硬件开发流程

2023-04-11 来源：年旅网

一硬件开发流程

1.1硬件开发流程文件介绍

在公司的规范化管理中，硬件开发的规范化是一项重要内容。硬件开发规范化管理是在公司的《硬件开发流程》及相关的《硬件开发文档规范》等文件中规划的。硬件开发流程是指导硬件工程师按规范化方式进行开发的准则，规范了硬件开发的全过程。硬件开发流程制定的目的是规范硬件开发过程控制，硬件开发质量，确保硬件开发能按预定目的完成。

硬件开发流程不但规范化了硬件开发的全过程，同时也从总体上规定了硬件开发所应完成的任务。做为一名硬件工程师应深刻领会硬件开发流程中各项内容，在日常工作中自觉按流程办事是非常重要的。所有硬件工程师应把学流程、按流程办事、发展完善流程、监督流程的执行作为自己的一项职责，为公司的管理规范化做出的贡献。

1.2 硬件开发流程详解

硬件开发流程对硬件开发的全过程进行了科学分解，规范了硬件开发的五大任务。

硬件需求分析

硬件系统设计

硬件开发及过程控制

系统联调

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文档归档及验收申请

硬件开发真正起始应在立项后，即接到立项任务书后，但在实际工作中，许多项目在立项前已做了大量硬件设计工作。立项完成后，项目组就已有了产品规格说明书，系统需求说明书及项目总体方案书，这些文件都已进行过评审。项目组接到任务后，首先要做的硬件开发工作就是要进行硬件需求分析，撰写硬件需求规格说明书。硬件需求分析在整个产品开发过程中是非常重要的一环，硬件工程师更应对这一项内容加以重视。

一项产品的性能往往是由软件和硬件共同完成的，哪些是由硬件完成，哪些是由软件完成，项目组必须在需求时加以细致考虑。硬件需求分析还可以明确硬件开发任务。并从总体上论证现在的硬件水平，包括公司的硬件技术水平是否能满足需求。

硬件需求分析主要有下列内容：

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

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内部合作，对外合作，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

从上可见，硬件开发总体方案，把整个系统进一步具体化。硬件开发总体设计是最重要的环节之一。总体设计不好，可能出现致命的问题，造成的损失有许多是无法挽回的。另外，总体方案设计对各个单板的任务以及相关的关系进一步明确，单板的设计要以总体设计方案为依据。而产品的好坏特别是系统的设计合理性、科学性、可靠性、稳定性与总体设计关系密切。

硬件需求分析和硬件总体设计完成后，有关人员要对其进行评审。一个好的产品，总体方案进行反复论证是不可缺少的。只有经过多次反复论证的方案，才可能成为好方案。

进行完硬件需求分析后，撰写的硬件需求分析书，不但给出项目硬件开发总的任务框架，也引导项目组对开发任务有更深入的和具体的分析，更好地来制定开发计划。

硬件需求分析完成后，项目组即可进行硬件总体设计，并撰写硬件总体方案书。硬件总体设计的主要任务就是从总体上进一步划分各单板的功能以及硬件的总体结构描述，规定各单板间的接口及有关的技术指标。硬件总体设计主要有下列内容：

系统功能及功能指标

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系统总体结构图及功能划分

单板命名

系统逻辑框图

组成系统各功能块的逻辑框图，电路结构图及单板组成

单板逻辑框图和电路结构图

关键技术讨论

关键器件

总体审查包括两部分，一是对有关文档的格式，内容的科学性，描述的准确性以及详简情况进行审查。再就是对总体设计中技术合理性、可行性等进行审查。如果评审不能通过，项目组必须对自己的方案重新进行修订。

