本帖最后由 look_w 于 2017-9-22 21:36 编辑
开发流程经验：
图2 硬件开发流程框图2
基本思想是使每一步流程具有严密的逻辑；每一步流程可操作；每一步流程的输入、操作及输出受控。
1、硬件系统需求
硬件系统需求直接来源于对产品需求的分解。个人觉得产品需求下尽量不要存在产品系统方案或总体方案等文档，再由系统方案分解出硬件、电源、软件、机械等需求。原因在于：
(1) 个人觉得，这样的文档体系过于复杂，维护成本过高；
(2) 另一点是在实际工作中的体会，一般这样的文档是需要多个专业组共同维护的，这种公共文档存在极高的出错可能。一方面，在变更管理中，各个专业组的受影响文档往往仅会到专业组需求级，而“惯性”地遗忘系统方案这一上层文档，造成公共文档处于无人维护状态；另一方面，即使某一专业组在变更管理中对公共文档进行了维护，但由于这份文档牵涉到其它专业组，存在误更改的风险。最后，系统方案等上层文档往往是由系统工程师完成的，由于其所处的层次，往往在文档撰写中具有随意性，会将某个专业组的需求放大或加入不相关的需求，从而造成测试的困难。比如，系统方案对硬件的描述为“具有报警音功能，且音量符合XX标准。”音量符合XX标准，往往应该是整机需要验证的内容，但现在却加入到了硬件需求中，而硬件可能并不具备相关的标准知识和测试手段去验证它，这就造成了无法封闭的可能性。
在硬件系统需求阶段时，除了归档《硬件系统需求》文档外，还应当归档《硬件系统测试方案》。这样做的原因在于：在归档技术文件进行测试前，研发人员会对硬件各个版本进行自测，而此时测试方案未归档受控，这就存在“作假”的可能性，比如按照某一条判断标准，某项测试是不能通过的，如果分析认为此项FAIL不会带来影响，便不会从根本上去查找原因并进行更改，反而可能通过修改判断标准让此项测试得以PASS。另一方面，在需求提出时，测试方案也就应该提出了，测试项与需求项是一一对应的。
在撰写需求和测试需求时，个人认为需要注意以下几点：
(1) 对应性。硬件需求应与产品需求对应，不可多也不可少。少了则意味着需求没有被完全分解，有遗漏项；多了则意味着有错误的需求或不相关的需求。同理，测试方案应与需求对应，同样是不可多也不可少。
(2) 准确性。需求是可验证的。所谓可验证，最简单的方法就是让很多个从未从事过此项测试工作的人，按照撰写的测试需求，可以进行测试操作并且得出的结论一致。下面这个例子便属于需求不准确所造成的不可验证：某项测试标准为“LED灯发出明亮的红光。”粗略一看，似乎没有什么问题，但如果实际去测试，就会发现“明亮的”无法验证，或者说不同的人去测试很有可能会得出不同的结论。
2、硬件系统方案
根据硬件系统需求，得到硬件系统方案，为硬件单元划分、互连的重要参考文档，关系硬件系统的架构。
方案文档体现的是设计指导，是一种过程文档。虽然在一些审查中，不会被关注，因为审查一般的思维是“我需要实现什么需求？”和“这个需求最终有没有被验证实现”，因此其关注的重点更多在于需求类文档和测试类文档。但不能由此就轻视了方案文档。不同的设计虽然可以实现同样的功能，但一个好的稳定的方案，可以减少后续因不满足需求而导致的方案更改，同时还可使产品获得更高的性能、更低的成本。
3、硬件单元需求
硬件单元为最小可验证功能单元，不一定是指某一个单板，可能是实现某一个功能的所有单板组合。硬件单元需求来源于硬件系统需求，需与其对应。在归档硬件单元需求时，同样也需要归档硬件单元测试需求。
4、硬件单元方案
根据硬件单元需求，得到硬件单元方案，为硬件板卡原理图和PCB设计的重要参考文档。
