方案设计阶段工作

1、方案设计阶段工作 曾经说过，在开始动手画原理图之前，需要做需求分析，专题 分析等等工作。但是在真正开工之前， 有反复的方案设计的迭代过程。 也有一些不是研发出身的老板跟我抱怨，硬件工程师让结构先设计、 结构工程师说硬件工程师应该先给大致的需求，不知道应该谁先动。工欲善其事 ,必先利其器是说 :工匠想要使他的工作做好，一定 要先让工具锋利。比喻要做好一件事，准备工作非常重要。语出论 语卫灵公：子贡问为仁。子曰：“工欲善其事，必先利其器。居 是邦也，事其大夫之贤者，友其士之仁者。”这个准备工作，当然不 只是指工具，还有动手之前的策划、思考、评估、方案设计、架构设 计等。硬件工程师动手画原理图之前，

2、 需要画的一个东东就是， 用“猥 琐” (Visio) 画出电路板方案框图。当然，每个工程师都有自己的喜好。有的人喜欢用 Visio 、有 的人喜欢用PPT这都无所谓。关键是这个电路板的框图不是简单的 拍脑袋就出来的。它的诞生，就是一个电路板方案设计的过程。如果这个阶段拍 脑袋、回板就会拍大腿，最后只能拍拍屁股走人了。那么我们如何能够完成一个电路板的方案设计过程呢 ?除了凭 借我们的经验，还有什么是我们需要做的呢 ?步骤一、建立归档文件夹，明确归档计划】建议自建SVN勺云服务器，讲需要归档的文件夹，按照本企业 或者本项目的需求进行设立需要的文件夹。 这些自然就是我们在产品 研发完成一个完整的产

3、品， 需要产生和考虑的所有维度、 需要归档的 所有内容的纲领。github 或者内网文件夹共享其实都可以，但是 github 速度不 快有点影响设计效率， 内网文件夹不便于版本管理， 当服务器出现故 障会影响整个团队的开发，也不便于移动办公。【步骤二、建立问题跟踪机制】 之前的系列，我们专门说过问题跟踪，我们针对当前项目，需 要建立例会的制度， 根据人员情况和人员的素质不同， 需要有针对性 的进行例会。可能是每天晨会、也可以是每周例会，灵活把握跟踪频 度。但是我们需要针对项目建立该项目的问题跟踪表格，便于整个 项目过程中所有出现的问题，跟踪闭环，避免问题跟踪出现遗漏。当然我们还可以计算更复杂的

4、表格，以前我们做个一个表格可 以计算每个任务的完成提前、拖延的天数，可以作为 KPI 进行考核。 （ 这个做法不提倡 ）【步骤三、需求跟踪】在华为、这个部分会由SE（系统工程师、systemengineer不是stupidengineer） 进行分解分配。硬件工程师根据分解分配结果对照 检查，并创建单板需求跟踪表。跟踪表完成后需召集SE整机结构、产品工程工艺（PCBLayout工程师、工艺工程师）、生产、测试、软件 等周边人员评审归档。当然，我们从来都是期望需求能归档之后不再修改。但是我们在设计过程中会发现会不可避免的进行修改。 但是我们在TR3之后是 应该禁止修改的，如果在TR3之后增改需求

5、，所有的需求变更需要通 过CR需求变更电子流）进行跟踪。从硬件稳定的角度来说，越在项目的后期，需求的变更带来的 影响越大，带来的设计变动，对质量的影响越大。但是随着敏捷的思 想，以及客户需求可能在硬件长周期过程中的变化， 很多场景我们不 等不去变更需求。序号各阶段简介备注1Charter责任主体： Marketing 团队和 SE主要工作：Charter需要回答这些问题：版本的 TopN需求和主 要竞争需求，主要目标客户，完整的包需求，版本的里程碑时间点， 应用的时间窗口以及在版本火车中所处的位置2Charter-TR1责任主体：SE团队，同时Marketing配合完成需求的细化、澄 清和修订

6、。主要工作：输出设计需求 （包括每个需求的输入、输出参数，并 输出低保真界面原型 ）3CDCP责任主体：主要工作：近年来大部分项目都裁剪，具体作用不明4 TR1-TR2责任主体：SE团队主要工作：输出是设计规格 （ 接口设计、高保真界面原型 ）5PDCP责任主体：开发代表主要工作：代码规模、关键时间点和人力需求。质量目标、SOW工 作任务书 ）6TR2-TR3责任主体：开发组主要工作：需求规格说明书（SRS）;系统测试用例（STC）、概要设 计（HLD）、集成测试用例（ITC）需求的分析和理解往往不可能一步到位，研发人员的理解也有 可能不能非常准确理解现场场景。 所以需求跟踪完成之后， 需要进