硬件总体设计方案通过后，即可着手关键器件的申购，主要工作由项目组来完成。关键元器件往往是一个项目能否顺利实施的重要目标。

关键器件落实后，进行单板总体设计。

单板总体设计过程中，对电路板的布局、走线的速率、线间干扰以及EMI 加以考虑。单板总体设计完成后，出单板总体设计方案书。总体设计主要包括下列内容：

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单板在整机中的的位置：单板功能描述

单板尺寸

单板逻辑图及各功能模块说明

单板软件功能描述

单板软件功能模块划分

接口定义及与相关板的关系

重要性能指标、功耗及采用标准

开发用仪器仪表等

每个单板都要有总体设计方案，且要经过相关人员的评审。否则要重新设计。只有单板总体方案通过后，才可以进行单板详细设计。

单板详细设计包括两大部分：单板软件详细设计和单板硬件详细设计

单板软、硬件详细设计，要遵守公司的硬件设计技术规范，必须对物料选用，以及成本控制等上加以注意。

不同的单板，硬件详细设计差别很大。但应包括下列部分：

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单板整体功能的准确描述和模块的精心划分。

接口的详细设计。

关键元器件的功能描述及评审，元器件的选择。

符合规范的原理图及PCB 图。

对PCB 板的测试及调试计划。

单板详细设计要撰写单板详细设计报告。

详细设计报告必须经过审核通过。

单板软件的详细设计报告和单板硬件的详细设计报告，要由相关人员进行详细审查，审查通过后方可进行PCB 板设计，如果通不过，则返回硬件需求分析处，重新进行整个过程。这样做的目的在于让项目组重新审查一下，某个单板详细设计通不过，是否会引起项目整体设计的改动。

如单板详细设计报告通过，项目组一边配合准备单板物料申购，一方面进行PCB 板设计。PCB 板设计完成后，就要进行单板硬件过程调试，调试过程中要注意多记录、总结，勤于整理，写出单板硬件过程调试文档。当单板调试完成，项目组要把单板放到相应环境进行单板硬件测试，并撰写硬件测试文档。如果PCB 测试不通过，要重新投板，则要由项目组、管理办、总体办、CAD 室联合决定。

在单板软硬件都已完成开发后，就可以进行联调，撰写系统联调报告。联调是整机性能提高，稳定的重要环节，认真周到的联调可以发现各单板以及整体设计的不足，也是验证设计目的是否达到的

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唯一方法。因此，联调必须预先撰写联调计划，并对整个联调过程进行详细记录。只有对各种可能的环节验证到才能保证机器走向市场后工作的可靠性和稳定性。联调后，必须经相关人员对联调结果进行评审，看是不是符合设计要求。如果不符合设计要求将要返回去进行优化设计。

如果联调通过，项目要进行文件归档，把应该归档的文件准备好，经相关人员评审，如果通过，才可进行验收。

硬件开发流程是硬件工程师规范日常开发工作的重要依据，全体硬件工程师必须认真学习。

二硬件开发文档规范

2.1硬件开发文档规范文件介绍

为规范硬件开发过程中文档的编写，明确文档的格式和内容，规定硬件开发过程中所需文档清单，与《硬件开发流程》对应制定了《硬件开发文档编制规范》。开发人员在写文档时往往会漏掉一些该写的内容，编制规范在开发人员写文档时也有一定的提示作用。《硬件开发文档编制规范》适用于硬件系统的开发阶段及测试阶段的文档编制。规范中共列出以下文档的规范：

硬件需求说明书

硬件总体设计报告

单板总体设计方案

单板硬件详细设计

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单板软件详细设计

单板硬件过程调试文档

单板软件过程调试文档

单板系统联调报告

单板硬件测试文档

单板软件归档详细文档

硬件总体方案归档详细文档

硬件单板总体方案归档详细文档

硬件信息库

这些规范的具体内容可在HUAWEI 服务器中的“中研部ISO9000 资料库”中找到，对应每个文档规范都有相应的模板可供开发人员在写文档时“填空”使用。模块在rndI 服务器中的文档管理数据库中。

2.2硬件开发文档编制规范详解

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1、硬件需求说明书

硬件需求说明书是描写硬件开发目标，基本功能、基本配置，主要性能指标、运行环境，约束条件以及开发经费和进度等要求，它的要求依据是产品规格说明书和系统需求说明书。它是硬件总体设计和制订硬件开发计划的依据，

