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详谈嵌入式产品开发步骤流程

时间:2018-12-17 浏览:
本文出处:http://www.58zilong.com/news/20.html
嵌入式产品与普通电子产品一样,在开发过程中需要遵循一些基本过程,即从需求分析到总体设计、详细设计到最终产品完成的过程。它包括两个部分:嵌入式软件和嵌入式硬件。针对嵌入式硬件和软件的开发,不需要参与普通电子产品的开发,嵌入式产品的研发过程如下:
    嵌入式产品开发过程Senple Chan-Life++
    接下来,我们详细讨论了嵌入式产品开发过程的各个阶段。
    阶段1:产品要求
    在这个阶段,我们需要弄清楚产品需求来自哪里,我们需要满足什么需求才能获得成功的产品。只有需求明确,我们的产品开发目标才能明确。在产品需求分析阶段,我们可以通过以下方式获得产品需求:
    1)市场分析和研究,主要看市场需要什么,什么是前沿技术(站在产品制造的角度);
    2)客户调研和用户定位,从市场上的大多数客户那里获得最准确的产品需求(注重市场分析,产品生命周期,升级方便);
    3)利润导向(成本预算);
    4)如果是外包项目,我们需要客户提供产品需求(直接从客户那里获得,让客户签署协议);
    编者按:当项目结束时,如果客户突然增加需求和功能,将导致项目周期严重延迟,成本急剧上升,并且测试产品可能必须重新测试,原始设计可能无法满足当前需求,所以在做项目之前,最好确定需求和顾客签个协议,否则,你辛苦工作多少天,就会弄得一团糟,无法收拾!
    第二阶段:产品规格
    在前一阶段,我们收集了产品的所有需求,因此在产品规格说明阶段,我们的任务是将所有需求细化为产品的特定规格,例如简单的USB串口线。我们需要确定产品的规格,包括:
    1)产品的外观;
    2)产品支持的操作系统;
    3)界面形式和产品支持规范;
    等等,记住,在形成产品规格后,在随后的开发过程中,我们必须严格遵守,没有200%的理由,不能随意改变产品要求。否则,产品开发过程将是一个无止境的过程。
    产品说明书主要考虑以下方面:
    1)考虑产品需要哪些硬件接口;
    2)在什么环境下,应该使用多少产品,以及应该消耗多少功耗如果是消费类产品,它也是具有美观的设计,产品是否便于携带,确定板材的尺寸是否需要,是否防水;
    3)产品成本要求;
    4)描述产品性能参数(例如,开关,如果速度为100Mbp,对于家庭和一般公司;如果用于全省的交换,则设计速度必须大于数百Mbp)。因此,不同的产品性能参数会影响我们设计的不同考虑,产品规格自然会有所不同;
    5)需要调整和符合的国家标准、国际标准或者行业标准;
    阶段3:总体产品设计
    在完成产品规范之后,我们需要知道该产品有什么可行的解决方案,并比较几种解决方案,包括成本、性能、开发周期、开发难度等。最后,我们需要为我们的产品选择最合适的总体设计方案。
    在这个阶段,除了确定具体的实施计划外,我们还需要综合考虑产品开发周期、需要多少人员和几个月的工作、需要哪些资源或外部援助、开发过程中可能遇到的风险和对策,从而形成项目计划。整个项目并指导我们的整个开发过程。
    阶段4:产品概要设计
    产品概要设计主要是基于总体设计方案的进一步细化,具体从硬件和软件方面:
    硬件模块设计简介
    硬件模块的概要设计,主要是从硬件的角度,确定了整个系统的结构,并根据各模块的功能划分了各个模块,确定了各个模块的总体实现,首先要根据所需的外围功能以及需要完成的工作来选择CPU。(注意:一旦确定了CPU,那么应该参考CPU制造商提供的方案电路来设计外围硬件电路。)然后根据产品的功能要求,选择芯片,如外部AD或片内AD,使用何种通信模式,什么样的外部接口,以及最重要的是,考虑电磁兼容性。
