方案設(shè)計階段工作

1、方案設(shè)計階段工作 曾經(jīng)說過，在開始動手畫原理圖之前，需要做需求分析，專題 分析等等工作。但是在真正開工之前， 有反復(fù)的方案設(shè)計的迭代過程。 也有一些不是研發(fā)出身的老板跟我抱怨，硬件工程師讓結(jié)構(gòu)先設(shè)計、 結(jié)構(gòu)工程師說硬件工程師應(yīng)該先給大致的需求，不知道應(yīng)該誰先動。工欲善其事 ,必先利其器是說 :工匠想要使他的工作做好，一定 要先讓工具鋒利。比喻要做好一件事，準(zhǔn)備工作非常重要。語出論 語衛(wèi)靈公：子貢問為仁。子曰：“工欲善其事，必先利其器。居 是邦也，事其大夫之賢者，友其士之仁者?！边@個準(zhǔn)備工作，當(dāng)然不 只是指工具，還有動手之前的策劃、思考、評估、方案設(shè)計、架構(gòu)設(shè) 計等。硬件工程師動手畫原理圖之前，

2、 需要畫的一個東東就是， 用“猥 瑣” (Visio) 畫出電路板方案框圖。當(dāng)然，每個工程師都有自己的喜好。有的人喜歡用 Visio 、有 的人喜歡用PPT這都無所謂。關(guān)鍵是這個電路板的框圖不是簡單的 拍腦袋就出來的。它的誕生，就是一個電路板方案設(shè)計的過程。如果這個階段拍 腦袋、回板就會拍大腿，最后只能拍拍屁股走人了。那么我們?nèi)绾文軌蛲瓿梢粋€電路板的方案設(shè)計過程呢 ?除了憑 借我們的經(jīng)驗，還有什么是我們需要做的呢 ?步驟一、建立歸檔文件夾，明確歸檔計劃】建議自建SVN勺云服務(wù)器，講需要歸檔的文件夾，按照本企業(yè) 或者本項目的需求進(jìn)行設(shè)立需要的文件夾。 這些自然就是我們在產(chǎn)品 研發(fā)完成一個完整的產(chǎn)

3、品， 需要產(chǎn)生和考慮的所有維度、 需要歸檔的 所有內(nèi)容的綱領(lǐng)。github 或者內(nèi)網(wǎng)文件夾共享其實都可以，但是 github 速度不 快有點影響設(shè)計效率， 內(nèi)網(wǎng)文件夾不便于版本管理， 當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)故 障會影響整個團(tuán)隊的開發(fā)，也不便于移動辦公?！静襟E二、建立問題跟蹤機(jī)制】 之前的系列，我們專門說過問題跟蹤，我們針對當(dāng)前項目，需 要建立例會的制度， 根據(jù)人員情況和人員的素質(zhì)不同， 需要有針對性 的進(jìn)行例會。可能是每天晨會、也可以是每周例會，靈活把握跟蹤頻 度。但是我們需要針對項目建立該項目的問題跟蹤表格，便于整個 項目過程中所有出現(xiàn)的問題，跟蹤閉環(huán)，避免問題跟蹤出現(xiàn)遺漏。當(dāng)然我們還可以計算更復(fù)雜的

4、表格，以前我們做個一個表格可 以計算每個任務(wù)的完成提前、拖延的天數(shù)，可以作為 KPI 進(jìn)行考核。 （ 這個做法不提倡 ）【步驟三、需求跟蹤】在華為、這個部分會由SE（系統(tǒng)工程師、systemengineer不是stupidengineer） 進(jìn)行分解分配。硬件工程師根據(jù)分解分配結(jié)果對照 檢查，并創(chuàng)建單板需求跟蹤表。跟蹤表完成后需召集SE整機(jī)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品工程工藝（PCBLayout工程師、工藝工程師）、生產(chǎn)、測試、軟件 等周邊人員評審歸檔。當(dāng)然，我們從來都是期望需求能歸檔之后不再修改。但是我們在設(shè)計過程中會發(fā)現(xiàn)會不可避免的進(jìn)行修改。 但是我們在TR3之后是 應(yīng)該禁止修改的，如果在TR3之后增改需求

