华为内部硬件开发设计流程.docx

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华为内部硬件开发设计流程

2007年，以2年的工作经验去一家小公司去面试。

当时笔试完，对方对我很认可。

但当时他说：

“我需要招一个，在大公司待过的，最好知道硬件开发流程和规范的。

虽然你题答得不错，但是我们需要一个有丰富经验的，最好在华为待过的。

”

当时，我就在想“华为的规范和流程是啥样的”。

后来我去了华为，我把能想到的华为硬件开发的几个不一样的点，跟大家分享一下。

NO.1文档，评审，设计

当时刚入职时，三个人做一个电路板。

虽然电路复杂一些，还是有一些人力过剩的。

所以，我就被安排去写一个PCI转UART的逻辑。

我当时是新员工，也急于表现自己，利用周末的时间，估计用了一周的时间，就写完代码，开始仿真了。

我以为我的导师兼主管会表扬一下，结果没有，他说：

“你为什么没有召集大家讨论？

然后再写方案，评审？

然后再动手写代码？

”我当时是不理解的，觉得我一个人就搞定的事情，为啥要这样劳师动众？

后来反思过后发现了以下问题：

第一、从主管的角度，不知道新员工的个人能力，你能把做的事情讲清楚了，他才放心。

第二、从公司的角度，有一套流程来保证项目的交付。

那么则不再太依赖某个人的个人能力，任何一个人的离职，都不会影响项目的交付。

这也是华为最了不起的地方，把复杂的项目拆得非常细碎，这样不需要特别牛的人来交付项目。

这是为什么华为的工程师的收入是思科的N分之一。

第三、从效果角度，毕竟一个人的想法是有限的，把想法文档化的过程，就是整理思路的过程；讨论的过程，就是收集你自己没有想到的过程。

正式的评审，是大家达成意见的过程。

提前讨论，让相关的人都参与到你的设计中，总比你设计完了，被别人指出一个致命的问题要强得多。

就是因为华为把一项工作拆散了，所以沟通，文档，评审，讨论，变得非常重要。

这个工作模式的缺点，也是显而易见，沟通成本高，工作效率低。

NO.2硬件领域的人员构成

在华为内部里面，人员角色非常多。

硬件的人是对产品开发阶段，端到端负责的。

做单板硬件工程师，可以涉猎最多的领域，同时也是工作内容最杂，接触人最多，扯皮的最多的工种。

但是也因为有人专门负责画PCB、EMC、电源、逻辑，原本硬件工程师应该做的领域。

那么硬件工程师就武功尽废，变成“连连线”。

其实不然，正是由于每个人都是一个小的领域，没有人统领，所以一个好的硬件经理的作用非常的重要，是贯穿所有领域和全部流程的关键角色。

正如原来华为内部论坛上有一个人比喻的，硬件工程师更像是处理器里面的“Cache”，是所有环节的中转站。

大公司把人的分工分的这么细，也是防止某一拨掌握了太多公司的核心技术，出去单搞了。

NO.3华为的流程

其实华为的流程，很多人都知道IPD流程是从IBM来的，我个人理解：

IPD流程已经在华为变种，结合了中国人的特点，华为的企业特点进行了变通和优化。

如果华为僵硬的套用IBM的这套流程，也必定不会这么成功。

那么概括一下华为的硬件开发流程：

需求分析→总体设计→专题分析→详细设计→逻辑详设→原理图→PCB→检视→粘合逻辑→投板→生产试制→回板调试→单元测试→专业实验→系统联调→小批量试制→硬件稳定→维护。

流程的根本在于，这个环节做好了，再进入下一个环节。

所有的环节其实跟其他公司并没有太大的区别，只不过严格把握了进入下一个环节的考核条件。

令硬件工程师最纠结的是“没有个节点跟’投板’对应”。

华为支撑IPD流程的系统是PDM（又名爬的慢）

PDM的中文名称为产品数据管理（ProductDataManagement）。

PDM是一门用来管理所有与产品相关信息（包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关过程（包括过程定义和管理）的技术。

