硬件单板详细设计文档模板.doc

请输入密级. 请输入密级 单板硬件详细设计报告 目 录1概述81.1背景81.2单板功能描述81.3单板运行环境说明81.4重要性能指标81.5单板功耗81.6必要的预备知识(可选)82关键器件93单板各单元详细说明93.1单板功能单元划分和业务描述93.2单元详细描述93.2.1单元193.2.2单元2103.3单元间配合描述113.3.1总线设计113.3.2时钟分配113.3.3单板上电、复位设计113.3.4各单元间的时序关系113.3.5单板整体可测试性设计123.3.6软件加载方式说明123.3.7基本逻辑和大规模逻辑加载方式说明124硬件对外接口124.1板际接口124.2系统接口134.3软件接口134.4大规模逻辑接口134.5调测接口134.6用户接口145单板可靠性综合设计说明145.1单板可靠性指标145.2单板故障管理设计145.2.1主要故障模式和改进措施145.2.2故障定位率计算155.2.3冗余单元倒换成功率计算155.2.4冗余单板倒换流程156单板可维护性设计说明167单板信号完整性设计说明167.1关键器件及相关信息167.2关键信号时序要求167.3信号串扰、毛刺、过冲的限制范围和保障措施：177.4其他重要信号及相关处理方案177.5物理实现关键技术分析178单板电源设计说明178.1单板供电原理框图178.2单板电源各功能模块详细设计179器件应用可靠性设计说明189.1单板器件可靠应用分析结论189.2器件工程可靠性需求符合度分析199.2.1器件质量可靠性要求199.2.2机械应力199.2.3可加工性199.2.4电应力199.2.5环境应力199.2.6温度应力199.2.7寿命及可维护性209.3固有失效率较高器件改进对策209.4上、下电过程分析209.4.1上下电浪涌209.4.2器件的上下电要求219.5器件可靠应用薄弱点分析219.6器件离散及最坏情况分析2110单板热设计说明2211EMC、ESD、防护及安规设计说明2211.1单板电源、地的分配图2211.2关键器件和关键信号的EMC设计2311.3防护设计2311.4安规设计2311.4.1安规器件清单2311.4.2安规实现方案说明2412单板工艺设计说明2412.1PCB工艺设计2412.2工艺路线设计2412.3工艺互连可靠性分析2412.4元器件工艺解决方案2412.5单板工艺结构设计2512.6新工艺详细设计方案2513单板结构设计说明2513.1拉手条或机箱结构2513.2指示灯、面板开关2513.3紧固件2613.4特殊器件结构配套设计2614其他2615附件2615.1安规器件清单2615.2FMEA分析结果27表目录表1性能指标描述表7表2本单板与其他单板的接口信号表11表3单板可靠性指标评估表13表4器件级FMEA分析重点问题汇总表14表5关键器件及相关信息15表6关键信号时序要求15表7器件可靠性应用隐患分析表17表8器件性能离散情况分析表20表9单板器件热设计分析表21表10安规器件清单22表11安规器件汇总表25图目录图1XXX8图2XXX9图3总线分配示意图10图4时钟分配示意图10图5复位逻辑示意图10图6XX时序关系图11图7XX接口时序图12图8单板供电架构框图16图9单板电源、地分配图21如果没有表目录，则定稿后删除表目录及相关内容； 如果没有图目录，则定稿后删除图目录及相关内容。定稿后，请注意刷新目录。 单板硬件详细设计报告关键词：摘 要：缩略语清单：缩略语英文全名中文解释1 概述1.1 背景1） 该文档对应的单板硬件正式名称和版本号；2） 简要说明单板在系统中的位置、作用、采用的标准。1.2 单板功能描述1.3 单板运行环境说明1.4 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要求说明1.5 单板功耗1.6 必要的预备知识(可选)2 关键器件3 单板各单元详细说明3.1 单板功能单元划分和业务描述3.2 单元详细描述3.2.1 单元11. 单元1功能描述图1 XXX2. 单元1与其他单元的接口3. 单元1的实现方式4. 单元1可测试性设计3.2.2 单元21. 单元2功能描述图2 XXX2. 单元2与其他单元的接口3. 单元2的实现方式4. 单元2可测试性设计3.3 单元间配合描述3.3.1 总线设计图3 总线分配示意图3.3.2 时钟分配图4 时钟分配示意图3.3.3 单板上电、复位设计图5 复位逻辑示意图3.3.4 各单元间的时序关系图6 XX时序关系图3.3.5 单板整体可测试性设计3.3.6 软件加载方式说明3.3.7 基本逻辑和大规模逻辑加载方式说明4 硬件对外接口4.1 板际接口表2 本单板与其他单板的接口信号表本板连接器编号本板信号名称I/O信号功能相连的其他板名称及连接器编号、信号名其他说明图7 XX接口时序图4.2 系统接口4.3 软件接口4.4 大规模逻辑接口4.5 调测接口4.6 用户接口5 单板可靠性综合设计说明5.1 单板可靠性指标表3 单板可靠性指标评估表单板失效率预计值：FIT单板失效率修正值：FIT单板失效率目标值：FIT器件类别器件失效率器件失效率所占比重（）提高可靠性的措施备注说明： “器件失效率所占比重”即某一类（或型号）器件失效率对单板总体失效率的影响比重。分析：5.2 单板故障管理设计。5.2.1 主要故障模式和改进措施1. 器件级FMEA分析重点问题汇总表表4 器件级FMEA分析重点问题汇总表器件名称故障模式 对本板的影响对系统的最终影响严酷度类别（改进前）建议增加故障检测方法建议增加检测灵敏度建议增加补偿措施严酷度类别（改进后）2. 