7、行 两轮的需求的串讲、 反串讲。（ 串讲，是指需求发布者与开发者讲解， 反串讲是指开发者理解需求之后，对需求发布者进行讲解 ） 。需求反串讲，是设计者向SE项目经理等角色逐条讲解硬件需 求，形成统一的认识。对于已有实现方案的需求，讲解要包含方案。 串讲和反串讲一定要让SE/软件/测试领域全程参与，提出的问题要 在详细设计开始前全部解决闭环。【步骤四、关键器件分析】 我们研发一个新项目的时候，不可避免的会使用我们没有使用 过的器件，甚至是整个公司都没有使用过的器件。我们根据设计需求选定了基本方案之后，需要对新器件、关键 器件进行应用分析，输出应用分析报告，并召集相关人员、管理者、 有经验的工程师

8、进行评审和分析。方案分析过程中需要参考和更新器件的 BugList 和设计注意事 项。同时收集案例，并给出应对解决措施，提前预防已知问题。关键器件不仅仅局限于新引入的器件，还包括复杂的器件、开 发人员及项目组经验积累都不足的器件。这个关键器件的分析， 我们需要对器件的 datasheet 进行分析、 寻找并Deme板、查阅厂家的errata，寻找已经产品化或者已经完成 过的设计，部分电路的改动， 需要动手做电路实验、 或者做电路仿真， 进行验证。步骤五、预布局及结构设计】我们根据需求，明确了必要的功能、性能、然后明确了关键器 件，也就是电路板上面大功率器件、 新器件、复杂器件都已经敲定了。 那

9、么我们可以做一个预布局，明确电路板尺寸，形状的大致想法。我们为了实现一个准确的预布局， 需要输出一个预布局原理图， 要求原理图至少包含主要器件、电源、热敏感器件和接插件。预布局需要把电路板的信号流向、器件功能、主要器件的电源 管脚分布、整个电路板的电源的基本分布和流向。然后把相关的诉求，提供给 ID 工程师，给一个基本的 ID 设想， 然后由结构工程师进行结构设计的细化。如果是成熟的机框， 则这个过程相对简单一些， 例如 ATCA、VPX 这种标准机框。 一些个人消费电子产品这个过程反复的可能性非常大。为了避免这个过程，硬件工程师在完成初步的预布局，之后应 该把自己的设计诉求，全部记录在结构要

10、素图设计说明书中，提 供给结构和 ID 工程师。【步骤六、散热评估】硬件工程师需要提供单板布局和器件热耗 （ 功耗） 表、各器件散 热参数。数字器件要注意提供尽量准确的功耗数据， 特别是 DDR/FPGA 等器件要根据使用场景进行计算。 提供的器件的功耗需要准确， 避免 过设计，也避免散热风险。【步骤七、新器件导入评估】在华为，一个新器件的导入是非常复杂的，我们不在华为，选择新器件，也需要谨慎选取，并做相关评估。这个其实应该是一个 sourcing 的过程：我们不但需求考虑新器 件功能是否满足我们的需求，同时需要考虑：可靠性、可采购性、成 本、焊接工艺、功耗、散热等维度。【步骤八、背板管脚分配

11、、板间 FMEA分析】 我们需要根据背板标准，分配电路板的管脚。如果是新设计背 板，需要考虑背板连接器的成本、速率、数量。在产品设计阶段，FMEA十对所有板间信号/关键器件展开分析， 可确保无故障遗漏。 用以分析所有故障影响， 同时做到优化故障管理 能力。在这个过程中存在着两个标准，那就是对于严重故障，要求尽 最大可能避免 ; 对于需要处理的故障，要求能够监测并定位到现场置 换单元 (FRU， FieldReplacementUnit) 。【步骤九、归一化分析】归一化作为DFx的一项内容，需要硬件特别。每个产品需自身 的BOM3一化器件清单，常用器件选型只能在归一化清单中选择。 归 一化清单为本企业或者本部门使用过的器件或者采购过的器件。尽量减少器件种类，有效减少器件种类、不但降低管理成本、 同时也降低加工和采购成本。【步骤十、可重用性分析】所有单板都要进行可重用性分析，包含三方面内容：、本单板可重用的已有电路、本单板希望能够重用的电路 ;、本单板完成开发后，可提供其它项目重用的电路。【步骤一、早期BOM审查】、方案确定后就把已确定的关键器件， 通过采购进行关键器件 的意见反馈。、所有非常规器件、非主流器件、器件必须逐一和采购进行确 认，详细评估风险，有风险的器件要选择替代方案。、有关键器件在设计过程中变更时， 还需要与采购人员进行确 认。经过上述十一个步骤、我们选定了关键器