5、，所有的需求變更需要通 過CR需求變更電子流）進(jìn)行跟蹤。從硬件穩(wěn)定的角度來說，越在項目的后期，需求的變更帶來的 影響越大，帶來的設(shè)計變動，對質(zhì)量的影響越大。但是隨著敏捷的思 想，以及客戶需求可能在硬件長周期過程中的變化， 很多場景我們不 等不去變更需求。序號各階段簡介備注1Charter責(zé)任主體： Marketing 團(tuán)隊和 SE主要工作：Charter需要回答這些問題：版本的 TopN需求和主 要競爭需求，主要目標(biāo)客戶，完整的包需求，版本的里程碑時間點， 應(yīng)用的時間窗口以及在版本火車中所處的位置2Charter-TR1責(zé)任主體：SE團(tuán)隊，同時Marketing配合完成需求的細(xì)化、澄 清和修訂

6、。主要工作：輸出設(shè)計需求 （包括每個需求的輸入、輸出參數(shù)，并 輸出低保真界面原型 ）3CDCP責(zé)任主體：主要工作：近年來大部分項目都裁剪，具體作用不明4 TR1-TR2責(zé)任主體：SE團(tuán)隊主要工作：輸出是設(shè)計規(guī)格 （ 接口設(shè)計、高保真界面原型 ）5PDCP責(zé)任主體：開發(fā)代表主要工作：代碼規(guī)模、關(guān)鍵時間點和人力需求。質(zhì)量目標(biāo)、SOW工 作任務(wù)書 ）6TR2-TR3責(zé)任主體：開發(fā)組主要工作：需求規(guī)格說明書（SRS）;系統(tǒng)測試用例（STC）、概要設(shè) 計（HLD）、集成測試用例（ITC）需求的分析和理解往往不可能一步到位，研發(fā)人員的理解也有 可能不能非常準(zhǔn)確理解現(xiàn)場場景。 所以需求跟蹤完成之后， 需要進(jìn)

7、行 兩輪的需求的串講、 反串講。（ 串講，是指需求發(fā)布者與開發(fā)者講解， 反串講是指開發(fā)者理解需求之后，對需求發(fā)布者進(jìn)行講解 ） 。需求反串講，是設(shè)計者向SE項目經(jīng)理等角色逐條講解硬件需 求，形成統(tǒng)一的認(rèn)識。對于已有實現(xiàn)方案的需求，講解要包含方案。 串講和反串講一定要讓SE/軟件/測試領(lǐng)域全程參與，提出的問題要 在詳細(xì)設(shè)計開始前全部解決閉環(huán)?！静襟E四、關(guān)鍵器件分析】 我們研發(fā)一個新項目的時候，不可避免的會使用我們沒有使用 過的器件，甚至是整個公司都沒有使用過的器件。我們根據(jù)設(shè)計需求選定了基本方案之后，需要對新器件、關(guān)鍵 器件進(jìn)行應(yīng)用分析，輸出應(yīng)用分析報告，并召集相關(guān)人員、管理者、 有經(jīng)驗的工程師

8、進(jìn)行評審和分析。方案分析過程中需要參考和更新器件的 BugList 和設(shè)計注意事 項。同時收集案例，并給出應(yīng)對解決措施，提前預(yù)防已知問題。關(guān)鍵器件不僅僅局限于新引入的器件，還包括復(fù)雜的器件、開 發(fā)人員及項目組經(jīng)驗積累都不足的器件。這個關(guān)鍵器件的分析， 我們需要對器件的 datasheet 進(jìn)行分析、 尋找并Deme板、查閱廠家的errata，尋找已經(jīng)產(chǎn)品化或者已經(jīng)完成 過的設(shè)計，部分電路的改動， 需要動手做電路實驗、 或者做電路仿真， 進(jìn)行驗證。步驟五、預(yù)布局及結(jié)構(gòu)設(shè)計】我們根據(jù)需求，明確了必要的功能、性能、然后明確了關(guān)鍵器 件，也就是電路板上面大功率器件、 新器件、復(fù)雜器件都已經(jīng)敲定了。 那

