)計本節(jié)由硬件開發(fā)人員負責，采購工程師，結(jié)構(gòu)工程師提供指導和審核。根據(jù) 公司產(chǎn)品實際情況，進行修訂。根據(jù)產(chǎn)品重點檢查器件的選用是否符合要求，提出 不符合項，做為問題點由硬件開發(fā)人員進行決策，對于選用的可靠性不高的器件， 要給出建議解決措施。5.1.1 關(guān)鍵器件及相關(guān)信息表2關(guān)鍵器件及相關(guān)信

14、息器件名稱器件功能器件封裝對產(chǎn)品的影響可能的故障模式建議故障檢測方法5.1.2 關(guān)鍵器件可靠性設(shè)計說明采用下列表格，對重要器件、電路對產(chǎn)品可靠應用分析結(jié)論進行規(guī)范化表 述，對一個器件或電路所有相關(guān)問題集中描述，便于對分析結(jié)論進行跟蹤。表3器件可靠性應用隱患分析表器件位號訶題分類問題及影響描述嚴重程度解決措施是古米納/原因填寫指導：1、對存在的問題提出可操作的解決措施，多個解決措施要按重要程度排序2、問題分類選項為：電應力與浪涌、靜電 ESD EMCH素、溫度應力、機械 應力、潮敏、焊接工藝與焊料、其他環(huán)境應力、替代或批次參數(shù)容差、器件正常壽 命到期等；3、嚴重程度包括致命、嚴重、一般、提示。4

15、、設(shè)計不采納時需注明簡要原因。5.1.3 關(guān)鍵信號時序要求關(guān)鍵信號的時序參數(shù)要求及簡要分析，根據(jù)產(chǎn)品實際設(shè)計，如 GSM GPS!訊 數(shù)據(jù)是否有時序要求；表4關(guān)鍵信號時序要求器件接口類型時鐘周最大輸出后效最小輸出保最小輸入建最小輸入保持名稱及信號名稱期(ns)時間(ns)持時間(ns)立時間(ns)時間(ns)5.1.4 信號用擾、毛刺、過沖及保障措施：用擾主要受布線影響，毛刺受到布線、匹配、電磁兼容等多重影響；過沖主 要受到機器開啟的影響。本節(jié)說明對這幾種問題的控制措施5.1.5 其他重要信號及相關(guān)處理方案其他重要信號特性，如單雙向、工作頻率，相關(guān)電氣特性、時序、噪聲容限 要求，以及從布線角

16、度考慮滿足這些要求的具體措施等等。5.1.6 機械應力對產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)工具與操作、市場使用提出的約束條件進行檢查，并對 器件這方面的性能進行重點關(guān)注。5.1.7 可加工性重點檢查器件的可加工性要求是否滿足，如ESD®求、潮敏要求、可焊性要求等，提出不符合項，并給出建議改進措施，做為問題點由硬件工程師決策。5.1.8 電應力重點對產(chǎn)品外部電接口器件防護設(shè)計進行分析，如開機浪涌能力，防護能級 分析，接地分析等，提出問題點。5.1.9 環(huán)境應力根據(jù)產(chǎn)品，重點檢查選用的器件是否滿足環(huán)境應力要求，如關(guān)鍵器件在機器震動工作的情況能否穩(wěn)定，不滿足時產(chǎn)品設(shè)計采取的防護措施是否可行，提出問題點。5.

17、1.10 溫度應力檢查器件的溫度降額，以及溫度問題較多的器件是否在設(shè)計上有保障，并提出產(chǎn)品在加工過程中的熱應力限制。 所有器件工作溫度范圍符合產(chǎn)品規(guī)格要求，長期功耗大的功率器件、 IC 提出散熱或布局要求；5.2 產(chǎn)品可維護性設(shè)計說明從以下幾方面說明產(chǎn)品是否符合可維護性設(shè)計要求：產(chǎn)品提供PCBffi邏輯版本號上報功能的方式（根據(jù)公司產(chǎn)品實際情況）。如產(chǎn)品硬件電路升級，詳細描述升級原因及更改部分所在的章節(jié)；產(chǎn)品軟件和數(shù)據(jù)的加載和配置的方式，包括在線加載和遠程加載。產(chǎn)品能通過產(chǎn)品軟件完成哪些設(shè)置、控制和操作，如工作方式設(shè)置、復位、休眠等，硬件部分是如何支撐這些功能的。6 EMC ESD防護及安規(guī)設(shè)

18、計說明6.1 產(chǎn)品電源、地的分配圖畫圖表示出本板的電源和地線分布圖，并對重點環(huán)節(jié)（例如匯接點）的方式予以說明。6.2 關(guān)鍵器件和關(guān)鍵信號的EMCS計a） 列舉產(chǎn)品設(shè)計中時鐘、高速信號、復位信號的種類與頻率，以及這些信號對EMC勺要求，實現(xiàn)的方式。b） 注明對電源有特殊要求（如幅值、紋波、電流等）的關(guān)鍵器件的型號及其EMCS求、實現(xiàn)的方式。c）對PCBW局布線有特殊要求的關(guān)鍵器件型號及實現(xiàn)的方式。d） 描述對產(chǎn)品有局部屏蔽要求的電路及關(guān)鍵器件型號、實現(xiàn)的方式。e） 描述接口電路的接口類型、速率，對應的器件型號，接口電路的 EMC/ EMI和ESDg己套設(shè)計。如果該文檔前面有描述，此處可以填寫“參見上面某部分描述”。6