方案設(shè)計階段工作

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，硬件工程師讓構(gòu)造先設(shè)計、構(gòu)造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@個準備工作，當然不只是指工具，還有動手之前的籌劃、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，需要畫的一個東東就是，用“猥瑣”（Visio）畫出電路板方案框圖。當然，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)歷，還有什么是我們需要做的呢?【步驟一、建立歸檔文件夾，明確歸檔方案】建議自建SVN的云效勞器，講需要歸檔的文件夾，按照本企業(yè)或者本工程的需求進展設(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)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，當效勞器出現(xiàn)故障會影響整個團隊的開發(fā)，也不便于移動辦公?！静襟E二、建立問題跟蹤機制】之前的系列，我們專門說過問題跟蹤，我們針對當前工程，需要建立例會的，根據(jù)人員情況和人員的素質(zhì)不同，需要有針對性的進展例會。可能是每天晨會、也可以是每周例會，靈活把握跟蹤頻度。但是我們需要針對工程建立該工程的問題跟蹤表格，便于整個工程過程中所有出現(xiàn)的問題，跟蹤閉環(huán)，防止問題跟蹤出現(xiàn)遺漏。當然我們還可以計算更復(fù)雜的表格，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進展考核。（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）進展分解分配。硬件工程師根據(jù)分解分配結(jié)果對照檢查，并創(chuàng)立單板需求跟蹤表。跟蹤表完成后需召集SE、整機構(gòu)造、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)會不可防止的進展修改。但是我們在TR3之后是應(yīng)該制止修改的，如果在TR3之后增改需求，所有的需求變更需要通過CR（需求變更電子流）進展跟蹤。從硬件穩(wěn)定的角度來說，越在工程的后期，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責任主體：Marketing團隊和SE主要工作：Charter需要答復(fù)這些問題：版本的TopN需求和主要競爭需求，主要目標客戶，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責任主體：SE團隊，同時Marketing配合完成需求的細化、澄清和修訂。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責任主體：主要工作：近年來大部分工程都裁剪，詳細作用不明4TR1-TR2責任主體：SE團隊主要工作：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、SOW(工作任務(wù)書)6TR2-TR3責任主體：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確理解現(xiàn)場場景。所以需求跟蹤完成之后，需要進展兩輪的需求的串講、反串講。(串講，是指需求者與開發(fā)者講解，反串講是指開發(fā)者理解需求之后，對需求者進展講解)。需求反串講，是設(shè)計者向SE、工程經(jīng)理等角色逐條講解硬件需求，形成統(tǒng)一的認識。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設(shè)計開始前全部解決閉環(huán)。【步驟四、關(guān)鍵器件分析】我們研發(fā)一個新工程的時候，不可防止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)計需求選定了根本方案之后，需要對新器件、關(guān)鍵器件進展應(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)歷的工程師進展評審和分析。方案分析過程中需要參考和更新器件的BugList和設(shè)計本卷須知。同時收集案例，并給出應(yīng)對解決措施，提前預(yù)防問題。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)人員及工程組經(jīng)歷積累都缺乏的器件。這個關(guān)鍵器件的分析，我們需要對器件的datasheet進展分析、尋找并Demo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,進展驗證。【步驟五、預(yù)布局及構(gòu)造設(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根本分布和流向。然后把相關(guān)的訴求，提供給ID工程師，給一個根本的ID設(shè)想,然后由構(gòu)造工程師進展構(gòu)造設(shè)計的細化。如果是成熟的機框，那么這個過程相對簡單一些，例如ATCA、VPX這種標準機框。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。為了防止這個過程，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《構(gòu)造要素圖設(shè)計說明書》中，提供給構(gòu)造和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)使用場景進展計算。提供的器件的功耗需要準確，防止過設(shè)計，也防止散熱風險。【步驟七、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，也需要慎重選取，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、本錢、焊接工藝、功耗、散熱等維度。【步驟八、背板管腳分配、板間FMEA分析】我們需要根據(jù)背板標準，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本錢、速率、數(shù)量。在產(chǎn)品設(shè)計階段，F(xiàn)MEA針對所有板間信號/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準，那就是對于嚴重故障，要求盡最大可能防止;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，F(xiàn)ieldReplacementUnit)?！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BOM歸一化器件清單，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、不但降低管理本錢、同時也降低加工和采購本錢?！静襟E十、可重用性分析】所有單板都要進展可重用性分析，包含三方面內(nèi)容：1、本單板可重用的已有電路;2、本單板希望能夠重用的電路;3、本單板完成開發(fā)后，可提供其它工程重用的電路?！静襟E十一、早期BOM審查】1、方案確定后就把已確定的關(guān)鍵器件，通過采購進展關(guān)鍵器件的意見反響。2、所有非常規(guī)器件、非主流器件、器件必須逐一和采購進展確認，詳細評估風險，有風險的器件要選擇替代方案。3、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展確認。經(jīng)過上述十一個步驟1、我們選定了關(guān)鍵器件、并進展了預(yù)布局、明