硬件工程师的素质

硬件工程师职责与基本技能硬件工程师职责与基本技能硬件开发过程简介硬件开发过程简介 硬件开发过程简介硬件开发过程简介 产品硬件项目的开发产品硬件项目的开发:首先是要明确硬件总体需求情况首先是要明确硬件总体需求情况,如如CPU处理处理能力能力,存储容量及速度存储容量及速度,I/O端口的分配、接口要求、端口的分配、接口要求、电平要求、特殊电路（厚膜等）要求等等。电平要求、特殊电路（厚膜等）要求等等。其次，根据需求分析制定硬件总体方案，寻求其次，根据需求分析制定硬件总体方案，寻求关健器件及电路的技术资料、技术途径、技术支持，关健器件及电路的技术资料、技术途径、技术支持，要比较充分地考虑技术可能性、可靠性以及成本控要比较充分地考虑技术可能性、可靠性以及成本控制，并对开发调节器试工具提出明确的要求制，并对开发调节器试工具提出明确的要求,关键器关键器件索取样品。件索取样品。第三、总体方案确定后，作硬件和单板软第三、总体方案确定后，作硬件和单板软件的详细设计，包括绘制硬件原理图、单板软件件的详细设计，包括绘制硬件原理图、单板软件功能框图及编码、功能框图及编码、PCBPCB布线，同时完成开发物料布线，同时完成开发物料清单、新器件编码申请、物料申请。清单、新器件编码申请、物料申请。第四、领回第四、领回PCBPCB板及物料后由焊工焊好板及物料后由焊工焊好1-21-2块块单板，作单板调试，对原理设计中的各功能进行单板，作单板调试，对原理设计中的各功能进行调测，必要时修改原理图并作纪录。调测，必要时修改原理图并作纪录。第五、软硬件系统联调，一般的单板需第五、软硬件系统联调，一般的单板需硬件人员、单板软件人员配合，特殊的单板硬件人员、单板软件人员配合，特殊的单板（如主机板）需比较大型软件的开发，参与（如主机板）需比较大型软件的开发，参与联调的软件人员更多。一般地，经过单板调联调的软件人员更多。一般地，经过单板调试后在原理及试后在原理及PCB布线方面有些调整，需布线方面有些调整，需第二次投板。第二次投板。第六、内部验收及转中试，硬件项目完第六、内部验收及转中试，硬件项目完成开发过程。成开发过程。硬件开发真正起始应在立项后，即接到立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，许多项目在立项任务书后，但在实际工作中，许多项目在立项前己做了大量硬件设计工作。立项完成后，项前己做了大量硬件设计工作。立项完成后，项目组就己有了产品规格说明书，系统需求说项目组就己有了产品规格说明书，系统需求说明书及项目总体方案书，这些文件都己进行过明书及项目总体方案书，这些文件都己进行过评审。项目组接到任务书后，首先要做的硬件评审。项目组接到任务书后，首先要做的硬件开发工作就是要进行硬件需求分析，撰写硬件开发工作就是要进行硬件需求分析，撰写硬件需求说明书。硬件需求分析在整个产品开发过需求说明书。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。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需求分析主要有下列内容:系统工程组网及使用说明系统工程组网及使用说明 基本配置及其互联方法基本配置及其互联方法 运行环境运行环境 硬件整体系统的基本功能和主要性能指标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硬件分系统的基本功能和主要功能指标 功能模块的划分功能模块的划分 关键技术的攻关关键技术的攻关 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 主要仪器设备主要仪器设备 内部合作，对外合作，国内外同类产品硬件技术介绍内部合作，对外合作，国内外同类产品硬件技术介绍 可靠性、稳定性、电磁兼容讨论可靠性、稳定性、电磁兼容讨论 电源、工艺结构设计电源、工艺结构设计 硬件测试方案硬件测试方案 从上可见，硬件开发总体方案，把整个系统从上可见，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，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、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。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，总体硬件需求分析和硬件总体设计完成后，总体办和管理办要对其进行评审。一个好的产品，办和管理办要对其进行评审。一个好的产品，特别是大型复杂产品，总体方案进行反复论特别是大型复杂产品，总体方案进行反复论证推敲是不可缺少的。只有经过多次反复论证推敲是不可缺少的。只有经过多次反复论证的方案，才可能成为好方案。证的方案，才可能成为好方案。进行完硬件需求发析后，项目组即可进行进行完硬件需求发析后，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。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：硬件总体设计主要有下列内容：系统功能及功能指标系统功能及功能指标 系统总体结构图及功能划分系统总体结构图及功能划分 单板命名单板命名 系统逻辑框图系统逻辑框图 组成系统各功能块的逻辑框图，电路结构组成系统各功能块的逻辑框图，电路结构图及单板组成图及单板组成 单板逻辑框图和电路结构图单板逻辑框图和电路结构图 关键技术讨论关键技术讨论 关键器件关键器件 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。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，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，计划处总体办进行把关。关键主要工作由项目组来完成，计划处总体办进行把关。关键元器件往往是一个项目能否顺利实施的重要目标。