华为内部硬件开发设计流程

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资源描述

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;再例如网口变压器防护,室内室外,按照各种EMC标准的设计要求,直接照着画就可以;但是很少有人想为什么,也不知道测试的结果怎样,等实际碰到困难时就抓瞎了。的确在有的时候提高了工作效率和产品质量,但是工具也发达,人也就越退化,这是必然。4、有些器件的选型,不适合写规范,因为器件发展太快,有可能等你规范写好,器件都淘汰了。例如:在X86处理器进入通信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