研发管理02----嵌入式硬件设计流程之完善

目录

​​ 一、确定功能需求&设计标准​​

​​1.1 确定功能需求​​

​​1.2 设计标准​​

​​二、方案设计​​

​​2.1 方案查找​​

​​2.1.1 小家电低配类芯片方案​​

​​2.1.2 物联网网络类芯片方案​​

​​2.1.4 工业类、汽车电子类芯片方案​​

​​2.1.5 PC、电脑类工控机方案​​

​​2.1.6 传感器&外设​​

​​2.1.7 屏幕相关​​

​​2.1.8 电池相关​​

​​2.1.9 执行机构​​

​​2.2 方案验证&评审 ​​

​​三、 生产加工类​​

​​四、 工具类​​

​​4.1 如何计算电池寿命、充电等等硬件相关参数？​​

​​4.2 如何看芯片丝印查询具体芯片型号？​​

​​4.3 哪里可以找到芯片参数手册？​​

​​4.4 哪里有硬件相关的技术资料下载？​​

​​4.5 哪里能找到电子类的展会信息?​​

​​4.6 各种硬件相关论坛网站​​

​​五、参考链接​​

硬件方案设计具体细节由硬件技术经理进行评估、设计和把控。

产品/项目经理了解设计流程、设计标准、设计风险即可。

 一、确定功能需求&设计标准

1.1 确定功能需求

在进行方案设计前，需要根据产品需求文档确定产品功能需求，硬件需求说明书是描写硬件开发目标、基本功能、主要性能指标、 运行环境、约束条件以及成本等要求，它的要求依据是产品规格说明书和系统需求说明书，它是硬件总体设计和制订硬件开发计划的依据。

例如智能手表硬件功能需求如下：

1.2 设计标准

根据产品需求确定产品应用行业、使用场景，再根据行业和使用场景输出设计标准和认证标准，一般成熟企业内部都会有该产品线的企标、国标设计标准，所有的器件选型和电路设计都需要根据标准进行开展。

设计标准：

常见标准认证：

​​CCC认证​​—中国强制认证

CQC认证—CQC机构名称为中国质量认证中心

CE认证–欧洲安全合格标志

FCC认证–美国 FCC

UL认证–美国 UL

​​ROHS认证​​

网络类相关标准：

SRRC核准

CTA入网许可

医疗类标准：

美国FDA，韩国KFDA，日本PMDA，巴西ANVISA，加拿大CMDCAS，澳大利亚TGA等

产品相关国标、地标：

​​国家标准、地方标准查询链接​​

其他产品相关认证：

MFI Carlife ELV BHMA

二、方案设计

硬件设计流程图如下：

常见电子产品，可以通过以下几个渠道进行方案分析。

1. 市场上有竞品的，直接购买使用、拆解看方案。
2. 没有竞品的，寻找相关度比较大的方案，购买使用、拆解看方案。
3. 咨询芯片方案代理商获取方案资料。
4. 拜访方案商厂家，了解方案架构。
5. 参加行业相关展会，收集产品信息
6. 网络查找：确定关键词 xx方案 xx模块

-​​搜索引擎​​

-​​1688​​​ 、 ​​万能的taobao​​

-方案类网站

​​IOT智库​​

​​我爱方案网​​

​​华秋开发​​

​​方案交易网​​

​​方案​​

分析方案后，确定系统框图

2.1 方案查找

不同位数处理器常见用途（仅为参考）：

2.1.1 小家电低配类芯片方案

​​华秋芯片选型​​

​​立创芯片选型​​

知名厂家：

国外：

• 瑞萨电子(Renesas)
• 恩智浦(NXP)+飞思卡尔(Freescale)(后者被前者收购)
• 微芯科技(Microchip)+爱特梅尔(Atmel)(后者被前者收购)
• 意法半导体(ST)
• 英飞凌(Infineon)
• 德州仪器(TI)

台湾：

• 新唐科技
• 合泰半导体
• 义隆电子
• 松翰科技
• 凌阳科技

大陆：

• 中颖电子
• 炬力
• 华润微电子
• 北京君正
• 兆易创新
• 紫光微电子
• 爱思科
• 芯海科技
• 富瀚微

2.1.2 物联网网络类芯片方案

这里主要针对物理层、数据链路层的芯片和模组进行说明。

短距离：

• ZigBee、蓝牙、RFID、NFC、UWB、WiFi等

长距离：

• LoRa、NB-IoT（低功耗，广域）
• 2G：TDMA，CDMA，GSM…
• 3G：UMTS，HSDPA，WCDMA…
• 4G：LTE，EC-GSM，eMTC…
• 5G：

芯片方案

• 海思半导体 http://www.hisilicon.com/
• 高通 http://www.qualcomm.cn/
• 深圳市中兴微 http://www.sanechips.com.cn/
• 锐迪科微电子 http://www.rdamicro.com/
• Nordic http://www.nordicsemi.com/
• 台湾联发科 https://www.mediatek.tw/
• 紫光展锐
• 乐鑫
• 汇顶科技
• ASR
• 恩智浦
• 德州仪器
• 博通
• 瑞昱​​ https://www.realtek.com/zh-tw/​​
• Marvell

模组方案

• 移远 http://www.quectel.com/cn/
• 广和通
• 厦门骐俊物联 www.cheerzing.com
• 移柯通信http://www.mobiletek.cn/
• 中移物联网 http://iot.10086.cn/
• 中兴物联 http://www.ztewelink.com/
• 利尔达科技集团
• 有方科技
• 汉枫
• 庆科
• 环旭
• 博鹏发RF-LINK
• 海华科技
• Broadlink
• 正基

