硬件设计方案什么是设计方案

硬件工程师应该注重什么

1 充分了解各方的设计需求，确定合适的解决方案 启动一个硬件开发项目，原始的推动力会来自于很多方面，比如市场的需要，基于整个系统架构的需要，应用软件部门的功能实现需要，提高系统某方面能力的需要等等，所以作为一个硬件系统的设计者，要主动的去了解各个方面的需求，并且综合起来，提出最合适的硬件解决方案。

比如A项目的原始推动力来自于公司内部的一个高层软件小组，他们在实际当中发现原有的处理器板IP转发能力不能满足要求，从而对于系统的配置和使用都会造成很大的不便，所以他们提出了对新硬件的需求。

根据这个目标，硬件方案中就针对性的选用了两个高性能网络处理器，然后还需要深入的和软件设计者交流，以确定内存大小，内部结构，对外接口和调试接口的数量及类型等等细节，比如软件人员喜欢将控制信令通路和数据通路完全分开来，这样在确定内部数据走向的时候要慎重考虑。

项目开始之初是需要召开很多的讨论会议的，应该尽量邀请所有相关部门来参与，好处有三个，第一可以充分了解大家的需要，以免在系统设计上遗漏重要的功能，第二是可以让各个部门了解这个项目的情况，提早做好时间和人员上协作的准备，第三是从感情方面讲，在设计之初各个部门就参与了进来，这个项目就变成了大家共同的一个心血结晶，会得到大家的呵护和良好合作，对完成工作是很有帮助的。

2 原理图设计中要注意的问题 原理图设计中要有“拿来主义”，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。

电源是保证硬件系统正常工作的基础，设计中要详细的分析：系统能够提供的电源输入；单板需要产生的电源输出；各个电源需要提供的电流大小；电源电路效率；各个电源能够允许的波动范围；整个电源系统需要的上电顺序等等。

比如A项目中的网络处理器需要1.25V作为核心电压，要求精度在＋5%- －3%之间，电流需要12A左右，根据这些要求，设计中采用5V的电源输入，利用Linear的开关电源控制器和IR的MOSFET搭建了合适的电源供应电路，精度要求决定了输出电容的ESR选择，并且为防止电流过大造成的电压跌落，加入了远端反馈的功能。

时钟电路的实现要考虑到目标电路的抖动等要求，A项目中用到了GE的PHY器件，刚开始的时候使用一个内部带锁相环的零延时时钟分配芯片提供100MHz时钟，结果GE链路上出现了丢包，后来换成简单的时钟Buffer器件就解决了丢包问题，分析起来就是内部的锁相环引入了抖动。

芯片之间的互连要保证数据的无误传输，在这方面，高速的差分信号线具有速率高，好布线，信号完整性好等特点，A项目中的多芯片间互连均采用了高速差分信号线，在调试和测试中没有出现问题。

3 PCB设计中要注意的问题 PCB设计中要做到目的明确，对于重要的信号线要非常严格的要求布线的长度和处理地环路，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；内存的时钟线，控制线和数据线的长度要求；高速差分线的布线等等。

A项目中使用内存芯片实现了1G大小的DDR memory，针对这个部分的布线是非常关键的，要考虑到控制线和地址线的拓扑分布，数据线和时钟线的长度差别控制等方面，在实现的过程中，根据芯片的数据手册和实际的工作频率可以得出具体的布线规则要求，比如同一组内的数据线长度相差不能超过多少个mil，每个通路之间的长度相差不能超过多少个mil等等。

当这些要求确定后就可以明确要求PCB设计人员来实现了，如果设计中所有的重要布线要求都明确了，可以转换成整体的布线约束，利用CAD中的自动布线工具软件来实现PCB设计，这也是在高速PCB设计中的一个发展趋势。

4 检查和调试 当准备调试一块板的时候，一定要先认真的做好目视检查，检查在焊接的过程中是否有可见的短路和管脚搭锡等故障，检查是否有元器件型号放置错误，第一脚放置错误，漏装配等问题，然后用万用表测量各个电源到地的电阻，以检查是否有短路，这个好习惯可以避免贸然上电后损坏单板。

调试的过程中要有平和的心态，遇见问题是非常正常的，要做的就是多做比较和分析，逐步的排除可能的原因，要坚信“凡事都是有办法解决的”和“问题出现一定有它的原因”，这样最后一定能调试成功。

