手機專案開發過程涉及到幾個「工種」:專案經理,軟體工程師,電子工程師,結構工程師,布局佈線工程師,中試,採購,測試等。下圖描述了手機硬體設計和生產的基本過程,並標識了每個階段所需要的時間。
下面是手機專案開發過程各個階段的簡單介紹:
一、 啟動
這個階段需要確定產品定義,專案人員,專案輸出和專案時間表等,以及對專案中的風險點進行評估,比如技術難點,多部門合作,人力保證等,以便能提前防範。
一般的,如果是產品專案(非預研專案),專案啟動時必須根據市場目標明確整機的目標成本和上市時間,設計和開發過程中要嚴格控制成本和專案進度。
二、 概要設計
概要設計是詳細設計的前提,根據專案的產品定義,由各專業工程師預先評估自己的設計方法和思維,以及進行關鍵器件選型(如lcd,攝像頭,儲存器,ram等)、制定品質指標、制定活動綱要、進行風險評估等活動。該階段需注意以下事項:
1) 週期較長的且已經明確要用的物料在此階段即可發出備料申請。
2) 關於物料要備數量,建議同時考慮整個專案週期中的需求,而不是僅僅只先考慮p1,便於採購部門配合。
3) 各版本板子數量要與各相關部門溝通,完成並確認pcba和整機的分配表,供後續分配時參照。一般的p1的貼片數量要盡量控制在20~40。
4) 對於有未經其他專案驗證過的新增功能的專案,需要規劃p2甚至p3,不可盲目樂觀,以免給市場等部門造成錯覺。
三、 原理圖設計
硬體設計中,原理圖設計是第一步,這一步通常由電子工程師主導完成,其中包括器件選型,當然工程師要與sourcing做好器件選型溝通。原理圖設計常用工具有pads logic (power logic, *.sch),orcad(candence, *.dsn)和protel(*.sch)等,原理圖繪製完成後,要匯出器件網路表(net list, *.net))進行pcb布局,同時還要製作bom表。該階段視所要實現功能的成熟度和複雜度,一般需要2~5天。該階段需注意以下事項:
1) bom出來後要及時開始備料。
2) 器件選型時要注意其貨源情況,供貨週期及**,要避開長週期無替代料的器件。
3) 要給出除錯計畫(列出常規測試項和設計中需要驗證的新功能測試點)。
四、 id設計
id設計需要由市場部門給出方案,由結構和layout部門進行評估,直到最終確認。如果是客戶專案,建議做出id手板(只有外形沒有內部結構的實際的模型)用於確認最終效果,因為id是平面圖,容易產生錯覺。
五、 堆疊
這是結構和layout共同完成的。結構工程師根據id要求給出pcb尺寸,然後layout工程師根據線路圖,同時兼顧電路設計規範(比如天線的限制,電池的限制,組裝限制)進行pcb布局,給出具體pcb的外形和高度限制。這是乙個多方參與,反覆溝通的過程,需要專案經理,電子工程師,結構工程師,rf工程師通力合作。這同時也是艱難的相互妥協的過程,有時甚至於要求修改id。該階段最終輸出堆疊圖和pcb外形圖(限高圖,限位圖),結構工程師基於堆疊圖進行結構詳細設計,layout工程師基於pcb外形圖進行佈線。該階段視其難易程度,一般需要 7~10天。
另外要提醒的是,堆疊時要注意充分考慮未來生產時方便組裝的要求。
六、 電路板設計(也叫佈線,layout)
一旦敲定布局,接下來就是佈線階段,該階段比較單純,主要由layout 工程師完成,由電子工程師負責檢查。layout完成前一定要和結構工程師確認pcb外形圖,因為結構具體設計過程中有可能改動到區域性的限位。電路板設計常用工具有pads pcb (power pcb, *.pcb),allego(candence, *.brd) 和protel(*.pcb)等。佈線一般需要7~10天,按照複雜程度而定。對於母板加子板結構的專案,可多人並行佈線。
layout完成後要及時進行遮蔽罩的設計和製作,由於遮蔽罩需要在貼片前到位,所以遮蔽罩的時間點尤其要控制到位。遮蔽罩設計和製作週期分別是2天和7天左右。
七、 md設計
在布局完成後,與佈線同時進行的是結構設計又叫md,將輸出3d圖用於模具製作。詳細設計的常用工具是proe和autocad等,md通常需要15-20天,進度主要受id複雜度,id完全確認的時間點,關鍵元件完全確認的時間點等影響。
md完成後需要製作手板(又稱手摸,軟模),目的有兩個,其一確認結構設計,其二進行天線除錯和方便其他測試。手板製作大約需要7天時間,首先是根據3d圖進行雷射成形,而後會在這個手模基礎上覆模。費用方面,第乙個手模比較貴,在4千元以上,後面復模則在每個1千元左右。一般乙個手模最多可以復模10~20個。該階段需注意以下事項:
1) md設計完成後,需要與市場,layout人員等進行評審,盡量找出不合理的地方。
2) 手模通常第一次做2-3個,試模沒問題後再根據市場測試等部門的需要確定後需復模數量。
3) 手模回來後必須進行裝機試模,進行手模評審,給出評審報告,落實3d圖做相應修改。
八、 pcb製作(電路板製作)
完成電路板設計後,將pcb檔案轉換為底片文件(即gerber files 或稱artwork files)發給pcb生產廠家,pcb廠家會依據製造數量級給出生產計畫,前面圖中標識出了不同數量級下pcb生產週期(僅供參考,若由快板廠做,則時間會更短些,但收費也相應會貴些。對於一般的手機主機板,100片以下至少需要12天)。
由於中國手機市場的特殊性,有比較明顯的淡旺季之分(國慶、元旦、春節等是銷售旺季),在旺季來臨之際,pcb板廠產量接近飽和,生產週期加長,故此時pcb發板要具有前瞻性。
電路板製作的費用計算方式是:總價=工程費+數量x單價。當設計方與pcb製作方有了固定的良好的商業合作後,製作方通常會免收試產前的pcb製作費用。
九、 smt(貼片)
pcb製作完成後,接下來的工作是開鋼網,然後是smt。通常smt廠商也提供代開鋼網服務,費用在800元左右。smt過程就是通過錫爐把電子器件焊接到pcb裸板上的過程,smt完成後的成品成為pcba。smt的前提是所有物料要到位(特別是遮蔽罩及遮蔽罩下面的器件,以及會影響系統整體執行的主要器件)。該階段需注意以下事項:
1) 同pcb製作一樣,對中國手機市場淡旺季要有前瞻性。
2) smt前,mmi軟體,生產測試相關工具和裝置等要提前準備好。
3) 物料要在smt前提前分階段清點。專案經理需定期跟蹤物料下單和確認情況,並定期組織點料,對可能無法按時交貨的物料要及時給出備份方案。
十、 軟硬體驗證
接下來待手模到後,要馬上安排天線除錯,包括gsm,藍芽,gps等天線。一般的,天線打樣3~5天,gsm和bt天線座開模需要7天左右。另外目前gps陶瓷天線的量產備料週期是相當長的,需要約4周。
十一、 模具
手模裝配檢查完成後,進入開硬模(也叫鋼模)階段。開硬模週期通常需要25-30天,之後還要根據實際組裝進行第一次試模,然後修模再試模等,最終確定。
手機專案中其它需要開模的部分有:遮蔽罩,電池,天線支架,喇叭等。
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