具体编写的内容有：

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

主要性能指标

功能模块的划分等。

2、硬件总体设计报告

硬件总体设计报告是根据需求说明书的要求进行总体设计后出的报告，它是硬件详细设计的依据。编写硬件总体设计报告应包含以下内容：

系统总体结构及功能划分

系统逻辑框图

组成系统各功能模块的逻辑框图

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电路结构图及单板组成

单板逻辑框图和电路结构图

以及可靠性、安全性、电磁兼容性讨论

硬件测试方案

3、单板总体设计方案

在单板的总体设计方案定下来之后应出这份文档，单板总体设计方案应包含

单板版本号

单板在整机中的位置

开发目的及主要功能

单板功能描述

单板逻辑框图

各功能模块说明

单板软件功能描述及功能模块划分

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接口简单定义与相关板的关系

主要性能指标、功耗和采用标准

4、单板硬件详细设计

在单板硬件进入到详细设计阶段，应提交单板硬件详细设计报告。在单板硬件详细设计中应着重体现：

单板逻辑框图及各功能模块详细说明

各功能模块实现方式

地址分配、控制方式、接口方式、存贮器空间、中断方式、接口管脚信号详细定义、时序说明、性能指标

指示灯说明、外接线定义、可编程器件图、功能模块说明、原理图、详细物料清单

单板测试、调试计划

有时候一块单板的硬件和软件分别由两个开发人员开发，因此这时候单板硬件详细设计便为软件设计者提供了一个详细的指导，因此单板硬件详细设计报告至关重要。尤其是地址分配、控制方式、接口方式、中断方式是编制单板软件的基础，一定要详细写出。

5、单板软件详细设计

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在单板软件设计完成后应相应完成单板软件详细设计报告，在报告中应列出：

完成单板软件的编程语言

编译器的调试环境

硬件描述与功能要求及数据结构等

要特别强调的是：要详细列出详细的设计细节，其中包括中断、主程序、子程序的功能、入口参数、出口参数、局部变量、函数调用和流程图。在有关通讯协议的描述中，应说明物理层，链路层通讯协议和高层通讯协议由哪些文档定义。

6、单板硬件过程调试文档

开发过程中，每次所投PCB 板，工程师应提交一份过程文档，以便管理阶层了解进度，进行考评，另外也给其他相关工程师留下一份有参考价值的技术文档。每次所投PCB 板时应制作此文档。这份文档应包括以下内容：

单板硬件功能模块划分

单板硬件各模块调试进度

调试中出现的问题及解决方法

原始数据记录

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系统方案修改说明

单板方案修改说明

器件改换说明

原理图、PCB 图修改说明

可编程器件修改说明

调试工作阶段总结

调试进展说明

下阶段调试计划以及测试方案的修改

7、单板软件过程调试文档

每月收集一次单板软件过程调试文档，或调试完毕（指不满一月）收集，尽可能清楚，完整列出软件调试修改过程。单板软件过程调试文档应当包括以下内容：

单板软件功能模块划分及各功能模块调试进度

单板软件调试出现问题及解决

下阶段的调试计划

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测试方案修改。

8、单板系统联调报告

在项目进入单板系统联调阶段，应出单板系统联调报告。单板系统联调报告包括这些内容：

系统功能模块划分

系统功能模块调试进展

系统接口信号的测试原始记录及分析

系统联调中出现问题及解决

调试技巧集锦

整机性能评估等

9、单板硬件测试文档

在单板调试完之后，申请内部验收之前，应先进行自测以确保每个功能都能实现，每项指标都能满足。自测完毕应出单板硬件测试文档，单板硬件测试文档包括以下内容：

单板功能模块划分

各功能模块设计输入输出信号及性能参数

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各功能模块测试点确定

各测试参考点实测原始记录及分析

板内高速信号线测试原始记录及分析

系统I/O 口信号线测试原始记录及分析

整板性能测试结果分析

10 、硬件信息库

为了共享技术资料，我们希望建立一个共享资料库，每一块单板都希望将的最有价值最有特色的资料归入此库。硬件信息库包括以下内容：

典型应用电路、特色电路、特色芯片技术介绍

特色芯片的使用说明

驱动程序的流程图

源程序

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