硬件开发设计规范
版本：V1.2
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五室
2008年8月
一、概述
1.1 目的
该硬件开发设计规范是为我室控制设计开发流程提供依据，减少硬件开发中的低层次问题，并提供规范统一的管理用数据。
1.2 硬件组成员职责与基本技能
1.2.1 硬件组成员职责
一个技术领先、运行可靠的硬件平台是产品质量的基础，因此硬件组成员责任重大。
1）硬件组成员应勇于尝试应用新的先进技术，在产品硬件设计中大胆创新。但对于弹上产品应优先考虑成熟的技术。
2）充分利用以前的成熟技术，保持设计中技术上的继承性。
3）在设计中考虑成本，控制产品的性能价格比达到最优。
4）技术开放，资源共享，促进我室整体技术提升。
1.2.2 硬件组成员基本技能
硬件组成员应掌握如下基本技能：
1、由需求分析至总体方案、详细设计的设计创造能力；
2、熟练使用设计工具，如PCB设计软件Protel99 SE、Mentor Expedition，出图工具AutoCAD等，设计原理图、PCB、EPLD、FPGA 调试程序的能力；
3、运用仿真设备、示波器、频谱仪等仪器调试硬件的能力；
4、掌握常用的标准电路的设计能力；
5、故障定位、解决问题的能力；
6、各种技术文档的写作技能；
7、接触外协合作方，保守秘密的能力。
二、硬件开发流程及要求
2.1 硬件开发流程
硬件开发流程对硬件开发的全过程进行了科学分解，规范了硬件开发的四大任务。
●原理设计（需求分析、详细设计、输入及验证）；
●PCB设计；
●硬件调试；
●归纳总结。
2.2 原理设计
2.2.1 总体方案设计
硬件开发真正起始应在接到硬件任务书之后，但实际工作中，应在项目立项之前，硬件工程师即协助总体开展前期调研，尽早了解总体需求，如系统功能、性能指标、工作原理、环境指标、结构条件、价格、设计时间、产品寿命等。硬件工程师需要根据自己的理解及时与总体设计沟通，以完成总体方案的设计。
阶段完成标志：《硬件总体方案设计报告》。
2.2.2详细方案设计
硬件总体方案评审通过后，硬件工程师需要根据分系统指标及硬件工作原理完成详细实施方案设计，详细说明硬件功能模块的划分、各功能模块的指标、功能模块的详细设计、元器件选择及性能、设计
依据及工作原理，需要阐述清楚分系统是如何满足分系统设计指标的。详细方案设计还需要对应用到一些的关键技术进行论证，确定其可行性。
阶段完成标志：《硬件详细设计报告》及关键（主要）器件订货清单。
2.2.3 方案评审
完成方案设计后需要申请方案评审。对于复杂的系统将总体方案和详细设计方案分两次进行评审，而简单的项目（如一块功能单板）可以将总体方案和详细设计方案合并为一个文档进行评审。在申请评审前，应首先完成文档规范自检，并将规范完成情况表和评审文档、主要元器件订货清单一并交予室里申请评审。总体方案需项目负责人签字批准，详细方案需室里签字批准。
2.2.4 原理图设计及评审
原理图设计开始于方案评审通过，原理图设计是硬件设计的首要步骤。原理图设计之前，首先要对元器件建库，参照“3.2 中心库设计规范”，还应根据任务需求对一些关键信号进行布线前仿真，以确定是否需要对这些信号进行特殊处理，如增加匹配电阻或者电容等。
在原理图绘制完成后，硬件组应组织课题组相关人员进行评审。评审时需要对设计中的关键点进行审核，如时钟单元、电源单元、DSP 或FPGA等关键器件的配置等。原理图评审通过后，经室里签字批准方可进入PCB设计工作。
2.3 PCB设计要求
2.3.1 PCB方案设计
在开始PCB物理实现（布线）之前，首先需要对PCB进行方案设计。PCB设计方案主要考虑其结构特点，电磁兼容性、信号完整性、电源完整性、热设计、可制造性、可调试性等特点，完成PCB的布局。其中部分工作如信号完整性、电源完整性及热设计可与硬件详细设计交叉进行。PCB设计方案应对原理图中关键指标（阻抗、时延、抗干扰等）是如何实现的提出具体措施。
完成标志：《PCB设计方案》，《硬件测试方案》，《信号完整性仿真报告》。
2.3.2 PCB设计方案评审
完成方案设计及与原理图的反馈后，可以申请方案评审。在申请评审前，应首先完成文档规范自检，并将规范完成情况表和评审文档一并交予室里申请评审。所有文档需室里签字批准。方案通过后，方可进行PCB布线工作。
3.3.3 PCB设计及投板申请
PCB设计须按照PCB设计规范进行，PCB布局确定之后，总的布局规划禁止改动，功能模块内可以进行位置调整，如功能模块进行较大调整，须向组里提出申请组织讨论，讨论通过后方可进行布线工作。
在PCB投产前设计者要向室里提出投板申请。首先由硬件组负责PCB设计规范的检查，并给出规范完成情况表与PCB图一并交予室里，由设计室组织人员对关键部分的设计要求进行评审检查。PCB投板申请需由室领导签字批准。
2.4 硬件调试设计要求
2.4.1 硬件调试的目的
硬件调试是对硬件的功能和性能进行验证，保证其设计正确性。
2.4.2 硬件调试（测试）方案
PCB进行方案设计时，就需要进行硬件调试（测试）方案的设计，需要根据《硬件任务书》和《硬件详细设计报告》中的指标要求制定调试（测试）方案，同时制定调试（测试）记录表，对关键点的参数进行实时记录。
2.4.3 硬件调试（测试）方案评审
印制板正式调试之前，需要对硬件调试（测试）方案进行评审，也可在PCB方案设计评审时同时进行。如简单的印制板设计，调试（测试）方案可以与PCB设计方案合并为一个文件。
2.4.4 硬件验收
由于现在软硬件联系密切，无法简单的区别硬件与软件的工作，因此硬件验收的界定较为复杂。一般来说硬件调试需要完成的工作有如下几方面内容：电源调试、时钟源调试、各功能电路工作正常、可编程器件可正常工作、CPU工作自启动正常以及输入输出指标正常（需要编写接口控制程序）等。硬件验收即需要硬件设计人员提供上述各方面的调试（测试）记录，记录数据和实际测试数据达到任务要求方可通过硬件验收。
对于某些硬件需要与系统联调以验证功能和性能的，需要硬件设计人员与总体协调。