5、硬件单元测试
硬件单元测试是对硬件单元需求的验证，其是在硬件单元测试方案的指导下进行的。
如前所述，硬件单元测试需在板卡技术文件生效后进行。除此之外，还需要将测试用到的软件和工装生效，如果借用以前的工装，需要保证工装在校准有效期内；测试设备也同样需在校准有效期内。这样，测试所需的输入便全部受控。
测试过程中，需要严格按照测试需求执行操作，并准确记录结果，每一项测试都应记录测试人和测试时间。
测试完成后，需要输出并归档测试报告。如果测试发现问题，个人理解有两种封闭方法，有时考虑到更改成本，可以进行风险分析，按照严重程度和发生概率，如果在ACC内，便可通过出风险分析报告进行封闭；另一种方法则是启动变更管理对设计进行更改，升版DHF和DMR，并重新进行测试。
6、硬件系统测试
硬件系统测试是对硬件系统需求的验证，其是在硬件系统测试方案的指导下进行的。
同样，在测试前，需将所有的输入归档受控；测试过程中，严格执行和记录；测试完成后，进行报告归档及问题处理。
开发排除故障： 学生频繁出现“卡壳”现象：看似很简单的设计，却死活调不出来，人都快疯掉了。大约一周前，小陈来找我的时候，一副悬崖上抓不牢树枝，就想自己松手跳崖的样子，猴急的都想给我说难听话了。这两天，小陈的问题找到了，解决了，又快乐了。但是常伟的问题又来啦。
用MSP430F169单片机给程控增益放大器PGA280实施SPI控制，正常，同一个单片机给一个24位ADS1259实施控制，也正常。但是两个同时都焊上，用CS片选分别控制，就不行了。问题就这么简单，却让他焦头烂额。
解决问题是迟早的事情，我不担心，并且发现问题解决问题，本身就是对他们的锻炼，我才高兴呢。但是，我发现他们无一例外的，都陷入了一种混乱的状态：出现问题，开始左试试，右试试，有时成功了，高兴了，吃饭回来，又不行了，接着试。就这么反复折腾，总有崩溃的时候，就开始发火，焦躁，然后满世界找人帮忙，特别像落水以后找稻草。这种状态持续3天以上，他们就开始对我发火了。
我告诉他们：故障出现是好事，第一锻炼了你们，第二排除了隐患。不到万不得已的时候，我是不会出马的，我只需要教会他们排查故障的三大必须，就可以了。
排查故障是一门学问，深得很。但笼而统之，就三大必须，有了这三条，没有排查不了的故障：第一、心态，第二、策略，第三、耐心。
第一条心态 你必须对出现的故障，有强烈的感激。谢谢上天给了我这个机会，我要牢牢把握住。你可以想象自己是福尔摩斯，已经好几个月没有接活了，和华生天天闲聊已经没有意思了，急切希望有个案子，苏格兰场束手无策了，等着你出马了。只有这种心态，才能让你能够在后续的长期斗争中保持亢奋的头脑、缜密的思路以及足够的耐心。
我最大的特点就在于此。学生给我汇报故障的时候，我通常是特别兴奋，一字一句听，像听考题一样，他们漫不经心的，我的眼睛却犀利如刀。我特别希望我的学生能够学会这一点。
第二条策略
这是技术活。细讲太多，粗粗说点儿。
1)让故障重复出现，避免随机性故障。对随机性故障，我找机会另说。
2)保护故障现场，不轻易乱动。动的无论是软件还是硬件，都应保证可以恢复。因此，别随意焊下芯片，焊下的芯片也要放好，能找回来。另外，软件一定要按照序号备份。
3)不要一次做两个以上的改变。
4)养成习惯，用个小本记录所有的动作和事实。换了个电源，看似小事，有可能由A故障变成了B故障，你脑子就乱了。因此，如果要换电源，也要记录。
5)重视仪器和操作方法。每次记录事实，一定要确保事实是真的。
