我的理解：硬體設計就是根據產品經理的需求prs（product requirement specification），在cogs(cost of goods sale)的要求下，利用目前業界成熟的晶元方案或者技術，在規定時間內完成符合prs功能(function)，效能(performance)，電源設計（power supply)， 功耗(power consumption)，散熱(thermal/cooling)，噪音（noise），訊號完整性(signal integrity)， 電磁輻射（emc/emi)，安規(safety)，器件採購(component sourcing)，可靠性(reliability)，可測試性（dft: design for test），可生產性（dfm：design for manufacture)等要求的硬體產品（注意：是產品不是開發板）。
可以看到，乙個成功的硬體設計，主要功能的實現只是所有環節中的一小部分，而且基本來說，主要功能的實現主要是依靠晶元廠商提供的套片方案，一般來說為了降低風險，主要是參考套片方案的參考設計完成，晶元廠商也會提供包括器件封裝，參考設計，**模型，pcb參考等等全部資料，在晶元功能越來越複雜的今天，乙個**動不動就幾百上千個pin，對於乙個新專案來說，是沒有時間一頁頁去吃透每個pin，每個輸入輸出的具體功能，電氣引數的，尤其是對於高速設計，比如ddr3介面，xaui介面等等。 一般來說晶元廠商提供的參考設計就是他們經過開發，驗證，測試的最佳方案了，很多情況就是你必須按照參考設計來做，否則硬體可能就有問題，一般來說就是訊號完整性問題或者emc問題。
晶元廠商提供越來越周到的服務，看起來硬體工程師hw(hardware engineer）的價值越來越低了，畢竟乙個產品的核心功能或者技術一般都在asic或者fpga裡面了，hw一般沒有能力進行核心邏輯設計ic design， 畢竟這是跟hw設計並行的另一項工作，另一項也很複雜的工作。 對於這個問題，我也曾經困惑過，總是感覺硬體設計沒有什麼好搞的了，不就是抄抄參考設計，就跟組裝一台電腦一樣組裝乙個單板嘛。當然隨著專案經驗的增多，尤其從事現在硬體系統級設計的角色，感覺原來自己考慮更多是從一名原理圖設計工程師的角度考慮問題。 就像開始說的，乙個成功的硬體設計，功能function只是一小部分，至於其他的因素和能力，乙個hw的能力取決於能考慮因素越多，越深入，就越是乙個優秀的hw工程師。
1. 成本cost：
任何乙個賣硬體產品的公司的主要盈利一般來說就是銷售**-cogs，而cogs90%取決於設計，剩下就是生產成本了，這個**一般來說比較透明，代工廠也很多，競爭激烈。雖然說設計成本60%也取決於主要晶元的**（這個主要要靠公司高層跟晶元廠商談判的結果了，hw的作用有限，更多是系統工程師做決策用什麼晶元能符合產品需求和軟體功能需求），但是剩下的電阻，電容，電感，二極體，三極體，保護器件，介面器件，邏輯晶元，邏輯功能，小晶元，電源電路全都是hw做主了，當然有參考設計，不過一般來說參考設計為了更好體現晶元的良好效能，一般會選用比較貴的，效能更好的器件，這就要結合公司的器件庫進行取捨了。 我的經驗是多看看公司的同類產品設計，看看大家主流是用什麼器件，畢竟對於元器件來說，**跟購買量有很大關係，不同的採購量導致的**可能相差幾倍。
2. 訊號完整性signal integrity：
3. 電源設計power supply：雖然一般大些的公司都有專門的電源設計工程師，不過對於hw來說，基本的power設計能力還是很重要的，從道理上來說，任何電路都是一種電源，任何電路問題都可以歸結於一種電源問題，只有對於電源電路理解深入了，才能對於電路板理解跟深入，尤其是對於模擬電路問題，才能想到用模擬電路來設計一些簡單電路，而不是費力用邏輯電路來搭。
4. 安規safety：對於介面電路來說，主要成本都在與安規器件，這個介面究竟要抗多大的電壓，電流打擊？這就要好好考慮用什麼器件了，fuse? ptc? tvs?高壓電容？
5. 電磁相容emc/emi: 主要是針對各個國家的相應規範（安規也是），對於各種可能產生輻射的訊號都充分考慮好退耦，濾波，對於歐盟來說一般是en55022/en55024，對於美國一般是fcc part 15， 歐盟和美國的輻射標準略有不同，歐盟的標準稍微嚴格一些。
6. 功耗(power consumption)：現在都提倡環保，運營商也是，hw也必須考慮省電，比如用效率更高的電源電路，用pwm替代ldo，效率更高的轉換拓撲。
7. 散熱(thermal/cooling)：晶元整合度越來越高，單晶元的功耗從幾瓦到現在的幾十瓦，散熱就是乙個大問題，而且伴隨著介面的速率提高，介面晶元的功耗也在提高，造成整個系統就是：熱！這就需要好好考慮散熱問題，從pcb的布局，到散熱片heatsink的使用，到風扇的使用，都有很多考慮。
8. 噪音（noise）：風扇是散熱最好的辦法，但是帶來的問題就是雜訊，itu對於通訊裝置的雜訊也有明確的規範，這就需要平衡風扇數量，轉速，風向，控制等因素。
9. 器件採購(component sourcing)：hw選用的器件必須得是sourcing部門能夠採購到的，而且一般也要考慮second source的問題，和lead time的問題，不能說選用乙個只有乙個小公司生產的稀有器件，萬一這個器件eol了，你是怎麼辦？只能修改設計了，這就損失大了！
10. 可靠性(reliability)：整個系統mtbf的數值多少？風險最大的器件是什麼？每個器件的工作margin是百分之多少？
11. 可測試性（dft: design for test）/可生產性（dfm：design for manufacture)：主要針對於工廠的考慮，必須考慮到方便工廠的生產測試，方便生產，如果你的測試很複雜，會大大降低生產線的產能和良率，進而影響供貨以及生產成品。
對於參考設計，我感覺最有用的地方主要是供電電路，退耦濾波電路以及layout設計，至於匯流排連線，復位電路，時鐘電路，介面電路等等，一般來說都需要根據公司器件庫，設計案例以及業界主流器件/方案進行修改。所以千萬不要迷信參考電路，那只是參考，過分迷信參考設計，自己還沒搞清楚晶元具體功能/引數呢，就copy過來，即使能夠工作，肯定在成本方面，生產方面有很多問題。
什麼是硬體設計？ 成功的硬體設計需要什麼？
硬體設計就是根據產品經理的需求prs product requirement specification 在cogs cost of goods sale 的要求下，利用目前業界成熟的 晶元方案或者技術，在規定時間內完成符合prs功能 function 效能 performance 電源設計 pow...
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