控制器硬件开发程序

控制器硬件开发程序

1.0 目的

对控制器的硬件开发的全过程实施有效控制，确保开发出的控制器的硬件能够满足客户的要求和相应的国家标准。

2.0 范围

适用于控制器新产品的开发、定型产品的改进等。

3.0 职责

在有设计需求的情况下成立开发小组，小组成员由产品开发主管、硬件工程师、测试工程师和可靠性工程师组成。

产品开发主管负责编制并监督执行项目开发计划，以及设计和开发过程的组织，协调和管理工作，组织设计评审、设计验证、设计确认工作。

硬件工程师负责硬件电路的选型、设计、PCB板设计及调试工作。

测试工程师负责硬件电路样机及成品的测试工作。

可靠性工程师负责硬件电路的可靠性设计和验证工作。

4.0 工作程序

4.1 开发小组的成立

产品开发主管根据开发任务组建硬件开发小组，编制《硬件产品开发计划》，计划经上级批准后开始实施。《硬件产品开发计划》包括以下内容： ∙ 设计和开发的阶段。

∙ 适合各阶段的设计评审、验证和确认活动以及这些活动所需的资料等。

∙ 每个阶段的任务、责任人、进度要求。

《开发计划》应随设计和开发进展的调整而及时更新，经项目组同意后报上级人员批准后执行。

4.2 设计输入

4.2.1 《设计技术任务书》的编写

开发主管根据开发任务要求编制《硬件设计技术任务书》，《硬件设计技术任务书》应明确规定对设计的要求，内容可包括：

∙ 产品的功能、性能和结构要求。

∙ 被控对象对硬件电路的控制要求。

∙ 硬件电路的使用环境要求。

∙ 线路板的形状、尺寸、安装要求。

∙ 被控对象的特殊保护要求。

∙ 输入信号的数量、类型。

∙ 输出信号的数量、类型、负载能力等。

∙ 电源的类型和要求。

∙ 通信方式、协议要求。

∙ 需通过的检验标准。

∙ 以及其它所必需的要求，如安全、包装、贮存、经济性等方面的要求等。

4.2.2 《硬件设计技术任务书》的评审

由产品开发主管组织有关技术人员对《硬件设计技术任务书》进行评审。对其中不完善、不合理的要求予以解决。评审内容可以包括对《硬件设计技术任务书》中的一些要求的确认：

∙ 确认其内容是否符合被控对象的控制要求。

∙ 确认其内容是否符合可靠性设计的要求。

∙ 确认其内容是否符合所适用的标准。

∙ 控制要求是否合理、可行。

4.3 设计输出和设计评审

4.3.1 初步技术设计

设计人员根据《硬件设计技术任务书》的要求编制《硬件设计方案说明书》，包括绘制硬件电路原理图、主要元器件选用方案，如有必要，进行相关的计算。

4.3.1.1 《硬件设计方案说明书》

《硬件设计方案说明书》的内容包括：

硬件电路的主要部件或主要模块、主要工作原理、国内外同类产品水平分析比较以及与现有产品的异同点比较、关键元器件、特殊材料、货源分析、成本方面的分析等等。

4.3.2 初步技术设计评审

初步技术设计完成后，产品开发主管组织有关人员进行初步设计评审。评审的内容包括：

∙ 满足《硬件设计技术任务书》的程度。

∙ 设计思想的合理性、可行性、可靠性等。

∙ 技术水平与同类产品的比较。

∙ 经济性。

∙ 元器件采购供应的可能性。

4.3.3 由开发小组整理出《初步设计评审报告》，记录评审的结果及评审后应进行的更改和调整。开发主管对评审中要求采取的措施的执行情况进行监督。

4.4 详细技术设计

硬件工程师和可靠性工程师在初步设计评审的基础上完成硬件电路的设计，包括硬件电路原理图、PCB图、元器件清单、输入/输出接线图、使用说明书以及PCB板承制方的选择等。

4.5 详细设计评审

所有硬件电路原理图、PCB图等完成后即可进行详细设计评审。

4.5.1由硬件工程师介绍硬件电路原理图、PCB图、元器件的情况，可靠性工程师介绍可靠性设计的情况。

4.5.2 由评审小组对硬件电路的详细设计进行评审。

4.5.3 产品开发主管负责收集和整理评审意见，达成一致意见后制定《设计更改计划》下发执行。

4.5.4 重复4.5.3的步骤，直至评审小组对设计达成共识，设计评审完成。 4.5.5 测试工程师根据所需的测试项目，编制《测试项目清单》。

4.6 样机试制和调试

4.6.1 设计评审完成后可以进行PCB板的加工和样机的制作，所需的元器件由采购部根据元器件清单购买。

4.6.2 样机制作完成后由硬件工程师进行加电调试，确保硬件电路通电正常。

4.6.3 如果该电路中含有可编程的微控制器部件，系统工作需要软件的支持，则在样机通电正常之后，由硬件工程师和软件工程师共同进行调试工作。

5.0 测试

5.1 模拟测试

样机通过硬件工程师的调试后（如果包含软件，则还需要软件工程师参加调试），由测试工程师负责对该样机进行模拟测试，以验证该硬件电路和软件满足《设计任务书》中的要求。

5.1.1 测试工程师根据《测试项目清单》对样机逐项进行模拟测试，测试完成后，由测试工程师编制《测试报告》。

5.1.2 测试内容可以包括：

∙ 各种根据控制要求的功能测试；

∙ 根据《控制器检验、实施标准》对系统进行相关的EMC测试；

∙ 《测试项目清单》中的其它测试项目；

5.1.3 测试的结果反馈到产品开发小组，针对测试中发现的问题，由产品开发主管负责召集有关人员进行讨论，拿出整改办法，并交相关人员进行整改。 如果整改涉及到原理图或PCB的改动，则需重新设计原理图和PCB板，并重复4.6章节以后的步骤，直至产品测试符合《设计任务书》的要求。

5.1.4 通过模拟测试的硬件电路，经过相关修改和完善之后，制作正式样机。

5.2 正式样机的测试

5.2.1正式样机制作完成后，再由测试工程师对其进行测试，测试方法和内容与5.0章节中所述相同。

5.2.2 正式样机测试通过之后，就可以将控制器的软硬件提供给被控对象，并与之装成一套完整的系统。

5.3 整机测试

整机装配完成之后，提供给性能实验室，根据整机的测试项目进行测试。根据实际的测试结果，对软硬件进行相应的修改，然后再次进行测试，直至达到设计要求，在此过程中硬件工程师和测试工程师跟进。

6.0 整机样机的实际使用验证

最终确认的样机，应进行至少三个月的实际使用验证，根据使用情况填写《新产品试用报告》。

7.0 控制器硬件的设计确认和评审

7.1 资料准备