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近期，我们会展开系列化的讲解，展开一个硬件详细设计波澜壮阔的完成过程，同时让大家也感受到如果细致认真的完成这么一个文档的艰辛的撰写过程。 硬件详设是硬件开发过程中最重要的、最正式的文档。 在单板硬件进入到详细设计阶段，应提交单板硬件详细设计报告。在单板硬件详细设计中应着重体现：单板逻辑框图及各功能模块详细说明，各功能模块实现方式、地址分配、控制方式、接口方式、存贮器空间、中断方式、接口管脚信号详细定义、时序说明、性能指标、指示灯说明、外接线定义、可编程器件图、功能模块说明、原理图、详细物料清单以及单板 测试、调试计划。有时候一块单板的硬件和软件分别由两个开发人员开发，因此这时候单板硬件详细设计便为软件设计者提供了一个详细的指导，因此单板硬件详细设计报告至关重 要。尤其是地址分配、控制方式、接口方式、中断方式是编制单板软件的基础，一定要详细写出。 硬件详设在很多人看来是摆设，是应付差事，应付流程。很多华为的工程师对待硬件详设也是这样，当做负担。有原理图，PCB就好了，干嘛还要一个word文档？ 个人理解，硬件详设是整个电路板的灵魂。文档写得好，设计思路才清晰。还有很多原理图以外的内容，需要通过硬件详设去体现。 
运行环境说明 第一部分，是硬件详细设计的概述，这是很容易被忽视的内容。但是我的个人经历，就是感受了不同的运行环境，需要考虑不同的设计指标需求，同时也会影响器件选型和整体设计。 一开始我所开发的电路板是应用于电信设备，所以强调的是持续无故障时间的指标，对可靠性要求比较高，所以电路工作的温度范围。对于温度范围要求是两个时间长度分别要求的。 单板长期工作环境温度为0°C～45°C，湿度为10%～90%；短期工作环境温度为–5°C～55°C，湿度为5%～95%；存储环境温度为–40°C～70°C，湿度为10%～100%；运输环境温度为–40°C～70°C。需注意的是短期工作条件是指华为SDH设备连续工作不超过96小时和全年累计工作不超过15天。 我们在做热仿真的时候，需要考虑两个时间长度的不同的环境温度对单板的热冲击。这个55度的环境温度对器件选型还是有很大影响的，特别是内存，X86的处理器，都面临挑战。 由于低温需要考虑-5℃，对于一些商业级器件选型时，需要考虑其低于0℃时的一些场景。 但是IT设备，例如一些机架服务器，工作温度直接定位为5~45℃ 
工作温度：+5℃ ～ +45℃（+41℉ ～ +113℉）（符合ASHRAE CLASS A3 和 A4 标准 存储温度：-40℃ ～ +65℃（-40℉ ～ +149℉） 温度变化每小时小于 20°C（36°F） 另外一个案例就是，我们在开发监控安防类硬件设备IPC（网络摄像机）的时候，则从一个室内设备开发，变成一个室外设备的开发。 
室外设备的温度范围会变得更加苛刻。并且会关注防雷的相关指标。 如果开发军品、航空、航海，对于更多苛刻的应用场景的要求，不但需要考虑不同的应用场景，行业标准，还需要实际环境情况的地理特征。比如刚刚说的IPC，如果安装在俄罗斯、非洲等严寒或者酷暑的场景，则需要根据实际情况和当地特点，进一步修改参数指标。 重要指标 我们需要罗列单板的一些重要指标。一方面检查关键指标是否满足应用场景要求，另外展示单板的一些特点，利于后续开发维护者掌握关键信息。 
单板功耗 如前文所述，我们会明确电路板的应用场景和环境的要求。当我们的场景确定之后，有些功耗则变成了一些硬件设计的硬性要求。 对于盒式设备来说，盒子的大小以及产品系列选择适配器或者内置电源的规格，是我们总功耗的一个硬性要求。 对于框式设备来说，每个单板槽位的功率上限也是有要求的。一方面供电要满足要求，并满足余量；另一方面散热要满足要求并满足余量。 对于特殊供电设备，例如USB供电、PoE供电等设备功耗由协议确定了的，功耗上限也是电路板关键指标。 
文章出处： 硬件十万个为什么 |
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