1758
硬件开发是一个系统性的过程，无论是经验丰富的硬件工程师还是热衷于动手的电子爱好者，都会经历相似的步骤来将想法转化为实际的产品。对于专业工程师而言，深入掌握开发流程能够确保项目的高效推进，减少错误和返工，提升产品的质量和竞争力。而对于电子爱好者来说，了解整个流程有助于他们更全面地理解硬件工作的原理，更好地实现自己的创意和想法，同时提升他们在实践中的技能水平和解决问题的能力。
本文主要介绍相对简洁的硬件开发流程，让大家能直观的了解产品是怎样开发的，需要着重注意什么。
如上鱼骨图，先进行需求分析，然后进行设计，再进行测试验证，最后再进行制作。硬件测试主要考量原理图设计是否合理，系统测试能看出是否完全满足了需求的功能。接下来将拆分每一个步骤进行介绍。
1、需求分析
重要性
需求分析是整个环节中最重要的一环，无论后续的制作多么的神乎其神，如果没有符合用户需求，那一切都是无用功。
如何分析
市场调研
定义调研目标：明确产品需求分析的目的，例如了解市场竞争情况、研究用户需求等。
收集数据：采用多种途径收集相关数据，包括市场报告、行业数据、专家访谈、用户调研等。
分析数据：对收集到的数据进行整理和分析，发现市场趋势、行业痛点和用户需求。
需求定义
定义产品范围：明确产品的定位和功能，确定产品开发的范围和目标。
写需求文档：撰写需求文档，包括产品描述、用户场景、功能需求、非功能需求等。
需求评审：组织相关人员对需求文档进行评审和讨论，确保需求的准确性和完整性。
需求分解
功能分解：将产品需求按照不同的功能模块进行拆解和归类。
任务分解：将功能拆解为具体的任务和子任务，并进行任务分配和优先级排序。
技术评估：评估各项任务对技术实现的要求和挑战，确定可行性和优化方案。
需求优先级排序：根据市场需求和用户价值，为各项需求确定优先级，确定首要解决的需求。
2、原理图设计
使用checklist
当我们选定好芯片后，首先需要充分了解芯片
用checklist可以带来很多帮助，电路设计涉及许多细节，包括电路设计的基本原理、元件选型、布线规则等。一个详细的checklist可以帮助设计师确保每一步都已经被仔细检查和测试，没有遗漏任何关键步骤，并且设计师可以更快地识别和纠正设计中的错误，而不是在后期发现问题再返回修改，这样可以大大提高工作效率。
checklist通常包含行业标准和最佳实践，按照标准进行设计可以确保电路设计的质量，同时可以识别并预防一些可能的EMC问题、过热问题等。而如果是团队协作设计，使用统一的checklist可以确保所有成员都遵循相同的设计流程和标准，从而提高团队协作的效率和设计的一致性。
部分检查项目
3、Layout
定义：Layout，也称为PCB布局，是指在PCB上合理地摆放和安排电子元件，以及设计这些元件之间的连线，以确保电路的功能和性能得以实现。
步骤
明确硬件总体需求：了解电路板的尺寸、元件数量、接口类型等要求。
绘制原理图和单板功能框图：根据需求绘制电路原理图，并划分功能模块。
确定板框大小：在PCB设计软件中设定板框大小，以限制布线区域。
元器件布局：根据“先大后小，先难后易”的原则，优先布局重要的单元电路和核心元器件。同时，要参考原理框图，根据主信号流向规律安排主要元器件。布局应便于调试和维修，小元件周围不应放置大元件，需调试的元、器件周围要有足够的空间。
布线：在元器件布局完成后，进行布线设计。布线应遵循以下原则：总的连线尽可能短，关键信号线最短；高电压、大电流信号与小电流、低电压的弱信号完全分开；模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开。此外，去耦电容的布局应尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短。
电气规则检查（ERC）：在布线完成后，进行电气规则检查，以确保电路设计符合电气规则，避免潜在的错误。
4、测试
明确测试方向
首先确定硬件的稳定性、性能、功能的完整性等方面的测试目标。再界定测试的具体内容，如功能测试、性能测试、兼容性测试等。
其次是分析硬件的功能需求，确保测试能覆盖所有功能点。确定硬件的性能要求，如响应时间、传输速率，最后再对硬件可靠性进行测试，确定测试的目标和相关指标。
测试方式
1、依照设计流程，执行自我检查步骤。
2、利用自己或公司以往总结的核查清单，对常见的问题进行筛查。
3、对照参考设计图和官方提供的核查项目，开展有针对性的问题查找。
4、完成上述步骤后，通过其他人共同进行评估，作为最终的全面检查环节。
在这里给大家推荐一个硬件干货视频大家可以看看，基于工作实际应用，从器件手册开始讲解，详细讲解工作中各类器件的参数，实际设计要点和项目设计案例。内容非常丰富 干货多。
B站视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV13a411u7sM/
关注我一起学习更多嵌入式知识
下载ECAD模型