    编者注:CPU的生命周期通常是5-8年。当你考虑选择一个CPU时,你应该注意不要选择一个会很快停止生产的CPU,以避免这样的结果:这个产品已经研发了1-2年,而且刚刚开发,但是还没有赚钱,CPU已经停止生产,必须重新开发。
    软件模块概要设计
    在软件模块概要设计阶段,根据系统的需求将整个系统划分为多个模块,定义各个功能模块之间的接口,定义模块中的主要数据结构。
    阶段5:产品详细设计
    硬件模块的详细设计
    主要是具体的电路图和一些具体的要求,包括PCB和外壳的相互设计,这些参数的大小。接下来,我们需要根据硬件模块的详细设计文件的指导完成整个硬件的设计。包括原理图,PCB图。
    软件模块的详细设计
    功能函数接口定义,在完成任务时完成功能、数据结构、全局变量以及各功能函数接口的调用过程,完成软件模块的详细设计后,进入具体的编码阶段。在软件模块详细设计的指导下,完成了整个系统的软件编码。
    编者注:在软件进入实际编码阶段,硬件进入具体原理图和PCB实现阶段,必须注意完成模块的详细设计文档,以便在设计开始时充分考虑,避免在设计过程中重复修改。为了提高开发效率,在没有完成详细设计的情况下,不要开始实际的设计步骤。
    阶段7:产品调试和验证
    本阶段主要是调整硬件或代码,纠正存在的问题和BUG,使其能够正常运行,使产品的功能满足产品规格的要求。
    硬件部分:
    1)目视处理会导致PCB板短路、误焊或漏焊。
    2)测试各电源对地的正常电阻;
    3)接通电源,测试电源是否正常;
    4)利用示波器和逻辑分析仪对硬件模块进行模块化调试。
    软件部分:
    验证是否实现了软件的单个功能,并验证是否实现了软件的整个产品功能。
    阶段8:测试
    功能测试(测试失败,可能是BUG);
    应力测试(测试失败,可能是BUG或参数设计不合理);
    性能测试(产品性能参数要细化,以供未来客户参考,这是您的产品特性的一部分);
    其他专业测试:包括工业级测试,如抗干扰测试、产品寿命测试、防潮测试、高低温测试(有些产品高温或低温工作异常甚至停止工作)。
    编者按:有些器件和电子元器件在特定的温度下会有异常的参数,导致整个产品出现故障或失效;有些器件,在零下几十度的情况下,根本不能启动,不能接通;有些器件在高温、电容或电阻值下会产生pr引入物理变化,这将影响产品的质量。这里我们想介绍一个主题。工业产品和消费品有什么区别工业产品需要避免这些异常和特殊的问题。有些产品在深海、寒冷的洞穴、炎热的沙漠或颠簸的设备(如汽车)上工作,或者需要防止雷击。这就是工业产品和消费品的区别。消费者产品不需要做太多的测试。
    阶段9:产品
    经过最后阶段的全面测试和验证,在这个阶段我们已经开发了一个成功的产品。在这个阶段,我们可以比较实际的产品和初始的产品规格。在完成开发过程之后,产品是否完全符合原始产品规范,或者当发现过程中存在问题时,对产品规范进行了多少修改
    附录:嵌入式硬件开发过程
    在此之前,我们详细描述了嵌入式产品的研发过程。在本节中,我们以嵌入式产品的硬件部分为例,再次解释开发过程。希望通过本节,能够对嵌入式硬件的开发过程有更深入的了解。在以后的学习和工作中,我们将更加规范和规范,提高开发技能。
    嵌入式产品开发过程Senple Chan-Life++
    嵌入式产品有不同的硬件形式。CPU从简单的4位/8位微控制器到32位ARM处理器,以及其他专用集成电路。此外,根据产品的不同需求,外围电路也不同。每个硬件开发过程都需要根据实际需要,考虑各种因素,选择最合适的方案。
    硬件阶段1:硬件产品需求
    与普通嵌入式产品一样。第一阶段:产品要求。
    硬件阶段2:硬件的总体设计
    一个硬件开发项目,其需求可能来自很多方面,如产品的市场需求或性能改进的要求,所以作为一个硬件设计师,我们需要主动了解各方面的需求并进行分析,根据系统的功能来完成,选择最合适的。硬件解决方案。
