华为“老司机”这样说华为硬件开发,解密到底哪里不一样

  在国内提到,无疑是最优秀的公司。所以,硬件创业者从出来的也非常多。这篇文章非常详细的介绍了的流程,非常值得其他者借鉴。

  很多朋友咨询一些硬件问题,发现朋友们没有仔细的看datasheet,也没有好好的做电路分析。我讲一讲华为是怎么做硬件开发的,给正在做硬件开发的朋友一些启示。说的不对的地方,大家批评指正。

  曾经2007年,刚工作2年的时候去一家小公司去面试。当时考题,我感觉我做得很好,面试的时候,对方对我也很认可。但是他当时说:“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”,就一直想去看看。之前对华为的面试一直都不是很感兴趣。之后,就很想有机会去华为看看。2008到了华为。

  我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,想到哪写到哪,欢迎大家批评指正。

  1、 文档,评审,设计。

  2、 华为的硬件领域的人员构成:

  3、 华为的流程

  4、归一化

  5、专题分析

  6、器件选型

  7、白板讲解

  8、问题攻关

  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?”我当时是没有理解的,觉得我一个人就搞定的事情,为啥要这样劳师动众?

  现在反思:

  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。

  2、华为的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。

  华为的硬件领域的人员构成

  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。

  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,同时华为也去咨询过爱立信,爱立信的硬件开发,完全没有流程一说。

  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(Product DataManagement)。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。

  有朋友感慨,说他感受到了“精细化流程管理,让每个人都是螺丝钉”;也有前同事感慨“团队开发是战无不胜的”;也有朋友说“信息安全啊”。哈哈哈。

  我现在也不是华为员工了,其中也不涉及华为的文档,更多是个人的感悟,没有透露华为的什么机密;就算是机密也是我脑子里面的内容;何况这些内容,也没啥好机密的; 我只是想帮助到更多工作在硬件岗位的朋友,也想大家看了能在公众账号给我一些反馈,大家探讨一下。

  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两个: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

  网络架构归一化

  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。

  5,“专题分析”是设计硬件最核心的工作,而不是画原理图

  因为今天是周末,写点轻松点的。

  先说个故事,传说哈,大家当笑话听。

  早期,我大中华自研的潜艇,都是海蓝色的,跟军舰一样颜色“蓝灰色”。后来我大海军去参观前苏联的军事演习,发现俄国人的潜艇不是蓝色的,是黑色的。于是 回来大讨论,为啥俄国人的潜艇是黑色的。猜想:一定是黑色在夜里面不容易被发现,所以油漆成黑色的。于是全国油漆大运动。后来才知道,原来俄国人的黑色不 是油漆,是黑色的橡胶,消声瓦。于是我们也贴橡胶,可是我们贴了橡胶之后就潜艇跑不动了,因为我们的潜艇的动力不如别人。(以上故事纯属虚构,如有雷同, 请把发生时间改为清朝。)

  为啥在这里说这个照葫芦画瓢失败的故事呢。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。

  硬件工程师工作流程

  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。

连接器模具

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