華為硬件總體設計模板

1、 單板總體設計方案 修訂記錄日期修訂版本描述作者yyyy-mm-dd1.0初稿完成作者名yyyy-mm-dd1.1修改XXX作者名yyyy-mm-dd1.2修改XXX作者名yyyy-mm-dd2.0修改XXX作者名目 錄1概述71.1文檔版本說明71.2單板名稱及版本號71.3開發(fā)目標71.4背景說明71.5位置、作用、71.6采用標準81.7單板尺寸（單位）82單板功能描述和主要性能指標82.1單板功能描述82.2單板運行環(huán)境說明82.3重要性能指標83單板總體框圖及各功能單元說明93.1單板總體框圖9單板數(shù)據(jù)和控制通道流程和圖表說明9邏輯功能模塊接口和通信協(xié)議和標準說明10其他說明103.

2、2單板重用和配套技術分析103.3功能單元1103.4功能單元2103.5功能單元3104關鍵器件選型105單板主要接口定義、與相關板的關系115.1外部接口11外部接口類型111外部接口類型2115.2內(nèi)部接口11內(nèi)部接口類型111內(nèi)外部接口類型2125.3調(diào)測接口126單板軟件需求和配套方案126.1硬件對單板軟件的需求12功能需求12性能需求12其他需求13需求列表136.2業(yè)務處理軟件對單板硬件的需求可實現(xiàn)性評估136.3單板軟件與硬件的接口關系和實現(xiàn)方案147單板基本邏輯需求和配套方案147.1單板內(nèi)可編程邏輯設計需求14功能需求14性能需求15其他需求15支持的接口類型及接口速率1

3、5需求列表157.2單板邏輯的配套方案15基本邏輯的功能方案說明15基本邏輯的支持方案168單板大規(guī)模邏輯需求168.1功能需求168.2性能需求168.3其它需求168.4大規(guī)模邏輯與其他單元的接口179單板的產(chǎn)品化設計方案179.1可靠性綜合設計17單板可靠性指標要求17單板故障管理設計199.2可維護性設計219.3單板整體EMC、安規(guī)、防護和環(huán)境適應性設計22單板整體EMC設計22單板安規(guī)設計22環(huán)境適應性設計229.4可測試性設計23單板可測試性設計需求23單板主要可測試性實現(xiàn)方案239.5電源設計23單板總功耗估算24單板電源電壓、功率分配表24單板供電設計249.6熱設計及單板溫

4、度監(jiān)控25各單元功耗和熱參數(shù)分析25單板熱設計25單板溫度監(jiān)控設計259.7單板工藝設計26關鍵器件工藝性及PCB基材、尺寸設計26單板工藝路線設計26單板工藝互連可靠性設計269.8器件工程可靠性需求分析26與器件相關的產(chǎn)品工程規(guī)格（可選）27器件工程可靠性需求分析279.9信號完整性分析規(guī)劃29關鍵器件及相關信息29物理實現(xiàn)關鍵技術分析299.10單板結構設計3010開發(fā)環(huán)境3011其他30表目錄表1 性能指標描述表8表2 硬件對單板軟件的需求列表13表3 邏輯設計需求列表15表4 單板失效率估算表18表5 板間接口信號故障模式分析表19表6 單板電源電壓、功率分配表24表7 關鍵器件熱參

5、數(shù)描述表25表8 特殊質量要求器件列表27表9 特殊器件加工要求列表27表10 器件工作環(huán)境影響因素列表28表11 器件壽命及維護措施列表28表12 關鍵器件及相關信息29圖目錄圖1單板物理架構框圖9圖2單板信息處理邏輯架構框圖9圖3單板軟件簡要框圖14圖4單板邏輯簡要框圖16 單板總體設計方案關鍵詞：能夠體現(xiàn)文檔描述內(nèi)容主要方面的詞匯。摘 要：縮略語清單：對本文所用縮略語進行說明，要求提供每個縮略語的英文全名和中文解釋。縮略語英文全名中文解釋1 概述1.1 文檔版本說明1.2 單板名稱及版本號1.3 開發(fā)目標1.4 背景說明1.5 位置、作用、1.6 采用標準1.7 單板尺寸（單位）2 單板

6、功能描述和主要性能指標2.1 單板功能描述2.2 單板運行環(huán)境說明2.3 重要性能指標表1 性能指標描述表性能指標名稱性能指標要求說明3 單板總體框圖及各功能單元說明3.1 單板總體框圖圖1 單板物理架構框圖3.1.1 單板數(shù)據(jù)和控制通道流程和圖表說明圖2 單板信息處理邏輯架構框圖3.1.2 邏輯功能模塊接口和通信協(xié)議和標準說明3.1.3 其他說明3.2 單板重用和配套技術分析3.3 功能單元13.4 功能單元23.5 功能單元34 關鍵器件選型5 單板主要接口定義、與相關板的關系5.1 外部接口5.1.1 外部接口類型15.1.2 外部接口類型25.2 內(nèi)部接口5.2.1 內(nèi)部接口類型15.