    在这个阶段,我们需要分析整个系统设计的可行性,包括主要部件的可采购性、产品开发投资、项目开发周期预测、开发风险评估等。鉴于在开发过程中可能遇到的问题,我们需要提前选择响应计划,以确保顺利完成硬件。
    硬件阶段3:硬件电路原理设计
    在确定了系统方案后,可以进行相关的设计工作。原理设计主要包括系统的总体设计和详细设计,最后给出了详细的设计文档和硬件原理图。
    原理设计和PCB设计是设计人员最重要的两项任务。在原理设计过程中,需要规划硬件内部资源,如系统存储空间,以及各个外围电路模块的实现,此外,还要仔细考虑系统的主要外围电路,如电源、复位等。在一些高速设计或特殊应用中,EMC/EMI也应予以考虑。
    电源是保证硬件系统正常运行的基础。在设计中,应进行详细的分析:系统可以提供的功率输入;单板需要产生的功率输出;每个电源需要提供的电流大小;电源电路效率;每个电源可以允许的波动范围;整个电源系统的功率序列。需求等等。
    为了使系统稳定可靠地工作,复位电路的设计也非常重要。如何保证系统在外部干扰的情况下不会发生异常复位,如何保证系统在异常运行时能够及时复位,以及如何合理复位,以保证系统的完全复位,这也是设计原理时需要考虑的问题。
    同样,时钟电路的设计也是非常重要的方面。时钟电路设计不当可能导致通信产品的数据包丢失、大的EMI甚至系统的不稳定。
    编者按:在原理图的设计中,应该有使用原则!现在芯片制造商一般可以提供参考设计的示意图,所以我们应该尽量利用这些资源,在充分理解参考设计的基础上,做一些自己的发挥。
    硬件阶段4:PCB图设计
    PCB设计阶段是将原理图设计转化为实际的可加工PCB电路板。目前主流的PCB设计软件包括PADS、Candence和Proel。
    PCB设计,尤其是高速PCB,需要考虑EMC/EMI、阻抗控制、信号质量等。对PCB设计人员的要求比较高,为了验证所设计的PCB是否满足要求,需要对PCB进行仿真,根据仿真结果调整PCB的布局和布线,完成整个设计。
    硬件阶段5:PCB处理文档制作和PCB校验
    印刷电路板图纸完成后,在这个阶段,我们需要生成加工厂能够识别的加工文件,即光图文件,并将它们交给加工厂来校对空PCB板。一般来说,1-4层的校对可以在一周内完成。
    硬件阶段6:硬件产品的焊接和调试
    从加工厂的打样会议中取出空PCB板后,需要检查空PCB板是否有明显的短路或断痕。检查完毕后,我们需要把之前购买的部件和空PCB板提交给制造商进行焊接(如果PCB电路不复杂,为了加速,我们也可以手工直接焊接部件)。
    当PCB被焊接时,在调试PCB之前,必须仔细检查引脚上是否有可见的短路和镀锡故障,检查是否存在元件错位、第一脚错位、装配缺失等问题,然后用万用表测量每台电源的电阻。电源接地后检查是否有短路,以免意外上电后单板损坏。在调试过程中,应心平气和。遇到问题很正常。我们需要做的是进行更多的比较和分析,逐步消除可能的原因,最终调试成功。
    在硬件调试过程中,常用的调试工具有万用表、示波器、逻辑分析仪等,它们用来测试和观察板上的信号电压和质量,以及信号定时是否满足要求。
    硬件阶段7:硬件产品测试
    当硬件产品的调试通过时,我们需要逐个测试以确认它是否满足预期的要求。如果不能满足需求,我们需要调试和修改硬件产品,直到它满足产品需求文明(通常以需求描述文档作为判断语句,除了明显的需求描述错误之外)。
    硬件阶段8:硬件产品
    我们最终开发的硬件是成功的。一个完整的硬件产品不能解释一个成功的产品开发过程。我们还需要按计划按时高质量地完成。这是一个成功的产品开过程。


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文章来源:紫隆科技
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