硬件设计大全

英炜硬十 2024-05-27 07:18:32

阶段活动过程指导和和注意事项关键交付件及其模板01 方案阶段方案设计阶段的准备工作建立项目文件夹在服务器或者SVN等版本库中创建《项目文件夹》创建单板问题跟踪表1、由电路板负责人(板主)负责单板问题跟踪,项目启动时创建,保存在单板文件夹根目录下,单板问题跟踪表与个人跟踪表一致,板主的个人问题跟踪表即为单板问题跟踪表,板主交接工作时要同步单板问题。

2、项目组其他人创建个人问题跟踪表,保存在项目文件夹下个人目录中

遗留问题——勤跟踪、要闭环

任务和问题跟踪表设计需求分解由系统工程师(SE)进行分解分配,板主根据分解分配结果对照checklist检查,并创建单板需求跟踪表。单板需求跟踪表需求串讲

请SE向项目组成员讲解硬件规格说明书,形成统一的认识。遗留问题记录在单板问题跟踪表中跟踪,并在专题结束前问题全部闭环。

【视频分享笔记】需求管理

需求与计划的变更管理

“这个需求做不了”——需求的分析与分配

单板结构设计1.单板设计书必须在单板详设阶段归档; 2.结构交付计划要与原理图时间要匹配,并且结构开发需预留合理的评审和更改的时间(新板开发从设计书基线化到结构要素图基线化最少预留15天,如果涉及更改依次延期3天;) 3.基线化的单板设计书有变更或者CAD后提出的新需求,需评审归档;

4.如果涉及:首版、开模、修模等事项,需要预留开发周期。

电子设备的抗振设计

电子产品结构可靠性概述

《单板结构要素图设计说明书 》

《CAD设计文件,三维设计文件,单板结构要素图》

关键器件分析1、方案初步确定后需要对新器件、关键器件进行应用分析,输出应用分析报告,并召集相关人员进行评审。 方案分析过程中需要参考和更新器件的errata和设计注意事项。同时通过案例库收集案例,并给出应对解决措施,提前预防已知问题。

2、关键器件为:单板开发人员及项目组经验积累都不足的器件,不仅仅局限于新引入编码的器件。关键器件的范围与领导确定。

损坏的器件不要丢,要做失效分析!

器件应用分析报告新器件申请

新器件的sorcing流程,需要完整考察器件的供应问题

Sourcing

sourcing申请表物料计划1、普通物料直接反馈月度滚动计划,资产管理员每月定期收集,项目经理直接反馈即可。特殊物料、新器件等,需要提交研发采购或者独立需求采购。2、所有物料(含样片)需要重点关注到货时间是否能匹配上项目计划。物料计划预布局根据初步方案,输出预布局原理图,要求原理图至少包含主要器件、电源、热敏感器件和接插件。

总体设计之预布局、结构设计和热设计

预布局PCB图(互连工程师输出)散热仿真

需要给热设计工程师提供单板布局和器件热耗(功耗)表、各器件散热参数。数字器件要注意提供尽量准确的功耗数据,特别是DDR/FPGA等器件要根据使用场景进行计算。

热设计基础(上)

热设计基础(中)

热设计基础(下)

热仿真分析报告(热设计工程师输出)方案串讲和需求反串讲向SE、产品代表等角色逐条讲解硬件需求,形成统一的认识。对于已有实现方案的需求,讲解要包含方案。

白板讲解

板间信号级FMEA1、在进行板件信号FEMA分析前,先把背板信号的分配在组织SE进行一次评审,确保背板信号定义的准确性 2、新单板必须进行板间信号FMEA分析。

为什么对电路做FMEA觉得低效且无用

FMEA分析

DFx设计1、单板开发初期就要考虑DFx的属性。单板硬件通常要关注:简洁化、可测试性、可制造性三个领域。

2、经过分析后每个DFx领域给出具体的措施及设计约束,在详细设计中落实下去。

解密“硬件DFX设计”

《可供应性评估报告》归一化1、归一化作为DFx的一项内容,需要硬件特别关注。每个产品需整理自身的BOM归一化器件清单,常用器件选型只能在归一化清单中选择。

2、要增加除归一化清单之外的器件需要提请本平台的清单维护者评审通过后才能选取新编码。

归一化

快捷方式:通信产品硬件部 清单归一化选型表可重用性

所有单板都要进行可重用性分析,包含三方面内容:1、本单板可重用的已有电路;2、本单板希望能够重用的电路;3、本单板完成开发后,可提供其它项目重用的电路。

CBB,通用性硬件模块构建

单板可重用性分析早期BOM评审11、方案确定后就把已确定的关键器件进行可采购性分析单板可采购性评审02 专题阶段

硬件总体设计之 “专题分析”

硬件详细设计,除了画原理图PCB,还需要做什么?

