Zynq7000硬件开发之硬件开发流程简介（一）

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硬件开发的整个全部流程持续时间比较长，但实际项目中可能有一些可借鉴的硬件产品，对硬件需求进行相应升级。硬件开发的整个流程主要包括有硬件需求分析、硬件总体设计方案、硬件开发与质量控制、系统测试、文件归档及验收。

偶然在网上淘到本书的电子版《硬件系统工程师宝典》，特定分享给大家，非常不错的入门书籍。《硬件系统工程师宝典》是2015年电子工业出版社出版的图书，作者是张志伟、王新才。

全书包括:硬件系统设计中的常见需求，设计中需要考虑的各类概要设计及开发平台的归纳，SI的理论分析及满足SI的常用设计方法，PI的理论分析及满足PI的常用设计方法，EMC/EMI的理论分析及满足EMC/EMI的常用设计方法，DFX的理论分析及满足DFX的常用设计方法，电路设计中常用各类器件的原理说明及常用电路的原理图设计，对PCB设计中的布局、布线及PCB的板级仿真分析进行了归纳分类，对PCB设计的后续工作及PCB加工的技术要求进行了归纳总结。

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本系列文章主要内容如下：

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Zynq7000硬件开发之电源供电系统(PDN)设计（一）

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1、硬件需求分析

需求分析是非常重要的一环，一般需求提出者是站在实际功能需要的基础上提出，如只是按照现有需求来进行设计，后续其他类似项目上可能会提出相似需求设计，比如增加通信接口、开入开出或者模拟量采集等接口等，硬件开发者可能会陷入一直开发新硬件、维护已有硬件等，不利于省下更多时间去提升硬件水平。目前应用最广泛的是CBB（Common Building Block）即共同性构建模块设计思想，后续会对其重点进行剖析，基础性说明可自行搜索查看。

2、硬件总体设计方案

从总体上对硬件功能分析，结构配合，对外接口设计、运行环境要求、EMC设计指标等内容进行阐述，总体设计方案主要包括以下内容：硬件功能单元设计、电源设计、接口设计、可测试性设计、可装配性设计、PCB布局布线指导、EMC设计以及结构设计等。

3、硬件开发与质量控制

开发过程中，原理图要进行分模块设计，确保每个模块设计的准确性，多人协同设计时需要进行评审，多模块连接需确保信号定义完整准确，最好有信号命名的规范；PCB设计时首先要确定尺寸以及安装结构要求，限高区以及禁止布线区要标示明确，布局完成后汇同结构以及系统工程师进行评审确认，布局布线要严格按照Layout指南进行设计，叠层以及阻抗控制要有明确文档说明；投板后要多跟踪采购生产进度，有问题及时解决。

4、系统测试

硬件与软件具备条件后，需要进行联合测试，测试前硬件需保证板上电源均正常，主要测试目的是发现设计缺陷与不足，通过相应的硬件各功能指标测试、硬件在环测试、环境测试、EMC测试以及可靠性测试等。

硬件各功能指标测试包括有电源质量测试、各功能单元电路测试、信号完整性测试、DDR等存储器读写测试、以太网测试、PCIE测试、USB测试、光发送功率及接收灵敏度测试等。

硬件在环测试，将目标硬件的外部所需的接口设备全部连接进行功能测试，外部设备可以是实物、模拟装置、数字仿真器等，模拟硬件实际运行工况，对软硬件进行验证。

环境测试，工业级民品主要依据国标GB-T 2423系列标准进行环境测试验证，一般包括有高温存储、低温存储、高温运行、低温运行、温度变化试验、恒定湿热试验、交变湿热试验、盐雾霉菌试验以及机械振动试验等。

EMC测试包括有EMS和EMI两类试验，工业级民品主要依据GB-T 17626系列标准（对应国际IEC 61000系列标准），主要包含有静电放电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌抗扰度、阻尼振荡磁场抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导发射试验、射频发射试验等。

可靠性测试包括有HALT和HASS两类试验，HALT试验全称是高加速寿命试验，是一种试验方法（思想），采用的环境应力比加速试验更加严酷。主要应用于产品开发阶段，它能以较短的时间促使产品的设计和工艺缺陷暴露出来，从而为我们做设计改进，提升产品可靠性提供依据。HASS试验全称是高加速应力筛选试验。HASS是产品通过HALT得出工作极限或破坏极限值后在生产阶段所做的高加速应力筛选，一般要求100％的产品参加筛选。

5、文件归档及验收

测试通过后，需对中间各过程文件进行评审、验收并入至公司资料库，以备后续小批量及量产后可能出现的问题分析测试提供参考，验收后需不断跟踪批量生产及运行过程中的问题，对硬件隐患不断进行维护升级，采用模块化设计思想可以大量减少该部分工作量。

文后语：对于职业选择，硬件设计工程师不是最能挣钱的，但绝对是性价比最高的，不需要每天电脑前撸代码、不需要天天拉线到要吐、同样不需要整天在焊台烟熏火燎。Zynq作为多核异构处理器，集成有ARM/FPGA/SERDES等，通过本系列文章进行学习、实际操作，本系列文章采用Altium Designer作为开发工具，操作简单，上手快的优势，如果想转行或者提高硬件设计水平，本系列文章不容错过。关注、点赞、评论是小编持续分享的东西，希望与大家多交流。

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