7、2.2 內(nèi)外部接口類型25.3 調(diào)測接口6 單板軟件需求和配套方案6.1 硬件對單板軟件的需求6.1.1 功能需求6.1.2 性能需求6.1.3 其他需求6.1.4 需求列表表2 硬件對單板軟件的需求列表需求標識需求描述優(yōu)先級類別6.2 業(yè)務處理軟件對單板硬件的需求可實現(xiàn)性評估6.3 單板軟件與硬件的接口關系和實現(xiàn)方案圖3 單板軟件簡要框圖7 單板基本邏輯需求和配套方案7.1 單板內(nèi)可編程邏輯設計需求7.1.1 功能需求7.1.2 性能需求7.1.3 其他需求7.1.4 支持的接口類型及接口速率7.1.5 需求列表表3 邏輯設計需求列表需求標識需求描述優(yōu)先級類別7.2 單板邏輯的配套方案7.2

8、.1 基本邏輯的功能方案說明圖4 單板邏輯簡要框圖7.2.2 基本邏輯的支持方案8 單板大規(guī)模邏輯需求8.1 功能需求8.2 性能需求8.3 其它需求8.4 大規(guī)模邏輯與其他單元的接口9 單板的產(chǎn)品化設計方案9.1 可靠性綜合設計9.1.1 單板可靠性指標要求1）產(chǎn)品規(guī)格書文件中對本板的可靠性指標要求（直接引用）：2）單板失效率（FITs）估算表，1FIT110exp(-9) （1/h）表4 單板失效率估算表單板型號預計人員注意：一般情況下只需要填寫“器件數(shù)量”一列；如有必要，可以修改下列經(jīng)驗值，或增加新的特殊器件（替換“其他”項，并修改經(jīng)驗值）。 1FIT10 exp(-9)（1/h）器件類

9、型估計器件數(shù)量(N)單個器件故障率 經(jīng)驗值（FIT）所有該類器件的故障率 N（FIT）電阻00.10.0電容器00.20.0二次模塊電源01000專用集成芯片0200數(shù)字邏輯電路芯片、接口電路芯片、線性電路芯片050厚膜、音頻及通信網(wǎng)口變壓器050感性器件010繼電器及接觸器080晶體振蕩器0400濾波器0150接插件0120開關、保險管套件、顯示器件0100晶體管、光電耦合器040傳感器0400光電器件018000激光驅動器07000光分路器012000波分復用器05000光纖衰減器03000光開關06000射頻功率放大器IC0800射頻開關01000電池0250風扇030000其他1000

10、其他2000總計 （10 (exp-9)1/h）0.0估計等效MTBF 1 / 總計 （小時）!除數(shù)為零注意：如果以上的單元格發(fā)生了更改，請務必選定最右列，然后按 F9，更新計算結果。提示：上表中的數(shù)據(jù)僅用于估算，不需要嚴格準確。一般要求關鍵器件（單個FIT值較大的）應當精確到一個；對于數(shù)量較多、單個FIT值較小的阻容類元件和普通集成電路，數(shù)量誤差小于20即可。估算結果是否能符合系統(tǒng)產(chǎn)品規(guī)格書文件中要求的標準：有關本板可靠性指標的實際保障措施參見本章其他各小節(jié)。3）故障定位率措施：9.1.2 單板故障管理設計1）主要故障模式（FMEA）和檢測措施分析表5 板間接口信號故障模式分析表信號名稱故障

11、模式對本板的影響對系統(tǒng)的最終影響嚴酷度類別（改進前）故障檢測方法（建議增加）檢測靈敏度（建議增加）補償措施（建議增加）嚴酷度類別（改進后）state_net0：1常高，斷路MPU對網(wǎng)板主備狀態(tài)判斷錯誤對MMPU板無意義，有GE接口單板如LPU板需要利用該信號控制VSC7132。II從控制通道，定時冗余讀取MNET板主備狀態(tài)定時檢測如發(fā)現(xiàn)某NET板狀態(tài)信號錯誤，告警III常低，短路MPU對網(wǎng)板主備狀態(tài)判斷錯誤對MMPU板無意義，有GE接口單板如LPU板需要利用該信號控制VSC7132。II從控制通道，定時冗余讀取MNET板主備狀態(tài)定時檢測如發(fā)現(xiàn)某NET板狀態(tài)信號錯誤，告警IIIPWR_COM0_

