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。

运行环境

  • 第一就是考虑硬件的运行环境: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。
  • 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。
  • 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。关于功耗,有些情况下,板子不组装出来调试,功耗不能确定,就考虑额定功率。