6)学会用逻辑的思维。主要是，造成这种故障现象的可能性有多少种，一一列出，可能性最大的到可能性最小的。
7)学会排查次序。影响排查次序的有两个主要因素，第一故障可能性，第二排查难度。我们当然要先试探可能性最大的，且排查难度最小的。但是两者并不总是这么巧。比如，你怀疑是A芯片坏了，这可能性最大。但是把它焊下来很费劲，排查实施难度较大，就可以先排查别的可能。这一项有点运气成分，也有点经验成分。
8)学会二分法并巧妙使用。二分法，就是把故障分为两部分(或者三部分，别太多，否则会乱)，然后制造一些情况，想办法确定是哪部分，然后再细分，逐渐缩小包围圈。以前日本鬼子查城区里面哪里在发报，就用这方法：一个区域一个区域停电，看哪里一停电就导致电报信号消失，就能确定发报者在哪个区域，然后再缩小区域停电，最终找到我们的地下工作者。几句话还是说不清，我找机会再说吧。
当按照这种缜密的思维方式，罗列了所有故障可能性，且一一排查均无结果的时候，你应该更加亢奋。就像给一个1k电阻加了一个1V直流电压，测量的电流却不是1mA一样，你应该有这种心态：活见鬼了，难道欧姆定律都不成立了吗?
此时，找老师，找朋友，找什么人都行。但是，有谁做到这一步呢?多数学生都在这个阶段，彻底崩溃了。
第三条，足够的耐心
我曾遇到一个故障，就是电源电流太大。密密麻麻一大堆芯片，工作也算正常着，就是电源指示电流偏大，我知道一定是哪里短路了或者临近短路了。但是怎么查啊?关键是整个系统工作是正常的。
当时我自己告诫自己，要耐心，我不同于一般人，我有足够的耐心一定能查到。于是，我先用放大镜把板子上所有位置都看了一遍，看有没有焊接短路或者飞溅焊锡，花了很久时间，记不得了。然后，我看着电脑上的PCB图，把所有在10mil附近的间距，都用万用表查了一遍，还是没有。有点恼火了，于是我又告诫自己，不是一般人，不是一般人，接着来。
这次我干什么了呢?谁也不会想到我有多大的恒心：我计划把芯片的每一个管脚，或者叫电路板中的每一个节点，都和其它不应该连接的节点，都测一遍。这得测量多少次啊?但我豁出去了。于是，我开始干了。好在当时的芯片，都是DIP封装的，管脚不是甚多，我一个个查，终于查到了。其实时间也不是太长，一两个小时而已。
结果是，两根完全不相干的输出线，短接了，而电阻不是0，记不得是多少，大约就是几个欧姆的样子。我左看右看，他们都不会相连，只有一段大约几个厘米的区间，它们两根线平行走过。我割断，不短路了，短路局限在10cm左右了，再割断，最后局限在1cm左右的空间中，两线平行，但是短路。而两线的间距有差不多3个mm。
这板子已经被我折腾的不成样子了，但留下了一个千古疑问：两根间距3mm的线，在1cm长度内，居然短路了。我用放大镜看着，没有痕迹。我举起来对着刺眼的台灯，仔细看，一条细细的痕迹出现了，那么细，那么曲里拐弯，就有一根不透明的细线。
我举起割刀，在3mm的间距中深深的割了几刀，短路消失了。
这是上世纪九十年代中期的故事，我记忆犹新。
没有如我当时之耐心，这样的故障是难以查到的。
可能会有人说，这是一个个案，印制板的质量不好，你查到又有什么用呢?板子已经废了。但我有不同的认识，查到了，我就可以拍胸脯了，自信心比什么都重要。至今我仍然能够保持足够的自信，学生遇到问题，我不急，慢慢查着去，过了我的期限，我绝不相信，到我这里还查不出来。
心态好，有缜密的策略，有足够的超乎寻常的耐心，是排查故障的三大必须。很多人可能会注重技术性的策略，这当然很重要。但我发现，最重要的恰恰是第一条和第三条，它们不是想学就能学到的，而是要悟要养的。 |