华为所有的器件资料，产品部件，工具，文档，原理图，PCB，逻辑代码等都存在这个系统上。

但是系统过于庞杂，其实比较难使用，跟服务器归档、SVN归档、也容易搞混淆。

NO.4归一化

器件归一化

硬件工程师一般都能够理解，在一个板子上面的，尽可能的选择成本更低的器件，选择更少种类的器件，便于集中采购，同时也便于加工。

但是其他公司可能没有对器件归一化的工作做得那么细致和严格。

第一，由于华为整个公司使用的器件种类非常的多，所以如果减小一个器件编码，带来的收益是十万人民币到几百万，而其他公司可能达不到这个高的收益。

所以如果能减少一个编码，宁愿选择可能成本更高的器件。

但是这个也需要按照每年的器件直接成本收益*器件发货数量，与编码成本+加工成本差异，进行对比的。

不过器件归一化之后，器件的价格又可以跟供应商重新谈价格，这个收益是迭代的。

所以，有时即使是成本占优，也会倾向去器件归一化的结论。

例如，逐步去除了5%精度的电阻，归一化到1%。

第二，器件归一化，都是需要进行专题分析的。

因为也有工程师为了归一化，对电路原理没有充分分析，导致的归一化带来“问题引入”。

所以，当时我的部门当时有一个表格，“器件归一化分析.xls”的excel表格，把每个器件，原来选型，归一化的选型，更改的原因，都做好记录和原因分析。

一是让每个做归一化的员工都充分考虑分析，二是问题都有记录，便于评审，三是出了问题，好打板子。

单板归一化

除了器件归一化，更高一个层次的归一化，就是单板归一化。

（单板这个概念，我稍微澄清一下，我刚到华为的时候，也觉得这个词很奇怪。

因为通信设备，都是机框，背板，加各个功能模块的电路板，各个功能模块的电路就叫做“单板”，硬件工程师，一般也叫做“单板硬件”）

单板归一化带来的好处，首先是电路的种类少，电路的种类少的好处有三个：

一是生产成本降低；

二是硬件维护成本降低；

三是软件开发和维护的成本降低。

第一、单板归一化的先决条件首先是处理器归一化。

其实，华为的有的产品这点做得其实不好，X86、MIPS、ARM、PPC全部都用个遍，所以一个硬件平台，需要配备各种软件人员，操作系统搞N套，VxWorks和Linux，BIOS各种配套。

第二、单板的归一化，要注意产品的衍生。

第一个版本的机框上的单板所实现的功能，如果后续的产品可以使用，应该直接可以用，不需要再开发。

如果不注意这点，第一个版本的单板，到第二版本时，发现不能相互借用。

反过来，再修改第一个版本的电路板，来适应新版本。

有时问题更糟糕，就是完全不能兼容，只好重新开发。

单板的规划显得非常重要。

第三、单板归一化时，虽然电路部分兼容了，但是结构件不兼容。

对于市场人员的配置来说，仍然是两种配置。

一样是失败的。

平台归一化

那么如果发现不同的硬件平台的架构雷同，功能类似。

那么机框也可以归一化。

只需要制作不同的电路功能模块，就可以实现不同的功能需求。

但是不同的硬件形态都是有他存在的意义的，如果强行归一，市场未必会接受这种事情的发生。

例如用一个运营商的平台去归一一个企业应用或者家庭应用的产品，可能就未必能够成功。

网络架构归一化

这个说法是我自己想的，早在08年的时候，华为就在讨论“云管端战略”了，当时不是很理解。

当我们一个运营商平台部门，跟“服务器”的部门合并的时候，似乎理解了点什么。

当X86处理器足够强大的时候，所有的运算，不管是否性价比最高，都送到云端进行处理，那么所有中间的存储和计算都显得不重要了。

那么整个网络的结构，就是终端+管道+云存储和云计算。

既然计算和存储设备都是一样的，那作为运算和存储的设备，也就不需要那么多样化了。

这时网络存储设备，和服务器就显得尤为重要。

这也是华为成立IT产品线，做重点战略投资的重要原因。

所以现在也就不需要那么多网络节点和网络平台了，只需要超强的处理和存储能力和宽广的通道，多样的终端。

NO.5专题分析

我觉得很多硬件工程师有个误区，觉得自己的核心竞争力是在于会使用几个软件（cadence、Protel），画画原理图，画画PCB。

我早期的一份工作就这样，最大的本事就是照葫芦画瓢，抄Demo板，抄以前成熟的电路，如果碰到了新的电路设计，一般是按照参考电路先画出电路，再通过调试，去尝试，碰到问题，再去解决问题。