单板各模块专题分析1、硬件方案的分析是基于专题来开展的,一个单板至少包含时钟、电源等重要设计专题,项目组内部要统筹考虑,尽量提取公共专题。 2、常用的电源、时钟、时序专题提供参考模板,请直接按照参考模板输出。其他专题根据通用专题分析模板格式输出。专题分析完成特别要注重“应用设计指导”章节,这部分是直接指导后续原理图设计的要点。对于PCB布局布线有特殊要求的,要求单独列一个layout分析的章节。 3、专题评审要分阶段完成,完成一个专题评审一个专题,避免到全部专题结束时集中评审。专题评审时要且必须邀请专题涉及到的各个角色参与评审。 4、专题阶段要识别出本部们未用过的新方案,如果在公司内部用用过要提前申请原理图来参考,如果公司内部都没有项目使用过,要搭建实际电路进行测试验证。技术专题分析报告可靠性分析针对单板的特点,找经验丰富开发人员讨论,对单板可能出现的可靠性风险进行评估,对风险较大的点进行专题分析,提前采取相应的措施,如:散热器较重的单板的应力分析、跌落分析等。

构造可靠性模型

可靠性设计思维导图

硬件系统的可靠性设计

SI前仿真1、对于包含高速信号,或者SI有风险的单板或者电路模块,可要求互连工程师进行SI前仿真。需要准备器件资料、仿真模型和预布局PCB图; 2、SI仿真报告由CAD工程师给出,但是硬件工程师要深入理解SI仿真报告中全部内容。

基于ADS仿真PCB的SI/PI/EMI

电源完整性仿真与EMC分析

从仿真到测量的信号完整性

SI仿真报告专题串讲完成各模块专题后,进行专题串讲,整理输出单板详细设计报告DFx分析专题1、这项是重点,但是涉及面比较广,根据在方案阶段确定的DFx设计关注重点,具体进行细化,用于指导原理图设计。 2、一定要开展:可测试性、可制造性两个专题分析,其他的根据项目需求确定 3、简洁化设计软硬件接口设计

专题阶段必须明确单板软硬件接口,包含Glue Logic和大规模逻辑的软件接口定义。

软硬件接口设计说明风险方案及电路实际验证1、对于器件在散热方面可靠性风险较高的器件,可在实验室采用电吹风、热风枪的手段进行实验室热测试,提前发现问题。 2、对于其他分析有风险及没有实际应用过的电路,搭建DEMO电路进行实际测试,在测试时要模拟设计中出现的最恶劣情况,如高/低温,高/低压等条件。03 原理图阶段绘制原理图1、绘制原理图必须遵循电路图绘制规范 2、在原理图绘制之前,要组织原理图绘制人员一起学习规范,就信号命名等习惯达成一致。 3、原理图在绘制前划分好模块,同时有多块单板开发时要提取公共模块并优先完成绘制供其他人借用。对于多人合作分模块画原理图的,需要先列出模块接口信号列表,然后再画原理图。

4、当相同模块数量大于等于5时,可以酌情使用层次图,其他情况不使用层次图

写不完的《原理图Checklist》

检视原理图1、完成原理图后需要进行多轮检视。在启动检视前必须根据checklist完成原理图自检,并制定检视计划、确认检视专家投入。 2、在原理图完成自检之后的检视意见必须全部记入原理图检视跟踪表,并按照项目组要求进行评审、修改、确认环节。

3、参加其他单板检视可参考

原理图检视

器件级FMEA1、所有单板都必须进行器件FMEA分析。建议在原理图基本稳定后启动。可从EPD直接导出器件FMEA分析表。

2、器件FMEA分析必须和软件工程师共同完成,输出并评审分析表和需求表。

FMEA分析

规则驱动表

输出工程相关设计约束,为正式布局布线做好准备。在专题阶段电源专题同步完成热设计设计规则初稿。

输出结构要素图更新《结构要素图设计说明书》,并跟踪结构工程师输出正式结构要素图。结构要素图器件降额审查报告

跟踪测试输出,布局评审完成时启动,布线评审前完成评审。

降额设计

元器件降额规范(第一部分)持续更新

元器件降额规范(第二部分)持续更新

元器件降额规范(第三部分)持续更新

《器件降额审查报告》早期BOM评审2原理图完成初稿后就马上启动详细清单的早期BOM评审,如有风险高的器件必须考虑替代方案并慎重权衡,完成可采购性评审要素表。启动PCB详细设计自检根据入口条件自检评审互连系统设计方案检查前期专题、工程需求表单中的要求是否落实。04 PCB阶段PCB设计要点总结SI、PI后仿真PCB设计完成初稿后,根据单板的特点与CAD工程师一起讨论确定单板后仿的范围,用实际PCB进行后仿真,确认是否满足要求。

不涉及SI或者PI的单板该活动可以裁减

从仿真到测量——信号完整性

单板信号完整性报告检视PCB

1、在PCB设计前checklist ,明确具体的PCB布局布线要求,重点关注关注器件位置和高度、散热、信号流向、平面分割等因素;布线主要关注走线是否合理、串扰和直角走线等。避免后期设计返工。

