對于產品硬件的開發，分為以下五大關鍵任務

• 硬件需求分析

• 總體方案制定

• 單板設計方案及單板詳細設計

• 原理圖設計及PCB設計

• 調試及驗收

• 開發文檔規范及歸檔要求

1、硬件需求分析：接到項目立項任務書后，硬件開發工作就是要進行硬件需求分析，根據項目組產品需求說明書及項目總體方案書撰寫《硬件需求說明書》，如CPU處理能力、存儲容量及速度、LCD、屏幕分辨率、I/O端口的分配、接口要求、電平要求及一些特殊電路設計要求等等，硬件需求分析在整個產品開發過程中是非常重要的一環，需重視此過程；

《硬件需求說明書》主要有下列內容：

• 系統工程組網及使用說明
• 基本配置及其互連方法
• 運行環境
• 硬件整體系統的基本功能和主要性能指標
• 硬件分系統的基本功能和主要功能指標
• 功能模塊的劃分
• 關鍵技術的攻關
• 外購硬件的名稱型號、生產單位、主要技術指標
• 主要儀器設備
• 內部合作，對外合作，國內外同類產品硬件技術介紹
• 可靠性、穩定性、電磁兼容討論
• 電源、工藝結構設計
• 硬件測試方案

2、總體方案制定：硬件總體設計的主要任務就是從總體上進一步劃分各單板的功能以及硬件的總體結構描述，規定各單板間的接口及有關的技術指標。不但給出項目硬件開發總的任務框架，也引導項目組對開發任務有更深入和具體的分析，更好地來制定開發計劃。硬件開發總體方案可以把整個系統進一步具體化，硬件開發總體設計是最重要的環節之一，總體設計做不好，可能出現致命的問題，造成的損失多數是無法挽回的，主要有下列內容：

• 系統功能及功能指標
• 系統總體結構圖及功能劃分
• 單板命名
• 系統邏輯框圖
• 組成系統各功能塊的邏輯框圖，電路結構圖及單板組成
• 單板邏輯框圖和電路結構圖
• 關鍵技術討論
• 關鍵器件

3、單板設計方案及單板詳細設計：對于復雜的系統將硬件總體設計方案和單板設計方案分兩次進行評審，而簡單的項目（如一塊功能單板）可以將硬件總體方案和單板設計方案合并為一個文檔進行評審，主要包含下列內容：

• 單板在整機中的的位置：單板功能描述
• 單板尺寸
• 單板邏輯圖及各功能模塊說明
• 單板軟件功能描述
• 單板軟件功能模塊劃分
• 接口定義及與相關板的關系
• 重要性能指標、功耗及采用標準
• 開發用儀器儀表等
• 單板詳細設計及評審
• 單板硬件詳細設計
• 單板軟件詳細設計
• 原理圖設計及PCB設計

4、原理圖設計及PCB設計：

原理圖設計開始于硬件詳細設計評審通過，原理圖設計是硬件設計的首要步驟。原理圖設計之前，首先要對元器件建庫，參照“3.2中心庫設計規范”，還應根據任務需求對一些關鍵信號進行布線前仿真，以確定是否需要對這些信號進行特殊處理，如增加匹配電阻或者電容等；

在開始PCB物理實現（布線）之前，首先需要對PCB進行方案設計。PCB設計方案主要考慮其結構特點，電磁兼容性、信號完整性、電源完整性、熱設計、可制造性、可調試性等特點，完成PCB的布局。其中部分工作如信號完整性、電源完整性及熱設計可與硬件詳細設計交叉進行。PCB設計方案應對原理圖中關鍵指標（阻抗、時延、抗干擾等）是如何實現的提出具體措施。

PCB設計須按照PCB設計規范進行，PCB布局確定之后，總的布局規劃禁止改動，功能模塊內可以進行位置調整，如功能模塊進行較大調整，須向組里提出申請組織討論，討論通過后方可進行布線工作。

在PCB投產前設計者要向項目組提出投板申請。首先由硬件組負責PCB設計規范的檢查，并給出規范完成情況表與PCB圖一并交予室里，由設計組組織人員對關鍵部分的設計要求進行評審檢查。PCB投板申請需由項目負責人簽字批準。

5、軟硬件系統聯調及驗收：

硬件調試過程中，每次所投PCB板，工程師應提交一份過程文檔，以便管理階層了解進度，進行考評，另外也給其他相關工程師留下一份有參考價值的技術文檔。每次所投PCB板時應制作此文檔。這份文檔應包括以下內容：單板硬件功能模塊劃分，單板硬件各模塊調試進度，調試中出現的問題及解決方法，原始數據記錄、系統方案修改說明、單板方案修改說明、器件改換說明、原理圖、PCB圖修改說明、可編程器件修改說明、調試工作階段總結、調試進展說明、下階段調試計劃以及測試方案的修改等。

軟件調試過程中，每月收集一次單板軟件過程調試文檔，或調試完畢（指不滿一月）收集，盡可能清楚，完整列出軟件調試修改過程。單板軟件過程調試文檔應當包括以下內容：單板軟件功能模塊劃分及各功能模塊調試進度、單板軟件調試出現問題及解決、下階段的調試計劃、測試方案修改。

系統聯調過程中，應出單板系統聯調報告。單板系統聯調報告包括這些內容：系統功能模塊劃分、系統功能模塊調試進展、系統接口信號的測試原始記錄及分析、系統聯調中出現問題及解決、調試技巧集錦、整機性能評估等。

在單板調試完之后，申請內部驗收之前，應先進行自測以確保每個功能都能實現，每項指標都能滿足。自測完畢應出單板硬件測試文檔，單板硬件測試文檔包括以下內容：單板功能模塊劃分、各功能模塊設計輸入輸出信號及性能參數、各功能模塊測試點確定、各測試參考點實測原始記錄及分析、板內高速信號線測試原始記錄及分析、系統I/O口信號線測試原始記錄及分析，整板性能測試結果分析。

由于現在軟硬件聯系密切，無法簡單的區別硬件與軟件的工作，因此硬件驗收的界定較為復雜。一般來說硬件調試需要完成的工作有如下幾方面內容：電源調試、時鐘源調試、各功能電路工作正常、可編程器件可正常工作、CPU工作自啟動正常以及輸入輸出指標正常（需要編寫接口控制程序）等。硬件驗收即需要硬件設計人員提供上述各方面的調試（測試）記錄，記錄數據和實際測試數據達到任務要求方可通過硬件驗收。

6、開發文檔規范及歸檔要求：

為規范硬件開發過程中文檔的編寫，明確文檔的格式和內容，規定硬件開發過程中所需文檔清單，與《硬件開發流程》對應制定了《硬件開發文檔編制規范》。開發人員在寫文檔時往往會漏掉一些該寫的內容，編制規范在開發人員寫文檔時也有一定的提示作用。《硬件開發文檔編制規范》適用于硬件相關項目的開發階段及測試階段的文檔編制。

規范中共列出以下文檔的規范：

• 硬件需求說明書
• 硬件總體設計方案
• 單板設計方案
• 單板硬件詳細設計
• 單板軟件詳細設計
• 單板硬件過程調試文檔
• 單板軟件過程調試文檔
• 單板系統聯調報告
• 單板硬件測試文檔
• 單板硬件歸檔詳細文檔
• 單板軟件歸檔詳細文檔
• 硬件總體方案歸檔詳細文檔
• 硬件單板方案歸檔詳細文檔
• 硬件信息庫

總結

以上是生活随笔為你收集整理的硬件开发的基本过程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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