今天，我具體以嵌入式產品的硬件部分為例，講解其開發過程，希望通過這篇文章，大家能對嵌入式硬件開發流程有更深刻的認識，在以后的學習和工作中，更加規范化和標準化，提高開發技能。

嵌入式產品的硬件形態各異，CPU 從簡單的4/8位單片機到32位的ARM處理器，以及其他專用IC。另外，依據產品的不同需求，外圍電路也各不相同，每一次硬件開發過程，都需要依據實際的需求，考慮多方面的因素，選擇最合適的方案來。

01硬件產品需求

和普通的嵌入式產品需求一樣，階段1：產品需求。

02硬件總體設計方案

一個硬件開發項目，它的需求可能來自很多方面，比如市場產品的需要或性能提升的要求等，因此，作為一個硬件設計人員，我們需要主動去了解各個方面的需求并分析，根據系統所要完成的功能，選擇最合適的硬件方案。

在這一階段，我們需要分析整個系統設計的可行性，包括方案中主要器件的可采購性，產品開發投入，項目開發周期預計，開發風險評估等，并針對開發過程中可能遇到的問題，提前選擇應對方案，保證硬件的順利完成。

03硬件電路原理圖設計

在系統方案確定后，我們即可以開展相關的設計工作，原理設計主要包括系統總體設計和詳細設計，最終產生詳細的設計文檔和硬件原理圖。

原理設計和PCB設計是設計人員最主要的兩個工作之一，在原理設計過程中，我們需要規劃硬件內部資源，如系統存儲空間，以及各個外圍電路模塊的實現。

另外，對系統主要的外圍電路，如電源、復位等也需要仔細的考慮，在一些高速設計或特殊應用場合，還需要考慮EMC/EMI等。

電源是保證硬件系統正常工作的基礎，設計中要詳細的分析：系統能夠提供的電源輸入；單板需要產生的電源輸出；各個電源需要提供的電流大小；電源電路效率；各個電源能夠允許的波動范圍；整個電源系統需要的上電順序等等。

為了系統穩定可靠的工作，復位電路的設計也非常重要，如何保證系統不會在外界干擾的情況下異常復位，如何保證在系統運行異常的時候能夠及時復位，以及如何合理的復位，才能保證系統完整的復位后，這些也都是我們在原理設計的時候需要考慮的。

同樣的，時鐘電路的設計也是非常重要的一個方面，一個不好的時鐘電路設計，可能會引起通信產品的數據丟包，產生大的EMI，甚至導致系統不穩定。

原理圖設計中要有“拿來主義”！現在的芯片廠家一般都可以提供參考設計的原理圖，所以要盡量的借助這些資源，在充分理解參考設計的基礎上，做一些自己的發揮。

04PCB圖設計

PCB設計階段，即是將原理圖設計轉化為實際的可加工的PCB線路板，目前主流的PCB設計軟件有PADS、Candence和Protel幾種。PCB設計，尤其是高速PCB，需要考慮EMC/EMI，阻抗控制，信號質量等，對PCB 設計人員的要求比較高。

為了驗證設計的PCB是否符合要求，有的還需要進行PCB仿真。并依據仿真結果調整PCB的布局布線，完成整個的設計。

05PCB加工文件制作與PCB打樣

PCB繪制完成以后，在這一階段，我們需要生成加工廠可識別的加工文件，即常說的光繪文件，將其交給加工廠打樣PCB空板，一般1至4層板可以在一周內完成打樣。

06硬件產品的焊接與調試

在拿到加工廠打樣會的PCB空板以后，接下來我們，需要檢查PCB空板是否和我們設計預期一樣，是否存在明顯的短路或斷痕。

檢查通過后，則需要將前期采購的元器件和PCB空板交由生產廠家進行焊接，如果PCB電路不復雜，為了加快速度，也可以直接手工焊接元器件。

當PCB已經焊接完成后，在調試PCB之前，一定要先認真檢查是否有可見的短路和管腳搭錫等故障，檢查是否有元器件型號放置錯誤，第一腳放置錯誤，漏裝配等問題，然后用萬用表測量各個電源到地的電阻，以檢查是否有短路，這樣可以避免貿然上電后損壞單板。

調試的過程中要有平和的心態，遇見問題是非常正常的，要做的就是多做比較和分析，逐步的排除可能的原因，直致最終調試成功。

在硬件調試過程中，需要經常使用到的調試工具有萬用表和示波器，邏輯分析儀等，用于測試和觀察板內信號電壓和信號質量，信號時序是否滿足要求。

07硬件產品測試

當硬件產品調試通過以后，我們需要對照產品產品的需求說明，一項一項進行測試，確認是否符合預期的要求。

如果達不到要求，則需要對硬件產品進行調試和修改，直到符合產品需求文明，一般都以需求說明文檔作為評判的一句，當然明顯的需求說明錯誤除外。

08硬件產品

我們最終開發的硬件成功。一個完整的，完成符合產品需求的硬件產品還不能說明一個成功的產品開發過程，我們還需要按照預定計劃，準時高質量的完成，才是一個成功的產品開發過程。