9、么我們可以做一個預(yù)布局，明確電路板尺寸，形狀的大致想法。我們?yōu)榱藢崿F(xiàn)一個準(zhǔn)確的預(yù)布局， 需要輸出一個預(yù)布局原理圖， 要求原理圖至少包含主要器件、電源、熱敏感器件和接插件。預(yù)布局需要把電路板的信號流向、器件功能、主要器件的電源 管腳分布、整個電路板的電源的基本分布和流向。然后把相關(guān)的訴求，提供給 ID 工程師，給一個基本的 ID 設(shè)想， 然后由結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的細(xì)化。如果是成熟的機(jī)框， 則這個過程相對簡單一些， 例如 ATCA、VPX 這種標(biāo)準(zhǔn)機(jī)框。 一些個人消費電子產(chǎn)品這個過程反復(fù)的可能性非常大。為了避免這個過程，硬件工程師在完成初步的預(yù)布局，之后應(yīng) 該把自己的設(shè)計訴求，全部記錄在結(jié)構(gòu)要

10、素圖設(shè)計說明書中，提 供給結(jié)構(gòu)和 ID 工程師。【步驟六、散熱評估】硬件工程師需要提供單板布局和器件熱耗 （ 功耗） 表、各器件散 熱參數(shù)。數(shù)字器件要注意提供盡量準(zhǔn)確的功耗數(shù)據(jù)， 特別是 DDR/FPGA 等器件要根據(jù)使用場景進(jìn)行計算。 提供的器件的功耗需要準(zhǔn)確， 避免 過設(shè)計，也避免散熱風(fēng)險?！静襟E七、新器件導(dǎo)入評估】在華為，一個新器件的導(dǎo)入是非常復(fù)雜的，我們不在華為，選擇新器件，也需要謹(jǐn)慎選取，并做相關(guān)評估。這個其實應(yīng)該是一個 sourcing 的過程：我們不但需求考慮新器 件功能是否滿足我們的需求，同時需要考慮：可靠性、可采購性、成 本、焊接工藝、功耗、散熱等維度?！静襟E八、背板管腳分配

11、、板間 FMEA分析】 我們需要根據(jù)背板標(biāo)準(zhǔn)，分配電路板的管腳。如果是新設(shè)計背 板，需要考慮背板連接器的成本、速率、數(shù)量。在產(chǎn)品設(shè)計階段，F(xiàn)MEA十對所有板間信號/關(guān)鍵器件展開分析， 可確保無故障遺漏。 用以分析所有故障影響， 同時做到優(yōu)化故障管理 能力。在這個過程中存在著兩個標(biāo)準(zhǔn)，那就是對于嚴(yán)重故障，要求盡 最大可能避免 ; 對于需要處理的故障，要求能夠監(jiān)測并定位到現(xiàn)場置 換單元 (FRU， FieldReplacementUnit) ?！静襟E九、歸一化分析】歸一化作為DFx的一項內(nèi)容，需要硬件特別。每個產(chǎn)品需自身 的BOM3一化器件清單，常用器件選型只能在歸一化清單中選擇。 歸 一化清單為本企業(yè)或者本部門使用過的器件或者采購過的器件。盡量減少器件種類，有效減少器件種類、不但降低管理成本、 同時也降低加工和采購成本。【步驟十、可重用性分析】所有單板都要進(jìn)行可重用性分析，包含三方面內(nèi)容：、本單板可重用的已有電路、本單板希望能夠重用的電路 ;、本單板完成開發(fā)后，可提供其它項目重用的電路。【步驟一、早期BOM審查】、方案確定后就把已確定的關(guān)鍵器件， 通過采購進(jìn)行關(guān)鍵器件 的意見反饋。、所有非常規(guī)器件、非主流器件、器件必須逐一和采購進(jìn)行確 認(rèn)，詳細(xì)評估風(fēng)險，有風(fēng)險的器件要選擇替代方案。、有關(guān)鍵器件在設(shè)計過程中變更時， 還需要與采購人員進(jìn)行確 認(rèn)。經(jīng)過上述十一個步驟、我們選定了關(guān)鍵器