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，即要进行结构电源设计、单板总体关键器件落实后，即要进行结构电源设计、单板总体设计。结构电源设计由结构室、设计。结构电源设计由结构室、MBCMBC等单位协作完成，项等单位协作完成，项目组必须准确地把自己的需求写成任务书，经批准后送达目组必须准确地把自己的需求写成任务书，经批准后送达相关单位。相关单位。单板总体设计需要项目与单板总体设计需要项目与CAD配合完成。单板总体配合完成。单板总体设计过程中，对电路板的布局、走线的速率、线间干扰设计过程中，对电路板的布局、走线的速率、线间干扰以及以及EMI等的设计应与等的设计应与CAD室合作。室合作。CAD室可得用相应室可得用相应分析软件进行辅助分析。单板总体设计完成后，出单板分析软件进行辅助分析。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：总体设计方案书。总体设计主要包括下列内容：单板在整机中的位置：单板功能描述单板在整机中的位置：单板功能描述单板尺寸单板尺寸单板逻辑图及各功能模块说明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描述单板软件功能模块划分单板软件功能模块划分接口定义及与相关板的关系接口定义及与相关板的关系重要性能指标、功耗及采用标准重要性能指标、功耗及采用标准开发用仪器仪表等开发用仪器仪表等 每个单板都要有总体设计方案，且要经过总体办和管每个单板都要有总体设计方案，且要经过总体办和管理办的联系评审。否则要重新设计。只有单板总体方案通理办的联系评审。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。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：单板详细设计包括两大部分：单板软件详细设计单板软件详细设计 单板软、硬件详细设计，要遵守公司的硬件设计技单板软、硬件详细设计，要遵守公司的硬件设计技术规范术规范 必须对物料选用，以及成本控制等上加以注意。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。但应包括下不同的单板，硬件详细设计差别很大。但应包括下列部分：列部分：单板整体功能的准确描述和模块的精心划分。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。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。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符合规范的原理图及PCB图。图。对对PCB板的测试及调试计划。板的测试及调试计划。单板板详细设计要撰要撰写单板板详细设计报告。告。详细设计报告必告必须经过审核通核通过。单板板软件件的的详细设计报告由管理告由管理办组织审查，而，而单板硬件的板硬件的详细设计报告，告，则要由要由总体体办、管理、管理办、CADCAD室室联合合进行行审查，如果，如果审查通通过，方可，方可进行行PCBPCB板板设计，如果通不如果通不过，则返回硬件需求分析返回硬件需求分析处，重新，重新进行整行整个过程。程。这样做的目的在于做的目的在于让项目目组重新重新审查一下，一下，某某个单板板详细设计通不通不过，是否，是否会引起引起项目整体目整体设计的改的改动。如单板详细设计报告通过，项目组一边要如单板详细设计报告通过，项目组一边要与计划处配合准备单板物料申购，一方面进行与计划处配合准备单板物料申购，一方面进行PCB板设计。板设计。PCB板设计需要顶目组与板设计需要顶目组与CAD室室配合进行，配合进行，PCB原理图是由项目组完成，而原理图是由项目组完成，而PCB画板和投板的管理工作都由画板和投板的管理工作都由CAD室完成。室完成。PCB投板有专门的投板有专门的PCB样板流程。样板流程。PCB板设计板设计完成后，就要进行单板硬件过程调试，调试过完成后，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。单板调试完成，项目组板硬件过程调试文档。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。如果撰写硬件测试文档。如果PCB测试不通过，要测试不通过，要重新投板，则要由项目组、管理办、总体办、重新投板，则要由项目组、管理办、总体办、CAD室联合决定。室联合决定。在结构电源，单板软硬件都己完成开发后，就可以在结构电源，单板软硬件都己完成开发后，就可以进行联调，撰写系统联调报告。联调是整机性能提高，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唯及整体设计的不足，也是验证设计目的是否达到的唯一方法。因此，联调必须预先撰写联调计划，并对整一方法。因此，联调必须预先撰写联调计划，并对整顿秩序个联调过程进行详细记录。只有对各种可能的顿秩序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的可靠性和稳定环节验证到才能保证机器走向市场后的可靠性和稳定性。联调后，必须经总体办和管理办，对联调结果进性。联调后，必须经总体办和管理办，对联调结果进行评审，看是不是符合设计要求。如果不符合设计要行评审，看是不是符合设计要求。如果不符合设计要坟将要返回去进行优化设计。坟将要返回去进行优化设计。如果联调通过，面目要进行文件归档，把应该归如果联调通过，面目要进行文件归档，把应该归档的文件准备好，经总体办、管理办评审，如果通过，档的文件准备好，经总体办、管理办评审，如果通过，才可进行验收。才可进行验收。总之，硬件开发流程是硬件工程师规范日常开发工作的重要总之，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。依据，全体硬件工程师必须认真学习。图纸设计工作流程图纸设计工作流程 产品产品 设计工作流程设计工作流程 新产品开发程序新产品开发程序 工程图纸的案例工程图纸的案例原理图顶层原理图顶层原理图分图原理图分图印制板图印制板图印制板顶层图印制板顶层图印制板底层图印制板底层图焊接图焊接图装备图装备图