1、硬件需求說明書

硬件需求說明書是描寫硬件開發目標，基本功能、基本配置，主要性能指標、 運行環境，約束條件以及成本和進度等要求，它的要求依據是產品規格說明書和系統需求說明書。它是硬件總體設計和制訂硬件開發計劃的依據，具體編寫的內容有：系統工程組網及使用說明、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性能指標以及功能模塊的劃分等。

要點：硬件需求，其實來自產品需求包。如果想做好最終的產品：

一、需要對整個產品的需求包有所了解。

二、需要做好競爭分析

三、做好需求跟蹤

案例1：

我們的iBox在產品定義初期，對競爭對手的產品特點，關鍵特性，銷量，都做了深入分析和探討。包括選型的過程。

案例2：

某個物聯網項目的需求跟蹤表

2、硬件總體設計報告

硬件總體設計報告是根據需求說明書的要求進行總體設計后出的報告，它是硬件詳細設 計的依據。編寫硬件總體設計報告應包含以下內容： 系統總體結構及功能劃分，系統邏輯框圖、組成系統各功能模塊的邏輯框圖，電路結構 圖及單板組成，單板邏輯框圖和電路結構圖，以及可靠性、安全性、電磁兼容性討論和硬件測試方案等。

要點：這部分內容需要強調結構、單板功能模塊的劃分，EMC、安規、可靠性、環境、背板等維度的整機的考慮。所謂硬件架構設計，往往就是在這個環節考驗駕馭整個硬件系統的能力。例如背板的網絡拓撲是否合理，最終影響這個硬件產品的長遠規劃、升級潛力、成本空間、兼容性等問題。

案例：某一個硬件平臺定型之后，每個槽位的電路總功耗就已經確定了。因為摩爾定律，芯片的規格不斷軍備競賽。隨著芯片的不斷升級，我們就不能使用新一代的高功耗的主流器件，會導致最終影響整機規格，最終影響產品的綜合競爭力。同樣的、如果產品劃分的電路的顆粒度過于大，導致配置不靈活，也會影響整個產品的市場競爭力。

曾經見過一個項目，希望扣板能夠傳輸出視頻來，但是只留了一個I2C的總線，這樣的項目自然會流產。

3、單板總體設計方案

在單板的總體設計方案定下來之后應出這份文檔，單板總體設計方案應包含單板版本 號，單板在整機中的位置、開發目的及主要功能，單板功能描述、單板邏輯框圖及各功能模 塊說明，單板軟件功能描述及功能模塊劃分、接口簡單定義與相關板的關系，主要性能指標、 功耗和采用標準。

要點：

一、單板框圖應該說明清楚連線的規格、器件的規格、盡量與預布局保持一致，便于發現帶寬、容量、走線、功耗、散熱、電源等維度的問題。

二、不要教條的認為，寫總體設計方案就是套模板。而是針對關鍵風險和關鍵技術需要有針對性的深入研究和撰寫。

案例：iBox單板款圖

iBox主芯片MCU的IO管腳定義和接口分配

4、單板硬件詳細設計

在單板硬件進入到詳細設計階段，應提交單板硬件詳細設計報告。在單板硬件詳細設計 中應著重體現：單板邏輯框圖及各功能模塊詳細說明，各功能模塊實現方式、地址分配、控 制方式、接口方式、存貯器空間、中斷方式、接口管腳信號詳細定義、時序說明、性能指標、 指示燈說明、外接線定義、可編程器件圖、功能模塊說明、原理圖、詳細物料清單以及單板 測試、調試計劃。有時候一塊單板的硬件和軟件分別由兩個開發人員開發，因此這時候單板 硬件詳細設計便為軟件設計者提供了一個詳細的指導，因此單板硬件詳細設計報告至關重 要。尤其是地址分配、控制方式、接口方式、中斷方式是編制單板軟件的基礎，一定要詳細 寫出。

案例：iBox的詳細設計：

電源樹設計

5、單板硬件過程調試文檔

開發過程中，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

要點：發現的問題及時記錄，特別是改版需求記錄

下圖為早期某個物聯網項目的改版記錄跟蹤表：

6、單板系統聯調報告

在項目進入單板系統聯調階段，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。

7、單板硬件測試文檔

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。

8、硬件信息庫

為了共享技術資料，我們希望建立一個共享資料庫，每一塊單板都希望將的有價值 有特色的資料歸入此庫。硬件信息庫包括以下內容：典型應用電路、特色電路、特色芯片技 術介紹、特色芯片的使用說明、驅動程序的流程圖、源程序、相關硬件電路說明、PCB 布板注意事項、單板調試中出現的典型及解決、軟硬件設計及調試技巧。

我們正在做的iBox可以說是，每個細節都希望做到完美，整個設計過程可謂誠惶誠恐。只有我們把每個動作都做成標準動作，才能讓iBox成為教科書式的開源硬件。

我們在制作iBox的過程中，希望展示過程的每個細節，在下面的流程圖中，細化每個環節的文檔，努力踐行著《硬件開發文檔規范》。

因為大家的支持熱情，也讓我們壓力山大。

為了不辜負大家的期望，我們在交付高質量的設計，也同時交付出高質量的文檔。

如果你已經參與iBox，在此表達感謝。為了答謝支持的朋友，我們將在下周邀請6位專家做在線分享，分享iBox相關專題。進群等待通知。加hw100k微信好友，申請加群。