原创 【博客大赛】工程开发流程-速效救心丸？

周日与一友人谈及工程开发，其实不少管理层的朋友，都想着求一速效救心丸，建立一个框架、建立一个流程体系文件体系，确定文件的做法，按着项目来走，问题就解决了。

我现在改书，重头一点一滴对每个以前经历过的项目进行拆解，将设计的文章，从需求文件、原理图、计算过程和失效管理过程，乃至PCB布局的评审文件和最终的实验的结果有空的时候翻阅一下，感悟颇深。

现在把整个硬件设计过程与产品的硬件需求定义来核对，这两者有何关系？

第一部分 需求分析 &顶层设计

1. 硬件设计规格书

2. 系统连接原理图

3. 顶层设计评审报告

第二部分 电路设计&分析

1. 电路原理图

2. 软件/硬件接口技术规格书

3. 可靠性预计报告

4. FTA分析报告

5. DFMEA分析报告

6. WCCA分析报告

7. 潜在路径分析报告

8. PCB设计要求书

9. 电路设计评审报告

第三部分 PCB设计

1. 零部件情况分析

2. PCB加工文件

3. PCB装配文件

4. PCB EMC分析报告

5. 电子元器件BOM

6. PCB设计评审

第四部分 验证过程

1. 样机制作需求

2. 测试需求

3. 部件发布评审

4. 硬件设计指南

我们把部件需求中最为重要的内容挑出来，无外乎：

1）汽车电子模块需要实现的功能

2）汽车电子模块的质量水平

3）汽车电子的环境要求情况

4）汽车电子模块的验证实验要求

对于车厂的DRE工程师和验证工程师而言，部件所要的信息无非就是各种各样的过程信息，还有整个验证过程。而将模块的硬件过程，分那么细，无非就是将内部设计过程中的设计不确定和偏差给去除掉。

换个说法，系统工程师把功能分解为硬件+软件两部分，对硬件而言，通过一个个小的电路拓扑来满足各个功能，无非是

1）输入/输出电路

2）电源电路

3）通信电路

4）MCU电路

5）其他监控电路

6）专用电路

如果是第一次做项目，无非是把以前其他的应用拿过来，通过对比电路拓扑来设计Concept，然后进行功能对比？

核心要点，无外乎，

1. 功能参数在各种环境条件下是否符合？

2. 各部分电路失效导致对整个产品的功能的影响？

3. 整个产品的可靠性的估计和实际的情况？

   1. 对瞬时的Stress

   2. 对累积的Stress

可是，在这个基础往前推，在整个技术的验证过程中，可以不用开展这些工作，完全可以将硬件的工作进行隔离，用通用型的快速原型来导入设计来寻找基本的概念问题。然后再一步步的更新概念设计。

打个比方，以电池的电压测量为例，性能、故障分析、安全这些都是互相联系的。从电路分析、计算、模拟和验证，都是一体化的。

概念阶段:

a)熔丝设计：熔丝可以就近放在电池采集端至单体采集板的独立采集板上（LEAF）；也可以如同Tesla一样放板上；还可以如三菱一样采用细铜丝。

b)被动均衡的电阻

单体采集电压的回路，有以下的要求：

1）建立单体电压采集的模型

分析单体电压的采集范围、采集精度。

2）分析熔丝选型

某些设计方案，是用PCB线或者是细线来做采样线短路保护的。在整个设计过程中有几个电流：

a）正常电压采集电流

b）均衡电流：均衡电流的时候需要验证电阻+开关发热及局部的问题，特别是进行Coating密封之后整个热均衡

c）熔丝保护电流

e）工作静态电流

通过偏差的计算来设计区隔。

3）短路诊断

分析考量被动均衡的开关短路的算法

在这个多电源系统中，反接、接错、潜入路径问题，可以从各个角度去做。从FTA和FMEA上去做，然后一点点去累积。

在这个之前：

• 不同的对象的电池系统（HEV、PHEV和EV）不同的容量的电池，对均衡电流要求不同，均衡的算法也有不同。

• 在进行功能安全设计的时候，需要做不同形式的OV保护，也需要将电压备份电路考虑进去。

• 分散和集中式的方案，甚至不同的形状，对于采集线的布置规格亦有不同

所以，以上的硬件设计方法，说到底也只是个方法。需要对具体的产品以及设计，进行更细致的分析。也就是说，最终的文档，是一步步迭代过程中，将分析或者实验得到的阶段性疑问，进行进一步迭代和考量。在系统性应用过程中，再通过整个设计过程得到的过程文件进行支撑。不停的一步步深入下去，也就是完善了know-how，这哪是通过导入流程这种工具就能把产品做好。开发产品的因果，是通过产品本身的深化理解，用工具进行分解简单化可视化找到需要解决的问题，方法是适用于各种产品可以裁剪的。这个过程中，工程师本身的求是的能力最为关键，而不是流程本身。本身汽车电子在不停的节约时间，以及芯片化的过程中进行简化和加速。

有机会，在沙龙里面谈谈开发过程中的点点滴滴吧。技术积累之路，没有速效救心丸，更没有特效药，全在我们每个人本身。

在此纯粹吐个槽，干货实是每个人所学所思所得之精华，这不是依靠很简单堆积和实践就能摸索一条路出来的。要挖深挖宽，这个过程根本就分不开，呵呵。