5 一些总结的话 现在从技术的角度来说，每个设计最终都可以做出来，但是一个项目的成功与否，不仅仅取决于技术上的实现，还与完成的时间，产品的质量，团队的配合密切相关，所以良好的团队协作，透明坦诚的项目沟通，精细周密的研发安排，充裕的物料和人员安排，这样才能保证一个项目的成功。

一个好的硬件工程师实际上就是一个项目经理，他/她需要从外界交流获取对自己设计的需求，然后汇总，分析成具体的硬件实现。

还要跟众多的芯片和方案供应商联系，从中挑选出合适的方案，当原理图完成后，他/她要组织同事来进行配合评审和检查，还要和CAD工程师一起工作来完成PCB的设计。

与此同时，还要准备好BOM清单，开始采购和准备物料，联系加工厂家完成板的贴装。

在调试的过程中他/她要组织好软件工程师来一起攻关调试，配合测试工程师一起解决测试中发现的问题，等到产品推出到现场，如果出现问题，还需要做到及时的支持。

所以做一个硬件设计人员要锻炼出良好的沟通能力，面对压力的调节能力，同一时间处理多个事务的协调和决断能力和良好平和的心态等等。

还有细心和认真，因为硬件设计上的一个小疏忽往往就会造成非常大的经济损失，比如以前碰到一块板在PCB设计完备出制造文件的时候误操作造成了电源层和地层连在了一起，PCB板制造完毕后又没有检查直接上生产线贴装，到测试的时候才发现短路问题，但是元器件已经都焊接到板上了，结果造成了几十万的损失。

所以细心和认真的检查，负责任的测试，不懈的学习和积累，才能使得一个硬件设计人员持续不断的进步，而后术业有所小成。

如何制作方案设计书

槭呛诵?项目管理、预算、附件：得道多助,方案设计之外的“功夫”,方案中项目管理的内容：,专家点评, 　　不“简单”的《方案设计书》 　　作为北大计算机系的高材生，大学期间，李刚就在好几家系统集成和软件公司做过兼职 ，参与过软件项目的开发；还曾经协助博腾公司的高总做过系统集成的方案，深得高总的赏识。

大学一毕业，李刚就被高总招进了博腾公司系统集成部。

　　不久前，博腾公司准备承接北京分析仪表厂设备管理信息系统的项目。

高总把制作《方案设计书》的任务交给了李刚。

李刚满以为凭着自己对软硬件的了解，和收集到的有关设备管理系统的资料，很快就能完成《方案设计书》。

然而，李刚很快发现，根据他的设计，仅硬件和布线产品的费用就已经远远超出了预算，如果再引进一套先进的管理系统，预算会更高。

不得已，李刚只好去请教经验丰富的赵工。

赵工指出：李刚的方案设计得过于理想化，没有考虑到客户的现实情况；以北分厂现有的条件，应当把方案的重点放在硬件平台的基础建设上，软件开发也只能找客户最急需的功能先做，其他内容可以放到以后的工程中去做，“一口吃成胖子”是不可能的；另外，有些产品的价格也很难被用户认可。

