上一篇《產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案撰寫(xiě)指南（一）：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》中我們說(shuō)到，只有理解背后的道理，借助框架模板，通過(guò)反復(fù)的訓(xùn)練才可以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的撰寫(xiě)水平，并且和大家探討了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)版塊的撰寫(xiě)要點(diǎn)。本系列篇二將和大家繼續(xù)學(xué)習(xí)硬件設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。

一、設(shè)計(jì)概述

同樣的，在進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明前，需要對(duì)采取的硬件基本設(shè)計(jì)思路做出闡述，并概要描述為什么要采取本方案：

• 硬件配置說(shuō)明：以方框圖的形式描述產(chǎn)品的整體配置和單板配置；
• 硬件/固件的設(shè)計(jì)選擇：描述硬件/固件的設(shè)計(jì)選擇，如尺寸、顏色、形狀、材料等；
• 硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)說(shuō)明：介紹硬件開(kāi)發(fā)的環(huán)境、工具、編譯器、可編程性設(shè)計(jì)工具如FPGA/DSP等；介紹SI、EMC仿真分析平臺(tái)（如果有）。

這里我們說(shuō)的“方框圖”是指系統(tǒng)方框圖，用于說(shuō)明系統(tǒng)的各部分是如何搭配成一個(gè)完整系統(tǒng)的。系統(tǒng)方框圖需標(biāo)識(shí)好組成各系統(tǒng)構(gòu)件（子系統(tǒng)、模塊、單元）并描述它們之間的靜態(tài)關(guān)系。

系統(tǒng)方框圖應(yīng)畫(huà)成兩種：

• 功能性方框圖：用于說(shuō)明系統(tǒng)有哪些功能，應(yīng)由哪些功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。需畫(huà)出這些功能模塊之間的邏輯關(guān)系，接口方式，遵循的協(xié)議規(guī)范等。如果是迭代類(lèi)的產(chǎn)品，可在原有功能性方框圖上增加、修改、刪除；
• 物理性方框圖：用于說(shuō)明系統(tǒng)具體是由哪些硬件模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，需具體到型號(hào)、廠家、規(guī)格和性等。這是設(shè)計(jì)硬件實(shí)現(xiàn)方案的基礎(chǔ)（軟件實(shí)現(xiàn)方案與此類(lèi)似）。

最后需要給出兩者間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，明確哪個(gè)物理框?qū)崿F(xiàn)哪個(gè)功能框的目的。

二、設(shè)計(jì)詳述

1. 模塊間接口說(shuō)明

總體概念介紹完成后，需自上而下的對(duì)硬件系統(tǒng)各功能模塊進(jìn)行詳細(xì)介紹，具體到各功能模塊的作用及彼此之間是如何配合以實(shí)現(xiàn)整體功能的。注意此處內(nèi)容可能較多，建議在單獨(dú)文件內(nèi)進(jìn)行描述，并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案內(nèi)進(jìn)行引用。

接口標(biāo)識(shí)和圖例：通過(guò)圖例說(shuō)明最小功能單元之間的接口，并為每個(gè)接口賦予唯一標(biāo)識(shí)。若是迭代類(lèi)產(chǎn)品，需注明接口的變化。

下圖是系統(tǒng)整體接口標(biāo)識(shí)示意：

詳細(xì)接口定義：描述各最小功能單元間關(guān)鍵接口的接口標(biāo)準(zhǔn)、信號(hào)定義等，對(duì)非關(guān)鍵接口可以不給出詳細(xì)定義。若是迭代類(lèi)產(chǎn)品，需注明單板功能的變化以及接口標(biāo)準(zhǔn)的變化等。下圖是某板卡最小功能單元說(shuō)明示意。

2. 模塊需求分配說(shuō)明

硬件設(shè)計(jì)時(shí)我們建議以需求定功能，除滿(mǎn)足必須的功能需求，必要的性能需求外，不做冗余設(shè)計(jì)（當(dāng)然這也要分行業(yè)，to C及部分to B的產(chǎn)品建議這樣做）。因此在對(duì)硬件系統(tǒng)整體方案進(jìn)行介紹后，需將最小模塊的功能與需求進(jìn)行對(duì)應(yīng)（這里會(huì)用到需求追蹤工具，如需求池）。

各需求對(duì)應(yīng)的功能模塊建議按以下要點(diǎn)進(jìn)行描述：

• 關(guān)鍵器件規(guī)格：從器件外形尺寸及接口、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、可加工性、可測(cè)試性等方面描述關(guān)鍵器件的工程設(shè)計(jì)要求，提出影響器件質(zhì)量/可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)；
• 連接方案描述：說(shuō)明本產(chǎn)品關(guān)鍵接插件類(lèi)型、線纜連接部位等（若在“模塊間接口說(shuō)明”內(nèi)提及，則此處可不寫(xiě)）；
• 電氣特性描述：主要描述各模塊的電氣特性，如功耗、最大允許電流/電壓等；
• 可測(cè)試性設(shè)計(jì)：描述各模塊應(yīng)具有的可測(cè)試性規(guī)格；
• 單板硬件基本要求：電源與接地的布置、調(diào)試接口、指示電路、主要時(shí)鐘、控制引腳、信號(hào)點(diǎn)、測(cè)試接口等的設(shè)計(jì)；
• 單元電路設(shè)計(jì)要求：處理器及外圍電路的說(shuō)明（需含F(xiàn)LASH、RTC、NVRAM、SDRAM）；
• 器件應(yīng)用可靠性設(shè)計(jì)描述：根據(jù)產(chǎn)品可靠性總體要求，描述各類(lèi)器件應(yīng)用規(guī)則。

