册、相关协议等。如果有前人的设计可以借鉴的话,对于减轻此阶段的工作量是很有好处的。兼容设计、冗余设计、可测试性设计、可制造设计、可安装性设计、可服务性设计等信息也是这个阶段必须要涉及到的设计活动,因此大量的设计方法都可以选择应用,比如QFD、DFX、FMEA、TRIZ等。在此阶段中,器件的选型、BOM制定等活动也这个阶段中必进行的。单板设计时,要求设计者必须要以书面文档的形式记录设计内容,包括原理图、线路参数要求、或测试性设计内容、PCB设计要求、制造工艺要求以及BOM等内容。这些信息的正确与否直接关系到硬件质量的好坏。曾经遇到一个案例:某位PCB LAYOUT工程师将单板中最重要芯片的封装定义错误,而设计者本身并没有对PCB图样进行仔细核对,等到制板回来,才了现对应芯片焊不上去,实物足足大了一圈,原来是将PQFP封装与QFP封装搞混了。如果说管脚少一些,比如只有32个,尚可以请经验丰富的焊工帮助焊接,可是有160个管脚呀,怎么搞?这显然是一严重质量问题。没有办法,只能更改PCB重新制板。项目的研发计划又向后推迟了,研发成本又多了一笔浪费。因此,设计审查是开发阶段中必不可少的活动。在不同的设计层次上,应同时考虑相应的测试方案,这将有助于DFT的运用。在此阶段,应关注设计活动的有效性,主要对设计交付进行设计审查,明确:设计方案是否能够满足客户的需求?是否满足工艺要求?方案是否具有可实现性?选取的原材料、设备、资源等易于获得吗?相应的测试方法是否具有可实施性?设计输出是否能够指导生产制造呢?是否易于生产与装配?……等等。
实现阶段:不同版本的同一单板,甚至不同单板在PCB制板、组装调试、测试,整个过程需要的时间大抵是一致的。其间的工作要求设计者工作时心细细致,需要对每一根信号线都要了然于心。在调试测试过程中,硬件调试、软硬件联、故障定位、功能测试和性能测试都是必须要进行的,除此之外,EMC测试、安规测试、热测试、环境测试以及各种标准验证也是必不可少的。测试活动的实施必须要有可操作的测试方案为依据,因此在测试活动实施之前,必须要有测试方案,而这一工作应在开发阶段因开发层次的不同制定不同的测试方案。在本阶段主要关注测试结果,明确硬件产品的质量成熟度情况,以硬件问题分析结论作为是否转试制的依据。
验证阶段:小批量试制是产品通向量产阶段的必由之路,是硬件产品验证的特殊步骤,这个过程是软件产品所没有的。质量成熟的软件产品,可以成批成批的复制,只要光碟和拷贝设备没有问题,每个拷贝之间完全一样。可是硬件产品行吗?如果希望硬件产品也能简单如此,简直就是痴人说梦。单板进行批量复制时,很可能由于器件批次的不同导致单板批量性坏板,有时候也可能是因为生产工艺发生变化带来了新问题,这些都会造成故障率极高,需要测试,维修,甚至修改硬件设计。每一件硬件产品,彼此之间都是会存在有差异的,就算是所有原料都是同一批次的,制造设备、操作者以及操作过程完全一致,由于原料本身参数的离散性必然造成硬件产品之间总是存在差异。如果加上加工工艺的差异,或加工场所的不同,造成硬件产品性能的不同情形就更多了。硬件设计中有一条原则就是是否进行了良好的参数设计、冗余性设计及兼容性设计,使得硬件产品具体良好的鲁棒性能和可生产性。另外,在产品批量生产的时候,有效的测试手段,有助于进行加工故障排查、调试,以提高生产效率和成品率。在本阶段,硬件开发关注批量质量,需要不断跟踪制造过程,收集问题并分析,明确哪些问题是需要通过设计更改才能解决,同时促进加工制造工艺的改进。
硬件产