软件故障管理需求3. 硬件故障管理需求 4. 测试验证方案5.2.2 故障定位率计算5.2.3 冗余单元倒换成功率计算5.2.4 冗余单板倒换流程6 单板可维护性设计说明7 单板信号完整性设计说明7.1 关键器件及相关信息表5 关键器件及相关信息器件名称器件功能器件封装是否有IBIS/SPICE模型对外接口类型、电平种类及速率、负载特性物理连接实现方式（高密高速）（如75W点对多点）（如ECL）7.2 关键信号时序要求表6 关键信号时序要求器件名称接口类型及信号名称时钟周期（ns）最大输出有效时间（ns）最小输出保持时间（ns）最小输入建立时间（ns）最小输入保持时间（ns）7.3 信号串扰、毛刺、过冲的限制范围和保障措施：7.4 其他重要信号及相关处理方案7.5 物理实现关键技术分析8 单板电源设计说明8.1 单板供电原理框图图8 单板供电架构框图8.2 单板电源各功能模块详细设计9 器件应用可靠性设计说明9.1 单板器件可靠应用分析结论9.1.1 编码、描述/电路名称：表7 器件可靠性应用隐患分析表器件位号问题分类问题及影响描述严重程度解决措施是否采纳/原因填写指导：1、对存在的问题提出可操作的解决措施，多个解决措施要按重要程度排序2、问题分类选项为：电过应力与浪涌、静电ESD、EMC因素、温度应力、机械应力、潮敏、焊接工艺与焊料、其他环境应力、替代或批次参数容差、器件正常寿命到期、器件厂家设计制造缺陷、3、严重程度包括致命、严重、一般、提示。（一般不考虑致命选项）4、设计不采纳时需注明简要原因。9.2 器件工程可靠性需求符合度分析 9.2.1 器件质量可靠性要求 9.2.2 机械应力9.2.3 可加工性9.2.4 电应力9.2.5 环境应力9.2.6 温度应力9.2.7 寿命及可维护性初始频率准确度+温度频率稳定度+电压变化频率稳定度+负载变化频率稳定度+十年老化率。设计要点：A根据要求的老化率选用合适的频率源类型。B对于低频率晶振，有更低的老化率。C在设计系统时，必须考虑频率源老化对时钟精度的影响。VCTCXO、VCOCXO选取的压控频率范围必须大于其寿命周期内的最大频率偏差范围，频率偏差包括：温度频率稳定度、电压变化频率稳定度、负载变化频率稳定度、十年老化、初始频率准确度。设计时考虑所有频率偏差的总和。b、从单板维修器件故障定位角度出发，提出单板上电自检、故障上报需求；为方便复杂套片、新器件、存储器故障点的定位，需要设计相应的JTAG或功能自测程序，以便故障定位，尽量保证用最小的代价能够判断出是什么器件或功能有问题，是否存在工艺焊接方面的问题等；c、还可以对于ESD敏感等有损伤积累效应的器件，提出生产过程单板测试要求，尽可能在生产过程采取针对性加严测试对策，防止此类问题流向市场，造成市场事故，影响单板返修率。9.3 固有失效率较高器件改进对策序号器件名称/型号器件编码器件预计失效率（F)器件使用数（Q)预计失效率（F*Q)可靠性增长改进对策改进后的预计器件失效率（F1）改进后的器件使用数（Q1)改进后的预计失效率（F1*Q1)1电容2接插件3晶振特殊说明：9.4 上、下电过程分析9.4.1 上下电浪涌9.4.2 器件的上下电要求9.5 器件可靠应用薄弱点分析9.6 器件离散及最坏情况分析编码、描述/电路名称：表8 器件性能离散情况分析表厂家名称厂家型号参数1（单位）参数2（单位）.差异分析结论设计对策测试对策验证对策10 单板热设计说明表9 单板器件热设计分析表器件名称/型号温度(结温/壳温)（）温度降额比（%）是否满足要求注：该表可以通过散热器选型软件（2003年初推出）自动生成。11 EMC、ESD、防护及安规设计说明11.1 单板电源、地的分配图图9 单板电源、地分配图11.2 关键器件和关键信号的EMC设计a) 列举单板设计中时钟、高速信号、复位信号的种类与频率，以及这些信号对EMC的要求，实现的方式。b) 注明对电源有特殊要求（如幅值、纹波、电流等）的关键器件的型号及其EMC要求、实现的方式。c) 对PCB布局布线有特殊要求的关键器件型号及实现的方式。d) 描述对单板有局部屏蔽要求的电路及关键器件型号、实现的方式。e) 描述接口电路的接口类型、速率，对应的器件型号，接口电路的EMC/ EMI 和ESD配套设计。 11.3 防护设计11.4 安规设计11.4.1 安规器件清单表10 安规器件清单模块或单板名称器件/ 部件名称和位置制造商名称 / 商标型号主要技术数据符合标准US/CAN或CCN认证文件编号国际认证类型是否有手册和证书单板2中的安规器件（单板名称）DC/DC converterHoldluck-ZYTPSR70-DInput:-48-60VDCOutput:+3.3V/40A, +5V/34A, +12V/25AUL/ E227062EmersonFusePower connectorLaser modularother11.4.2 安规实现方案说明12 单板工艺设计说明12.1 PCB工艺设计12.2 工艺路线设计12.3 工艺互连可靠性分析12.4 元器件工艺解决方案12.5 单板工艺结构设计12.6 新工艺详细设计方案13 单板结构设计说明13.1 拉手条或机箱结构13.2 指示灯、面板开关a) 指示灯说明b) 拨码开关和跳线说明c) 面板开关或旋钮的说明d) 条码标签的粘贴位置说明13.3 紧固件13.4 特殊器件结构配套设计14 其他15 附件15.1 安规器件清单表11 安规器件汇总表BOM器件类别BOM编码型号