那么我现在的观念是，硬件工程师最值钱的地方是在于懂硬件原理，懂得电路分析，模电数电原理，电磁场理论，而不是会使用画图软件。

那么华为是怎样做电路设计的呢？

为什么会有专题分析的说法呢？

为什么电路设计的时候要做专题分析？

第一、例行的，每个电路一般都会做几个必选的专题：

电源、时钟、小系统；把每个管脚怎么用，怎么接，对接的管脚的电平是否满足要求，都需要文档化，分析清楚。

在选用新器件的话，对应硬件工程师的工作量还是比较大的。

但是如果是其他公司，直接按照推荐电路设计就完事了。

电源专题，需要分析电源需求，每种电源的电压范围，电流需求，动态响应，上电时序；时钟专题，针对每个时钟的输入的电平标准，频率，抖动等参数，时钟时序，并按照各种时钟解决方案进行优化；

第二、当电路设计过程中，碰到一些新的问题，之前团队中没有接触过的问题，或者认为是重点，难点的内容，会专门做这个问题点的专题分析：

例如我们做过的一些双BIOS启动，摄像头的红外LED的驱动，主备倒换啊，之类的，就会把一个问题点分析透，然后再动手做画原理图。

第三、那么在开发硬件的时候，Demo只是作为参考，每一个依据都是来自于datasheet，除了看芯片的数据手册之外，还要仔细查看数据手册的勘误表errata，核对datasheet与Demo的差一点，如果器件有checklist还得核对checklist。

曾经开发AMD的时候，datasheet、Demo、checklist，三个文档对不上的情况。

也出现过，一个比较难复现的问题，后来查看了Errata，发现是厂家芯片升级了，修正了bug，而我们还在采购老版本的芯片。

第四、由于项目本身有交付时间要求，那么在有限时间内其实不可能做到每个问题点都做得深入透彻。

那么问题来了：

是怎么做到的呢？

首先，每个项目都有《问题跟踪表》，而硬件团队由于事情非常的杂，所以把这个表要用的非常好，不然丢东拉西很正常。

我曾经把这个表应用到家里装修。

这个表的原理很简单，就是记录，问题内容，责任人，完成状态，完成时间。

但是只要你坚持用，你会发现，你问题不会跟踪丢，做事情会比较有条理，而且会有成就感。

用了这个表以后，发现问题之后，先记录下来，即使现在不解决，那么也会识别他要不要解决，什么时候解决。

其次、问题分优先级，任何项目都是带着风险前进的，那么识别出高风险的问题，优先解决高风险的问题，带着低风险的问题继续走。

这也是华为电路设计中“0欧姆”电阻用的比较多的有一个原因，识别出风险之后，但是又分析不清楚，或者来不及分析，只好做兼容设计。

这里不得不感慨一句，在你的设计过程中，你马虎对待，没有分析清楚的问题，最后一定会暴露出来。

所以，在“菊花厂”做硬件工程师，“专题分析”是设计硬件最核心的工作，而不是画原理图。

通过这个方法，用1~2个月做电路分析，而用1~2周时间画原理图，取代了，画图，调试，改版，再调试，在改版的形式。

多快好省，是不可能同时实现的，那么硬件工程师有责任做很好的折衷和权衡。

NO.6专题攻关：

器件选型规范一、关于“器件选型规范”：

在我进入华为的时候，当时整个公司都在“规范”运动，什么都写规范，人人都写规范，什么任职、绩效、技术等级都看规范。

（大公司用KPI来引导，容易搞成“运动”）。

所以当时，按照器件种类，很多人写了各种器件选型规范。

当时，原理图评审的时候，听得最多的就是“规范就是这样写的”，这里面有一些问题：

1、写规范的人不一定水平高，或者写得不细致，如果出现错误那就更是害人了。

2、规范有时抑制了开发人的思维，什么都按照规范来，不一定适合实际的设计场景；例如我需要低成本设计，但是规范强调的是高质量，就不一定适用。

3、有了规范之后，也会导致部分开发人员不思考，例如晶振要求在50MHz以上，放pF级的电容进行电源滤波，而低于50MHz的不用。

大家都不想为什么，自然也不知道为什么；再例如网口变压