华为硬件总体设计模板.pdf

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1、单板总体设计方案修订记录日期日期yyyy-mm-ddyyyy-mm-ddyyyy-mm-ddyyyy-mm-dd修订版本修订版本初稿完成修改XXX修改XXX修改XXX描述描述作者名作者名作者名作者名作者作者目 录1.概述.错错误误!未定义书签未定义书签文档版本说明.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板名称及版本号.错误错误!未定义书签。未定义书签。开发目标.错误错误!未定义书签。未定义书签。背景说明.错误错误!未定义书签。未定义书签。位置、作用、.错误错误!未定义书签。未定义书签。采用标准.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板尺寸（单位）.错误错误!未定义书签。未定义书签。2.单板功能描述

2、和主要性能指标.错错误误!未定义书签未定义书签单板功能描述.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板运行环境说明.错误错误!未定义书签。未定义书签。重要性能指标.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.单板总体框图及各功能单元说明.错错误误!未定义书签未定义书签单板总体框图.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板数据和控制通道流程和图表说明.错误错误!未定义书签。未定义书签。逻辑功能模块接口和通信协议和标准说明.错误错误!未定义书签。未定义书签。其他说明.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板重用和配套技术分析.错误错误!未定义书签。未定义书签。功能单元1.错误错误!未定义书签。未定义书签。功能单

3、元2.错误错误!未定义书签。未定义书签。功能单元3.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.关键器件选型.错错误误!未定义书签未定义书签5.单板主要接口定义、与相关板的关系.错错误误!未定义书签未定义书签外部接口.错误错误!未定义书签。未定义书签。外部接口类型1.错误错误!未定义书签。未定义书签。外部接口类型2.错误错误!未定义书签。未定义书签。内部接口.错误错误!未定义书签。未定义书签。内部接口类型1.错误错误!未定义书签。未定义书签。内外部接口类型2.错误错误!未定义书签。未定义书签。调测接口.错误错误!未定义书签。未定义书签。6.单板软件需求和配套方案.错错误误!未定义书签未定义书签硬件对

4、单板软件的需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。功能需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。性能需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。其他需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。需求列表.错误错误!未定义书签。未定义书签。业务处理软件对单板硬件的需求可实现性评估.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板软件与硬件的接口关系和实现方案.错误错误!未定义书签。未定义书签。7.单板基本逻辑需求和配套方案.错错误误!未定义书签未定义书签单板内可编程逻辑设计需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。功能需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。性能需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。其他需求.错误错误

5、!未定义书签。未定义书签。支持的接口类型及接口速率.错误错误!未定义书签。未定义书签。需求列表.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板逻辑的配套方案.错误错误!未定义书签。未定义书签。基本逻辑的功能方案说明.错误错误!未定义书签。未定义书签。基本逻辑的支持方案.错误错误!未定义书签。未定义书签。8.单板大规模逻辑需求.错错误误!未定义书签未定义书签功能需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。性能需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。其它需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。大规模逻辑与其他单元的接口.错误错误!未定义书签。未定义书签。9.单板的产品化设计方案.错错误误!未定义书签未定义书签

6、可靠性综合设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板可靠性指标要求.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板故障管理设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。可维护性设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板整体EMC、安规、防护和环境适应性设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板整体EMC设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板安规设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。环境适应性设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。可测试性设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板可测试性设计需求.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板主要可测试性实现方案.错误错误!未定义书签。未定义书签。电

7、源设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板总功耗估算.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板电源电压、功率分配表.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板供电设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。热设计及单板温度监控.错误错误!未定义书签。未定义书签。各单元功耗和热参数分析.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板热设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板温度监控设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板工艺设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。关键器件工艺性及PCB基材、尺寸设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板工艺路线设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板工艺互连可靠

