硬件开发设计方案详情介绍

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一、什么是硬件？

　　硬件是物理层面的，能看得到摸得着的东西，它是一种物质载体，物质基础。广义来说人类都是生活在物质基础之上，可以把所有能看到的东西都统称为硬件。当然狭义来说，一般我们所说的软件和硬件指的是电子领域的。

　　其实对于非电子领域的人，很难想明白计算机是怎么工作的，硬件是怎样工作的，软件是怎样工作的，即使你知道都是0和1，但你没做过相关工作，你发现不了其中的神奇之处。其实你只要知道，软件驱动硬件工作，驱动的激励是什么?是电讯号!硬件接收到的这个电讯号分为0和1，硬件的响应速度非常快。

　　二、什么是硬件设计？

　　一般来说硬件设计指的是电路设计，这样说是没问题的，因为你所有的工作都是围绕电路设计，最终的目标也是产出一个优秀的电路，能够满足各种要求，经历各种考验。但实际上我们要求的是产品，而不是单板。

　　硬件设计就是根据产品经理的需求PRS，在COGS的要求下，利用目前业界成熟的芯片方案或者技术，在规定时间内完成符合：

　　(1)PRS功能(Function)

　　(2)性能(perRFormance)

　　(3)电源设计(power Supply)

　　(4)功耗(power Consumption)

　　(5)散热(Thermal/Cooling)

　　(6)噪音(Noise)

　　(7)信号完整性(Signal Integrity)，

　　(8)电磁辐射(EMC/EMI)

　　(9)安规(Safet)

　　(10)器件采购(Component Sourcing)

　　(11)可靠性(Reliability)

　　(12)可测试性(DFT: design for test)

　　(13)可生产性(DFM：design for manufacture)

　　等上述要求的硬件产品(注意：是产品不是开发板)。可以看到，一个成功的硬件设计，主要功能的实现只是所有环节中的一小部分。刚开始工作的时候，觉得板子电路设计完就完成了50%工作，PCB回板主要功能都能实现了，那就完成了80%的工作。实际上不是的，PCB回板主要功能都实现了，连30%工作都没有。所以不管是时间上，还是阶段上，产品的硬件设计时一个漫长过程。

　　而且你在一个公司做产品硬件设计，一般情况下都是参考成熟的方案，主芯片CPU主要功能的实现最终还是依靠芯片厂商提供的套片方案，一般来说为了降低风险，主要是参考套片方案的参考设计完成，芯片厂商也会提供包括器件封装，参考设计，仿真模型，PCB参考等等全部资料，在芯片功能越来越复杂的今天，一个片子动不动就几百上千个PIN，对于一个新项目来说，是没有时间一页页去吃透每个PIN，每个输入输出的具体功能，电气参数的，尤其是对于高速设计，比如DDR3接口，XAUI接口等等。一般来说芯片厂商提供的参考设计就是他们经过开发，验证，测试的最佳方案了，很多情况就是你必须按照参考设计来做，否则硬件可能就有问题，一般来说就是信号完整性问题或者EMC问题。"

　　三、什么是硬件电路设计？

　　顾名思义，硬件电路设计就是设计电路的，能够熟练使用cadence绘制电路与查看PCB。硬件设计中的电路设计是HWE最重要的职责。电路设计考验的是HWE的设计基本功，即对一些硬件器件的理解以及灵活应用，比如：

　　①CPU;

　　②电阻，电容，电感;

　　③二极管，三极管;

　　④保护器件，接口器件;

　　⑤逻辑芯片，逻辑功能;

　　⑥小芯片;

　　⑦电源。

　　​设计时需要考虑前面说到的13条内容，目前大公司的各种流程保证了设计时各部门的联动，还是很好的。

　　每个公司都会有自己的硬件电路设计规范，这个需要自己好好去看一下，并用在实践中。硬件电路设计主要针对电路设计，里面涉及的东西比较多，对电路模块的设计后面会有单独的章节讨论。硬件电路设计需要足够的经验与理论知识。

　　四、硬件设计开发流程

　　硬件部门开发流程指定后，需要硬件部门人员严格按照开发流程完成开发工作。 硬件部开发流程主要分为如下几个步骤：

　　(1)市场调研

　　对即将进行的项目，需要进行市场调研。

　　(2)立项

　　市场调研完成后后，首先需要进行立项工作。

　　(3)硬件总体设计

　　项目立项后，需要进行硬件总体设计。

　　(4)核心器件的实验及分模块的详细设计

　　总体设计完成后，需要对核心器件进行实验并且开始进行分模块的设计方案。

　　(5)电路、程序及外壳设计

　　核心器件的实验及分模块的详细设计完成后，进行电路、程序及外壳设计。电路、程序及外壳设计按照项目设。

　　(6)系统联调

　　每个分块部分调试完成后，即可进行系统联调。

　　(7)内部审核、项目验收

　　系统联调完成后，项目即可进行内部审核、项目验收。

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其实对于非电子领域的人，很难想明白计算机是怎么工作的，硬件是怎样工作的，软件是怎样工作的，即使你知道都是0和1，但你没做过相关工作，你发现不了其中的神奇之处。其实你只要知道，软件驱动硬件工作，驱动的激励是什么?是电讯号!硬件接收到的这个电讯号分为0和1，硬件的响应速度非常快。