　　赵工建议李刚多与销售部、系统集成部和软件部的同事开会沟通 ，充分讨论设计方案。

最后，赵工还对《方案设计书》内容结构提出了意见，如：要有对客户的需求分析，要把产品的技术资料做到附件中去，等等。

　　李刚这才知道，看似简单的《方案设计书》居然还有这么多门道，看来，和做毕业论文不一样，光靠对技术和产品的熟悉，是不可能做出《方案设计书》的。

　　完成客户需求调研和需求分析之后，方案服务商要着手制作《方案设计书》（在招投标的项目中，又叫标书）。

《方案设计书》将全面表述设计者对客户需求的理解和分析，以及针对客户需求的解决方案 。

通常一个《方案设计书》要由售前工程师、系统集成工程师、软件工程师等共同完成。

《方案设计书》包括概述、需求分析、网络架构技术、软件模块、项目管理、预算，附件等几个部分。

下面我们一一进行介绍。

　　概述、需求分析必不可少 　　概述作为《方案设计书》的序曲是必不可少的。

“概述”通常是讲解客户行业的发展趋势、国外先进的管理模式 ，以及本方案的目的、意义等。

客户技术负责人对这些内容大多了如指掌，他们会一带而过，直接去看后面的网络架构和软件模块等内容。

但这部分千万不能省，因为客户公司领导往往会关注这方面的信息，好的概述甚至能增加公司决策者对服务商的好感和信任。

　　在《方案设计书》中做需求分析，是为了让客户明白方案设计者已经完全理解客户的问题和需求，并能提供风险最低且收益最大的解决方案。

需求分析一般包括系统技术需求、系统设计需求、系统功能需求。

一般而言，考虑到客户业务的增长性，还要有系统或功能的扩展需求。

　　对需求分析的描述一定要用设计者的语言，切忌照搬需求建议书中出现过的文字表述方式。

而且，分析必须对客户提出的所有条款作出响应，否则有可能导致项目竞标失败。

如果某些需求无法满足，设计者一定要说明原因，并提出替换方案。

　　系统设计(网络架构)、应用模块是核心 　　系统设计的搭建和应用模块的开发是IT项目中最核心的两部分工作，因此，对它们的表述也是《方案设计书》中的核心内容。

　　系统设计是对IT硬件平台设计思路的整体描述。

一般要强调你的设计原则，如高可靠性、高性能、开放性、兼容性等等。

嵌入式产品开发流程

嵌入式硬件开发流程一般分为8 个阶段： 　　嵌入式产品的硬件形态各异，CPU 从简单的4 位/8 位单片机到32 位的ARM 处理器，以及其他专用IC。

另外，依据产品的不同需求，外围电路也各不相同。

每一次硬件开发过程，都需要依据实际的需求，考虑多方面的因素，选择最合适的方案来。

　　硬件阶段 　　1：硬件产品需求 和普通的嵌入式产品需求一样。

　　阶段1： 　　产品需求。

　　硬件阶段2： 　　硬件总体设计方案 　　一个硬件开发项目，它的需求可能来自很多方面，比如市场产品的需要或性能提升的要求等，因此，作为一个硬件设计人员，我们需要主动去了解各个方面的需求并分析，根据系统所要完成的功能，选择最合适的硬件方案。

　　在这一阶段，我们需要分析整个系统设计的可行性，包括方案中主要器件的可采购性，产品开发投入，项目开发周期预计，开发风险评估等，并针对开发过程中可能遇到的问题，提前选择应对方案，保证硬件的顺利完成。

　　硬件阶段3： 　　硬件电路原理图设计 　　在系统方案确定后，我们即可以开展相关的设计工作，原理设计主要包括系统总体设计和详细设计，最终产生详细的设计文档和硬件原理图。

　　原理设计和PCB 设计是设计人员最主要的两个工作之一，在原理设计过程中，我们需要规划硬件内部资源，如系统存储空间，以及各个外围电路模块的实现。

另外，对系统主要的外围电路，如电源、复位等也需要仔细的考虑，在一些高速设计或特殊应用场合，还需要考虑EMC/EMI 等。

　　电源是保证硬件系统正常工作的基础，设计中要详细的分析：系统能够提供的电源输入；单板需要产生的电源输出；各个电源需要提供的电流大小；电源电路效率；各个电源能够允许的波动范围；整个电源系统需要的上电顺序等等。

　　为了系统稳定可靠的工作，复位电路的设计也非常重要，如何保证系统不会在外界干扰的情况下异常复位，如何保证在系统运行异常的时候能够及时复位，以及如何合理的复位，才能保证系统完整的复位后，这些也都是我们在原理设计的时候需要考虑的。

　　同样的，时钟电路的设计也是非常重要的一个方面，一个不好的时钟电路设计，可能会引起通信产品的数据丢包，产生大的EMI，甚至导致系统不稳定。

　　编者按：原理图设计中要有“拿来主义”！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。

　　硬件阶段4： 　　PCB图设计 　　PCB 设计阶段，即是将原理图设计转化为实际的可加工的PCB 线路板，目前主流的PCB 设计软件有PADS，Candence 和Protel 几种。

　　PCB 设计，尤其是高速PCB，需要考虑EMC/EMI，阻抗控制，信号质量等，对PCB 设计人员的要求比较高。

为了验证设计的PCB 是否符合要求，有的还需要进行PCB 仿真。

并依据仿真结果调整PCB 的布局布线，完成整个的设计。

　　硬件阶段5： 　　PCB加工文件制作与PCB打样 　　PCB 绘制完成以后，在这一阶段，需要生成加工厂可识别的加工文件，即常说的光绘文件，将其交给加工厂打样PCB 空板。

一般1~4 层板可以在一周内完成打样。

　　硬件阶段6： 　　硬件产品的焊接与调试 　　在拿到加工厂打样会的 PCB 空板以后，接下来我们，需要检查PCB 空板是否和我们设计预期一样，是否存在明显的短路或断痕，检查通过后，则需要将前期采购的元器件和PCB 空板交由生产厂家进行焊接（如果PCB 电路不复杂，为了加快速度，也可以直接手工焊接元器件）。