8、性设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。器件工程可靠性需求分析.错误错误!未定义书签。未定义书签。与器件相关的产品工程规格（可选）.错误错误!未定义书签。未定义书签。器件工程可靠性需求分析.错误错误!未定义书签。未定义书签。信号完整性分析规划.错误错误!未定义书签。未定义书签。关键器件及相关信息.错误错误!未定义书签。未定义书签。物理实现关键技术分析.错误错误!未定义书签。未定义书签。单板结构设计.错误错误!未定义书签。未定义书签。10.开发环境.错错误误!未定义书签未定义书签11.其他.错错误误!未定义书签未定义书签表目录表1 性能指标描述表.错误错误!未定义书签。未定义书签。表2 硬件对

9、单板软件的需求列表.错误错误!未定义书签。未定义书签。表3 逻辑设计需求列表.错误错误!未定义书签。未定义书签。表4 单板失效率估算表.错误错误!未定义书签。未定义书签。表5 板间接口信号故障模式分析表.错误错误!未定义书签。未定义书签。表6 单板电源电压、功率分配表.错误错误!未定义书签。未定义书签。表7 关键器件热参数描述表.错误错误!未定义书签。未定义书签。表8 特殊质量要求器件列表.错误错误!未定义书签。未定义书签。表9 特殊器件加工要求列表.错误错误!未定义书签。未定义书签。表10 器件工作环境影响因素列表.错误错误!未定义书签。未定义书签。表11 器件寿命及维护措施列表.错误错误!

10、未定义书签。未定义书签。表12 关键器件及相关信息.错误错误!未定义书签。未定义书签。图目录图1.单板物理架构框图.错错误误!未定义书签未定义书签图2.单板信息处理逻辑架构框图.错错误误!未定义书签未定义书签图3.单板软件简要框图.错错误误!未定义书签未定义书签图4.单板逻辑简要框图.错错误误!未定义书签未定义书签单板总体设计方案关键词：关键词：能够体现文档描述内容主要方面的词汇。摘摘要：要：缩略语清单：缩略语清单：对本文所用缩略语进行说明，要求提供每个缩略语的英文全名和中文解释。缩略语缩略语英文全名英文全名中文解释中文解释1 11.1概述概述文档版本说明1.2单板名称及版本号1.3开发目标1

11、.4背景说明1.5位置、作用、1.6采用标准1.7单板尺寸（单位）2 2单板功能描述和主要性能指标单板功能描述和主要性能指标2.1单板功能描述2.2单板运行环境说明2.3重要性能指标表1 性能指标描述表性能指标名称性能指标名称性能指标要求性能指标要求说明说明3 3单板总体框图及各功能单元说明单板总体框图及各功能单元说明3.1单板总体框图图1单板物理架构框图3.1.1单板数据和控制通道流程和图表说明图2单板信息处理逻辑架构框图3.1.2逻辑功能模块接口和通信协议和标准说明3.1.3其他说明3.2单板重用和配套技术分析3.3功能单元13.4功能单元23.5功能单元34 4关键器件选型关键器件选型5

12、 55.1单板主要接口定义、与相关板的关系单板主要接口定义、与相关板的关系外部接口5.1.1外部接口类型 15.1.2外部接口类型 25.2内部接口5.2.1内部接口类型 15.2.2内外部接口类型 25.3调测接口6 6单板软件需求和配套方案单板软件需求和配套方案6.1硬件对单板软件的需求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 硬件对单板软件的需求列表需求标识需求标识需求描述需求描述优先级优先级类别类别6.2业务处理软件对单板硬件的需求可实现性评估6.3单板软件与硬件的接口关系和实现方案图3单板软件简要框图7 7单板基本逻辑需求和配套方案单板基本逻辑需求