2.1.3 中高端消费电子芯片方案

• 博通公司 https://www.broadcom.cn/
• 高通 https://www.qualcomm.cn/
• 英伟达 https://www.nvidia.cn/
• 联发科 https://www.mediatek.cn/
• 海思 https://www.hisilicon.com/cn/
• AMD超微 https://www.amd.com/zh-hans
• 英特尔 https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/homepage.html
• 恩智浦
• 三星半导体 https://www.samsung.com/semiconductor/cn/
• 赛灵思 https://www.xilinx.com/
• 紫光展锐
• 瑞芯微
• 全志

2.1.4 工业类、汽车电子类芯片方案

• 恩智浦
• 高通 https://www.qualcomm.cn/
• 英伟达 https://www.nvidia.cn/
• 英特尔 https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/homepage.html
• 安森美
• 微芯
• ADI
• 瑞萨电子
• 英飞凌
• 东芝

汽车类方案FYI：

• 谷歌 Waymo：采用英特尔 CPU+Altera FPGA 方案，英飞凌 MCU 作为通信接口。谷歌 Waymo 的计算平台采用英特尔 Xeon 12 核以上 CPU，搭配 Altera 的 Arria系列 FPGA，并采用英飞凌的 Aurix 系列 MCU 作为 CAN 或 FlexRay 网络的通信接。
• 百度 Apollo： 恩智浦/英飞凌/瑞萨 MCU+赛灵思 FPGA/英伟达 GPU。
• 奥迪： Mobileye ASIC+英伟达 GPU+Altera FPGA+英飞凌 MCU 的多芯片集成方案。

​​车规级芯片介绍​​

2.1.5 PC、电脑类工控机方案

IntelAMD是目前最大的两家电脑CPU生产厂商，还有IBM、ARM公司也生产自己的CPU。

国产CPU处理器厂商有兆芯、海光、龙芯等。

2.1.6 传感器&外设

相关传感器外设专用查找网站如下：

​​华秋商城​​

​​ofweek商城​​

​​采芯网​​

​​马可波罗​​

2.1.7 屏幕相关

​​屏库​​​： ​​【全球液晶屏交易中心 - 屏库】 (panelook.cn)​​

2.1.8 电池相关

​​电池网​​

​​全球锂电池​​

​​全球电池网​​

​​电池网2​​

2.1.9 执行机构

​​直流电机​​

​​直流电动机​​​ : ​​永磁式直流电机​​​ | ​​电磁式直流电机​​​ | ​​直流力矩电机​​​ ​​永磁式直线直流电机​​​ : ​​动圈式直线电机​​​ | ​​摆动式直线电机​​

​​无刷直流电机​​​ : ​​有槽电枢无刷直流电机​​​ | ​​无槽电枢无刷直流电机​​​ | ​​绕线盘式电枢无刷直流电机​​​ | ​​片状电枢无刷直流电机​​​ | ​​无刷直流力矩电机​​

​​交直流两用电机​​​ | ​​电机扩大机​​​ | ​​变流机​​

​​步进电机​​

​​磁阻式步进电机​​​ : ​​分步式步进电机​​​ | ​​多段式步进电机​​

​​永磁式步进电机​​​ : ​​隐极式步进电机​​​ | ​​单相永磁步进电机​​

​​直线与平面步进电机​​​ : ​​磁阻式直线与平面步进电机​​​ | ​​混合式直线与平面步进电机​​​ | ​​螺旋式步进电机​​

​​交流电机​​

​​异步电动机​​​ : ​​三相异步电动机​​​ | ​​单相异步电动机​​

​​交流伺服电动机​​​ : ​​鼠笼转子伺服电动机​​​ | ​​非磁性空心杯转子伺服电动机​​​ ​​交流力矩电动机​​

​​同步电动机​​​ : ​​永磁式同步电动机​​​ | ​​磁滞式同步电动机​​​ | ​​磁阻式同步电动机​​​ | ​​电磁减速式同步电动机​​

​​交流直线电机​​​ : ​​同步式直线电动机​​​ | ​​异步式直线电动机​​

​​交流发电机​​​ : ​​同步发电机​​​ | ​​异步发电机​​

​​传感电机​​

​​自整角机​​​ | ​​旋转变压器​​​ | ​​测速发电机​​​ | ​​多极自整角与旋转变压器​​

​​专用电机​​

​​机械设备用电动机​​​ | ​​调速电机​​​ | ​​工具用电机​​​ | ​​电动车用电动机​​

​​振动电机​​

2.2 方案验证&评审 

确定硬件方案后，开始推进方案进行评审，输出评审报告。

评审报告应包含以下项：

• 功能能否全部覆盖？
• 性能能否满足业务？
• 成本是否在设计范围内？
• 技术可行性风险评分？
• 相关方案芯片器件采购是否存在风险？
• 相关认证标准是否能满足？
• 芯片器件替代方案是否合理？

评审通过的方案，将进入硬件开发阶段：

​​华为硬件设计规范​​

​​硬件流程与开发规范​​

开发完成将会进行设计评审：

​​硬件开发评审​​

​​单板设计评审​​

三、 生产加工类

PCB生产贴片推荐：

​​华秋贴片​​

​​立创PCB​​

四、 工具类

4.1 如何计算电池寿命、充电等等硬件相关参数？

​​硬件参数计算器​​

4.2 如何看芯片丝印查询具体芯片型号？

​​丝印反查网​​

4.3 哪里可以找到芯片参数手册？

​​半导小芯​​

​​元器件查询​​

​​21IC​​

4.4 哪里有硬件相关的技术资料下载？

​​电子工程网​​

4.5 哪里能找到电子类的展会信息?

​​电子展​​