　　当PCB 已经焊接完成后，在调试PCB 之前，一定要先认真检查是否有可见的短路和管脚搭锡等故障，检查是否有元器件型号放置错误，第一脚放置错误，漏装配等问题，然后用万用表测量各个电源到地的电阻，以检查是否有短路，这样可以避免贸然上电后损坏单板。

调试的过程中要有平和的心态，遇见问题是非常正常的，要做的就是多做比较和分析，逐步的排除可能的原因，直致最终调试成功。

　　在硬件调试过程中，需要经常使用到的调试工具有万用表和示波器，逻辑分析仪等，用于测试和观察板内信号电压和信号质量，信号时序是否满足要求。

　　硬件阶段7： 　　硬件产品测试 　　当硬件产品调试通过以后，需要对照产品产品的需求说明，一项一项进行测试，确认是否符合预期的要求，如果达不到要求，则需要对硬件产品进行调试和修改，直到符合产品需求文明（一般都以需求说明文档作为评判的一句，当然明显的需求说明错误除外）。

　　硬件阶段8： 　　硬件产品 　　最终开发的硬件成功。

一个完整的，完成符合产品需求的硬件产品还不能说明一个成功的产品开发过程，我们还需要按照预定计划，准时高质量的完成。

才是一个成功的产品开发过程。

什么硬件设计啊？

一个好的硬件工程师实际上就是一个项目经理，他/她需要从外界交流获取对自己设计的需求，然后汇总，分析成具体的硬件实现。

还要跟众多的芯片和方案供应商联系，从中挑选出合适的方案，当原理图完成后，他/她要组织同事来进行配合评审和检查，还要和CAD工程师一起工作来完成PCB的设计。

与此同时，还要准备好BOM清单，开始采购和准备物料，联系加工厂家完成板的贴装。

在调试的过程中他/她要组织好软件工程师来一起攻关调试，配合测试工程师一起解决测试中发现的问题，等到产品推出到现场，如果出现问题，还需要做到及时的支持。

所以做一个硬件设计人员要锻炼出良好的沟通能力，面对压力的调节能力，同一时间处理多个事务的协调和决断能力和良好平和的心态等等。

细心和认真的检查，负责任的测试，不懈的学习和积累，才能使得一个硬件设计人员持续不断的进步，而后术业有所小成。

如何进行硬件设计与测试

硬件测试工程师和硬件技术工程师的区别： 　　硬件测试工程师主要负责硬件产品的测试工作，保证测试质量及测试工作的顺利进行，并参与硬件测试技术和规范的改进与制定。

　　硬件技术工程师主要从事计算机硬件的开发、管理、维护等工作。

　　相关情况附后 　　硬件测试工程师主要负责硬件产品的测试工作，保证测试质量及测试工作的顺利进行，并参与硬件测试技术和规范的改进与制定。

一般月薪范围4000-7000元。

　　工作内容 　　设计测试电路，编写硬件测试方案。

　　编写测试用例、施测，并对测试结果进行分析。

　　开发相关硬件测试工具，对现有硬件测试规范、流程、方法、技术进行改进。

　　编写测试文档，并完成相关产品的说明书、培训文档等。

　　协助硬件开发人员参与硬件开发。

什么是设计方案

一、概述 　　设计方案：标定一个项目设计的大方向。

使一个大型、繁琐、复杂的工作可以有条理，有顺序，有效率的实施。

尽最大可能的降低工作过程中的反工、错误与偏差。

使所生产出的产品，能够很好的完成它所应完成的任务，达到它所应达到的功能。

应包含该项目的目标、要求、步骤与具体的任务划分。

编辑本段二、分类 　　建筑设计是指为满足一定的建造目的（包括人们对它的使用功能的要求、对它的视觉感受的要求）而进行的设计，它使具体的物质材料在技术、经济等方面可行的条件下形成能够成为审美对象的产物。

　　在广义上，它包括了形成建筑物的各相关设计。

　　按设计深度分，有建筑方案设计、建筑初步设计、建筑施工图设计。

　　按设计内容分，有建筑结构设计、建筑物理设计（建筑声学设计、建筑光学设计、建筑热学设计）、建筑设备设计（建筑给排水设计、 建筑供暖、通风、空调设计、建筑电气设计）等。

　　在狭义上是专指建筑的方案设计、初步设计和施工图设计。

　　建筑设计作为建筑业的一个重要环节，产生了专业从事建筑设计的公司，例如：SOM、KPF、上海现代建筑设计有限公司、同济大学建筑设计院