13、和配套方案7.17.1.1单板内可编程逻辑设计需求功能需求7.1.2性能需求7.1.3其他需求7.1.4支持的接口类型及接口速率7.1.5需求列表表3 逻辑设计需求列表需求标识需求标识需求描述需求描述优先级优先级类别类别7.27.2.1单板逻辑的配套方案基本逻辑的功能方案说明图4单板逻辑简要框图7.2.2基本逻辑的支持方案8 8单板大规模逻辑需求单板大规模逻辑需求8.1功能需求8.2性能需求8.3其它需求8.4大规模逻辑与其他单元的接口9 9单板的产品化设计方案单板的产品化设计方案9.1可靠性综合设计9.1.1单板可靠性指标要求1）产品规格书文件中对本板的可靠性指标要求（直接引用）：2）单板失

14、效率（FITs）估算表，1FIT110exp(-9)（1/h）表4 单板失效率估算表单板型号单板型号预计人员预计人员注意：一般情况下只需要填写“器件数量”一列；如有必要，可以修改下列经验值，或增加新的特殊器件（替换“其他”项，并修改经验值）。1FIT10 exp(-9)（1/h）单个器件故障率单个器件故障率所有该类器件的故障所有该类器件的故障器件类型器件类型电阻电容器二次模块电源专用集成芯片数字逻辑电路芯片、接口电路芯片、线性电路芯片厚膜、音频及通信网口变压器感性器件继电器及接触器晶体振荡器滤波器00000518401500000估计器件数量估计器件数量(N)(N)经验值（经验值（FITFIT

15、）0000010020500000率率 N N（FITFIT）接插件开关、保险管套件、显示器件晶体管、光电耦合器传感器光电器件激光驱动器光分路器波分复用器光纤衰减器光开关射频功率放大器IC射频开关电池风扇其他1其他20000000000000000总计总计（10(exp-9)10(exp-9)1/h1/h）121044018007001200500300600801002530000000000000000000000!Zero Divide!Zero Divide估计等效估计等效MTBFMTBF 1 /1 /总计总计（小时）（小时）注意：如果以上的单元格发生了更改，请务必选定最右列，然后按注

16、意：如果以上的单元格发生了更改，请务必选定最右列，然后按 F9 F9，更新计算结果。，更新计算结果。提示：上表中的数据仅用于估算，不需要严格准确。一般要求关键器件（单个FIT值较大的）应当精确到一个；对于数量较多、单个FIT值较小的阻容类元件和普通集成电路，数量误差小于20即可。估算结果是否能符合系统产品规格书文件中要求的标准：有关本板可靠性指标的实际保障措施参见本章其他各小节。3）故障定位率措施：9.1.2单板故障管理设计1）主要故障模式（FMEA）和检测措施分析表5 板间接口信号故障模式分析表严酷严酷故障模故障模 对本板对本板信号名称信号名称式式的影响的影响对系统的最终影响对系统的最终影响

17、别别（改（改进前）进前）议增加）议增加）（建议（建议加）加）增加）增加）进后）进后）检测灵检测灵补偿措施补偿措施度类度类 故障检测方法故障检测方法（建（建 敏度敏度（建议增（建议增别别（改（改度类度类严酷严酷state_ne常高，MPU对网 对MMPU板无意义，IIt0：1 断路板主备 有GE接口单板如状态判 LPU板需要利用该断错误 信号控制 VSC7132。从控制通道，定时定时检如发现某 III冗余读取 MNET板测主备状态NET板状态信号错误，告警从控制通道，定时定时检如发现某 III冗余读取 MNET板测主备状态NET板状态信号错误，告警协议保证检测频率，与风扇框通信中断后，建议查询各

18、单板温度，必要时可单板断电常低，MPU对网 对MMPU板无意义，II短路板主备 有GE接口单板如状态判 LPU板需要利用该断错误 信号控制 VSC7132。PWR_COM0常高、与电源 与电源框、风扇框II_RX+-常低、框、风扇串口通信中断短路、框串口断路通信中断2）硬件故障管理需求3）软件故障管理需求4）测试验证需求9.2可维护性设计1）MTTR（平均修复时间）估计值及依据2）单板自检和上报功能方案3）单板及部件更换/现场调试可达性实现方案4）防差错设计和标识方法5）维修操作中对设备本身及人身安全保障的设计6）易损部件的通用性和互换性9.39.3.1单板整体 EMC、安规、防护和环境适应性

