硬件工程师的启蒙课程：探索硬件开发流程

矩不正，不可为方；规不正，不可为圆。——淮南子

成功开发一款电子产品，最重要的是什么？为什么华为涉足哪个领域，（计算、光伏、汽车、手机、手表等），都能做的很强呢？

我认为重要的一点是流程。华为很早就向IBM学习引入了IPD流程，后来很多公司仿效。至于详细的流程，大家可以参考网上关于IPD流程的资料。流程把整个产品的开发做了详细的分工，这道菜分几个阶段，每个阶段都有谁来，怎么过度。我认为一个硬件工程师首先要敬畏流程，做好流程中自己的角色，对交付物负责。然后可以向成为流程中的技术专家，或是管理者努力。

本文主要介绍相对简洁的硬件开发流程，目的是让新手能直观的了解产品是怎样开发的，需要着重注意什么。

如上图，形成一个V型开发模型，先进行需求分析，然后进行设计，再进行测试验证，之后生产。硬件测试映射到原理图设计是否OK，系统测试能看出是否完全满足了需求的功能。

当然其中还可能涉及到但没提到的，系统架构设计，SI仿真，采购，DFX评估，机构设计，固件设计，联调，认证等，这里不做详细介绍。

1.需求分析

需求分析，非常重要，做得产品再牛逼，不满足客户需求还是白搭（这里想起了老罗的TNT）硬件需求分析还可以明确硬件开发任务,大致有下列内容。

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

功能模块的划分

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

主要仪器设备

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

电源、工艺结构设计

硬件测试方案

这里，再强调一点，关于需求变更，需求变更会涉及到方案的重新评估和新的人力投入，EE需要为自己争取时间，以免造成项目延期。

2.原理图设计

原理图设计中要有“拿来主义”，尽量复用公司已经验证过的线路，现在的芯片厂家一般都可以提供参考设计的原理图，所以要尽量的借助这些资源，在充分理解参考设计的基础上，做一些自己的发挥。当主要的芯片选定以后，最关键的外围设计包括了电源，时钟和芯片间的互连。

原理图要满足设计规范，最好有checklist，如下图我之前整理汇总的一小部分

3.Layout

PCB 设计中重要的信号线要非常严格遵守规则（Layout Guide），而对于低速和不重要的信号线就可以放在稍低的布线优先级上。重要的部分包括：电源的分割；时钟线，控制线和数据线的长度要求；高速差分线的布线等等。

如下图，是PCIe总线的布线要求