3. 模塊開(kāi)發(fā)狀態(tài)/類(lèi)型說(shuō)明

同一條產(chǎn)品線上的產(chǎn)品經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)功能模塊復(fù)用的情況，模塊復(fù)用是非常節(jié)約時(shí)間和成本的，可復(fù)用模塊的種類(lèi)及數(shù)量是一條產(chǎn)品線研發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)底蘊(yùn)。因此建議對(duì)模塊的開(kāi)發(fā)狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。

模塊的開(kāi)發(fā)狀態(tài)具體有如下幾類(lèi)：

• 新開(kāi)發(fā)：全新開(kāi)發(fā)，全新嘗試；
• 重用現(xiàn)有最小功能模塊：如某款WiFi模塊因其穩(wěn)定性和價(jià)格適當(dāng)已在某款產(chǎn)品上大規(guī)模使用，當(dāng)對(duì)WiFi性能的需求大致不變時(shí)，在其他同類(lèi)產(chǎn)品上可以直接復(fù)用；
• 重用現(xiàn)有設(shè)計(jì)：如某塊升壓板有較寬的電壓輸入范圍，當(dāng)輸出電壓一致而輸入電壓有一定區(qū)別（所過(guò)電壓/電流仍在升壓板支持范圍內(nèi)），可以直接復(fù)用；
• 對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)或最小功能模塊進(jìn)行重新開(kāi)發(fā)：如現(xiàn)有產(chǎn)品上使用百兆網(wǎng)口，而新產(chǎn)品上需要千兆網(wǎng)口，可以通過(guò)更改PHY芯片的配置（軟件或硬件）完成重新開(kāi)發(fā)；
• 開(kāi)發(fā)用于重用的最小功能模塊等：如本條產(chǎn)品線上的產(chǎn)品均有GPS定位需求，那么可定制開(kāi)發(fā)通用的GPS模塊及其外圍電路，做好存檔并在同類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)快速調(diào)用。

4. 外包/外購(gòu)模塊規(guī)格說(shuō)明

為縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，提升產(chǎn)品質(zhì)量及其穩(wěn)定性，可以選擇外購(gòu)市面上成熟穩(wěn)定的模塊。比如說(shuō)當(dāng)你需要實(shí)現(xiàn)TTL/COMS電平和RS232電平的相互轉(zhuǎn)換時(shí)，完全可以直接外購(gòu)TTL-RS232串口通信模塊；同樣，當(dāng)本團(tuán)隊(duì)的技術(shù)積累比較偏重于某些領(lǐng)域，而對(duì)產(chǎn)品涉及到的其他領(lǐng)域不甚熟悉，可以選擇將此部分模塊的設(shè)計(jì)交給外包公司。

例如你的團(tuán)隊(duì)對(duì)射頻部分很精通，但對(duì)設(shè)計(jì)出穩(wěn)定高效的供電模塊沒(méi)有把握（一般來(lái)說(shuō)，給定充分的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，硬件工程師最后都能給鼓搗出來(lái)，但這樣性?xún)r(jià)比太低），完全將供電模塊交付外部團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，注意提清楚需求并明確交期即可。

當(dāng)你的產(chǎn)品中有外包/外購(gòu)模塊時(shí)，需要對(duì)其規(guī)格進(jìn)行全面定義：

• 明確模塊指標(biāo)：包括結(jié)構(gòu)、功能、性能指標(biāo)、技術(shù)參數(shù)、接口等；
• 明確驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：結(jié)合以上要求明確模塊的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；
• 說(shuō)明技術(shù)方案：描述外包方的概況及其對(duì)外包模塊的實(shí)現(xiàn)方式（可引用外包方提供的設(shè)計(jì)方案文檔）。

選擇外包供應(yīng)商及提出你的需求是由一定技巧的，具體可參考我的文章《作為甲方，如何提好你的需求？》。

后續(xù)還會(huì)有軟件設(shè)計(jì)篇的內(nèi)容與大家見(jiàn)面。此外關(guān)于文檔相關(guān)的寫(xiě)作，后續(xù)還有to B硬件產(chǎn)品的競(jìng)品分析分享給大家（身邊大部分硬件產(chǎn)品經(jīng)理朋友都對(duì)這個(gè)感到頭疼，恰好去年有過(guò)相關(guān)的經(jīng)歷，就拿出來(lái)拋磚引玉了），敬請(qǐng)期待。

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