PCB布局设计检视要素有哪些

PCB布局、布线 的要领

投板前审查单板投板前必须根据投板前checklist进行自检,并评审,和投板评估表可以在投板前风险讨论评审会上讨论,大家一致认为风险BOM制作1、投板前必须完成BOM的制作,并用BOMStar验证,生成正式的BOM清单。 2、BOM清单必须在服务器上面归档,每次修改必须都要有明确的记录,并做好服务器上面的版本控制;正式BOM清单 逻辑编码投板前完成Glue Logic详细设计报告(初稿),刷新软硬件接口文档;编译主要模块,实际验证综合后CPLD资源是否足够,逻辑详细设计可放到PCB投板后进行;逻辑代码、单板逻辑详细设计报告逻辑仿真各项目可以根据逻辑复杂度的实际情况自行决定是否仿真,如功能模块较为复杂(较复杂的时序逻辑、状态机等设计)需要进行仿真仿真报告 05 调试UT阶段【硬件的单元测试_1】电源与时钟的测试

【硬件的单元测试_2】信号完整性测试概述

【硬件的单元测试_3】PCIe 3.0测试

【硬件的单元测试_4】USB3.0测试

【硬件的单元测试_5】电源纹波测试

【硬件的单元测试_6】DDR3测试1

信号质量测试规范

单板加工计划1、为了加快回板进度,不要因为一个环节阻塞而影响到其他环节 2、单板生产试制加工单板资产管理1、每种单板需要有一个专人进行借用和修改记录,保存在单板项目文件夹中; 2、单板加工回来后要立即等级每个单板的条码号,后续要坚持登记好借用人、调试过程中的修改记录等信息;作战地图及调试测试计划1、加工回板前要制定作战地图,提供可视化调试里程碑,回板后再调试阶段每天发送调试日报。 2、回板前要完成调试测试计划的制定,并通过评审。 UT(单元测试)调试功能基本OK后,进入单元测试阶段。 1、单元测试开始前,全项目组人员一起学习《通信产品硬件部 硬件单元测试规范及建议_v1.5.doc》就测试方法和测试规则达成一致; 2、需要制定UT测试计划和评审计划。要求测试完成一部分电路就评审一部分,不要测试完成后才一起评审。 3、单元测试的时序、信号质量、电源等测试都用专用表格进行,测试环节包括探头、单板等信息一定要与测试数据一起保存; 4、单元测试的问题全部要提问题单跟踪解决,测出问题在记录在跟踪表的同时就马上提问题单(单元测试的问题单可以走短流程),不要积累到最后一起提。 单板实物检视单板拿到实物后组织硬件部内部经验丰富的员工对单板事务进行检视,重点关注DFx特性及可靠性相关问题,避免在部门发现过的问题在单板上重复出现。整机排查 1、整机排查工作需要提前规划好,尤其硬件和结构是全程参与的,需要放到整个开发计划中,避免时间上冲突,同时有充分的时间协调各领域专家。 2、整机排查确保各种物料是最新版本,避免因物料的原因导致后续问题确认出现困难。 3、问题要现场与提问人有一个初步的确认,事后确认问题的成本会增加。专业摸底1、专业实验摸底,在投板后就要输出专业测试方案2、专业实验方案第一次要由硬件与测试、软件一起制定,后续可以由测试跟踪开发进展和测试方案优化; 问题单处理1、问题单要及时处理。对于严重和致命问题以及在‘开发人员进行修改实施’(转测试前)或 ‘开发人员定位’(转测试后)环节停留超过三天的问题。 2、开发人员要有提问题单的意识,问题的修改和跟踪通过问题单的形式,已被后续查验;06 系统验证阶段测试发布归档配合测试工程师完成SDV、专业实验和FIT等测试,解决相应问题单后归档。结构件编码和图纸归档1、整机试装、评审完成后,需要将结构件编码归档。由结构工程师完成,但硬件工程师需要跟踪。 2、单板结构相关部件如果没有归档会影响到单板的归档发行,所以必须要求结构件归档完成物料计划1、小批量试制的通用物料需要报滚动计划。 2、在归档前1月可以找计划模拟任务令,对紧缺的物料提前制定应对措施; 3、PCB和结构件等物料第一次试制都需要退库小批量试制1、归档后进行小批量试制。2、加工的物料,原则上均应为正式库房的物料。ICT测试ICT夹具的修改

1、与ICT确认两个版本ICT测试点是否兼容

2、若兼容则请ICT评估是否要做应力测试

3、若不兼容则与ICT一起根据具体情况确定ICT夹具如何变更

ICT测试原理

ICT夹具验证1、需要与软件相关人员确认ICT环节是否加载条码,电子标签,CPLD,以确认在夹具兼容验证时,是否需要加载上述信息

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本书分为10个章节,按照硬件产品开发过程顺序,特别是一些关键环节进行了详细的介绍。每个环节都有相应的模板和说明,并且通过实际案例来说明流程的重要性和使用方法,旨在帮助硬件工程师和初创团队更快地熟悉和掌握开发流程。

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英炜硬十

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