19、设计单板整体 EMC 设计9.3.2单板安规设计9.3.3环境适应性设计9.4可测试性设计9.4.1单板可测试性设计需求9.4.2单板主要可测试性实现方案9.5电源设计9.5.1单板总功耗估算9.5.2单板电源电压、功率分配表表6 单板电源电压、功率分配表单板内供电需求（单板输入额定电压单板内供电需求（单板输入额定电压 V V 芯片芯片/器件器件数量数量 VPEF22824SDRAMFLASHL64324PHY其他总功率（W）总电流（A）24路3pcs1pcs1pcs2pcs3W5W10W15W5W2A单板输入总功耗根据单板的供电方案、各级转换效率计算出单板的输入功率；（W）如示例中：单板的供

20、电结构为：48V通过效率为 85的二次模块输出，通过线性电源芯片由转换而成，由通过效率为82的电源模块转换而成，则输入功率为：Pin=*2A+15W+/=9.5.3单板供电设计9.6热设计及单板温度监控9.6.1各单元功耗和热参数分析表7 关键器件热参数描述表功耗功耗结壳热阻结壳热阻关键器件名称关键器件名称最大值最大值值值值值典型典型最小最小封装型式封装型式封装尺寸封装尺寸(JC)JC)9.6.2单板热设计9.6.3单板温度监控设计9.7单板工艺设计9.7.1关键器件工艺性及 PCB 基材、尺寸设计9.7.2单板工艺路线设计9.7.3单板工艺互连可靠性设计9.8器件工程可靠性需求分析9.8.1

21、与器件相关的产品工程规格（可选）9.8.2器件工程可靠性需求分析1）器件的质量可靠性要求a）产品器件质量可靠性指导政策b）有特殊可靠性需求的器件表8 特殊质量要求器件列表器件类别或单元器件类别或单元从可靠性角度考虑推荐优选方案从可靠性角度考虑推荐优选方案类别类别2）机械应力备注备注表9 特殊器件加工要求列表对器件选用和对器件选用和器件型号器件型号对产品加工的要求对产品加工的要求应用的要求应用的要求原因原因3）可加工性4）电应力5）环境应力表10 器件工作环境影响因素列表应用对象应用对象6）温度应力具体表现具体表现原因原因预防措施预防措施7）寿命与可维护性表11 器件寿命及维护措施列表器件类别器

22、件类别具体寿命具体寿命影响寿命的主要因素影响寿命的主要因素预防措施预防措施9.9信号完整性分析规划9.9.1关键器件及相关信息表12 关键器件及相关信息是否有是否有器件名称器件名称器件功能器件功能器件封装器件封装对外接口类型、对外接口类型、物理实现难度简述物理实现难度简述IBIS/SPICEIBIS/SPICE模型模型 电平种类及速率电平种类及速率（是否高密高速）（是否高密高速）说明：IBIS：Input/OutputBufferInformationSpecification（输入/输出缓冲信息规范）9.9.2物理实现关键技术分析1）信号完整性分析的对象和要求。2）各类高速信号间时序容限要求

23、和保障措施分析9.10单板结构设计1）拉手条要求、指示灯和面板开关的分布、紧固件设计要求。2）线缆、结构件、扣板、接插件、散热器、屏蔽盒等部件的结构匹配方式，及承载电流、频率、热插拨设计，可装配性分析。1010开发环境开发环境1111其他其他参考资料清单：参考资料清单：1D.B.Leeson,“A SimpleModelof FeedbackOscillatorNoiseSpectrum,”Proc.IEEE,pp329-330,February 1966（英文文章格式）2D.Wolaver,Phase-Locked Loop Circuit Design,Prentice Hall,New Jersey,1991（英文书籍格式）345