12、RX+-常高、常低、短路、斷路與電源框、風扇框串口通信中斷與電源框、風扇框串口通信中斷II協(xié)議保證檢測頻率，與風扇框通信中斷后，建議查詢各單板溫度，必要時可單板斷電2）硬件故障管理需求3）軟件故障管理需求4）測試驗證需求9.2 可維護性設計1）MTTR（平均修復時間）估計值及依據(jù)2）單板自檢和上報功能方案3）單板及部件更換/現(xiàn)場調(diào)試可達性實現(xiàn)方案4）防差錯設計和標識方法5）維修操作中對設備本身及人身安全保障的設計6）易損部件的通用性和互換性9.3 單板整體EMC、安規(guī)、防護和環(huán)境適應性設計9.3.1 單板整體EMC設計9.3.2 單板安規(guī)設計9.3.3 環(huán)境適應性設計9.4 可測試性設計9.4

13、.1 單板可測試性設計需求9.4.2 單板主要可測試性實現(xiàn)方案9.5 電源設計9.5.1 單板總功耗估算9.5.2 單板電源電壓、功率分配表表6 單板電源電壓、功率分配表芯片/器件數(shù)量單板內(nèi)供電需求（單板輸入額定電壓 V 1.8V2.5V3.3V VPEF2282424路6.3W3WSDRAM3pcs0.5WFLASH1pcs0.5WL643241pcs5W0.5WPHY2pcs0.5W其他10W總功率（W）6.3W5W15W總電流（A）3.5A2A4.55A單板輸入總功耗（W）根據(jù)單板的供電方案、各級轉換效率計算出單板的輸入功率；如示例中：單板的供電結構為：48V通過效率為85的二次模塊輸出

14、3.3V，2.5V通過線性電源芯片由3.3V轉換而成，1.8V由3.3V通過效率為82的電源模塊轉換而成，則輸入功率為：Pin=(3.3V*2A+15W+6.3W/0.82) /0.85=34.4W9.5.3 單板供電設計9.6 熱設計及單板溫度監(jiān)控9.6.1 各單元功耗和熱參數(shù)分析表7 關鍵器件熱參數(shù)描述表關鍵器件名稱功耗封裝型式封裝尺寸結殼熱阻(JC)最大值典型值最小值9.6.2 單板熱設計9.6.3 單板溫度監(jiān)控設計9.7 單板工藝設計9.7.1 關鍵器件工藝性及PCB基材、尺寸設計9.7.2 單板工藝路線設計9.7.3 單板工藝互連可靠性設計9.8 器件工程可靠性需求分析9.8.1 與

15、器件相關的產(chǎn)品工程規(guī)格（可選）9.8.2 器件工程可靠性需求分析1）器件的質量可靠性要求a）產(chǎn)品器件質量可靠性指導政策 b）有特殊可靠性需求的器件表8 特殊質量要求器件列表器件類別或單元類別從可靠性角度考慮推薦優(yōu)選方案備注2）機械應力表9 特殊器件加工要求列表器件型號對產(chǎn)品加工的要求對器件選用和應用的要求原因3）可加工性4）電應力 5）環(huán)境應力表10 器件工作環(huán)境影響因素列表應用對象具體表現(xiàn)原因預防措施6）溫度應力7）壽命與可維護性表11 器件壽命及維護措施列表器件類別具體壽命影響壽命的主要因素預防措施9.9 信號完整性分析規(guī)劃9.9.1 關鍵器件及相關信息表12 關鍵器件及相關信息器件名稱器件功能器件封裝是否有IBIS/SPICE模型對外接口類型、電平種類及速率物理實現(xiàn)難度簡述（是否高密高速）說明：IBIS：Input/Output Buffer Information Specification（輸入/輸出緩沖信息規(guī)范）9.9.2 物理實現(xiàn)關鍵技術分析1）信號完整性分析的對象和要求。2）各類高速信號間時序容限要求和保障措施分析9.10 單板結構設計1）拉手條要求、指示燈和面板開關的分布、緊固件設計要求。2）線纜、結構件、扣板、接插件、散熱器、屏蔽盒等部件的結構匹配方式