華為“老司機”這樣說(shuō)華為硬件開(kāi)發(fā)，解密到底哪里不一樣

　　在國內提到硬件開(kāi)發(fā)，華為無(wú)疑是最優(yōu)秀的公司。所以，硬件創(chuàng )業(yè)者從華為出來(lái)的也非常多。這篇文章非常詳細的介紹了華為硬件開(kāi)發(fā)的流程，非常值得其他硬件開(kāi)發(fā)者借鑒。

　　很多朋友咨詢(xún)一些硬件問(wèn)題，發(fā)現朋友們沒(méi)有仔細的看datasheet，也沒(méi)有好好的做電路分析。我講一講華為是怎么做硬件開(kāi)發(fā)的，給正在做硬件開(kāi)發(fā)的朋友一些啟示。說(shuō)的不對的地方，大家批評指正。

　　曾經(jīng)2007年，剛工作2年的時(shí)候去一家小公司去面試。當時(shí)考題，我感覺(jué)我做得很好，面試的時(shí)候，對方對我也很認可。但是他當時(shí)說(shuō)：“我需要招一個(gè)，在大公司待過(guò)的，最好知道硬件開(kāi)發(fā)流程和規范的。雖然你題答得不錯，但是我們需要一個(gè)有豐富經(jīng)驗的，最好在華為待過(guò)的?！?/p>

　　當時(shí)，我就在想“華為的規范和流程是啥樣的”，就一直想去看看。之前對華為的面試一直都不是很感興趣。之后，就很想有機會(huì )去華為看看。2008到了華為。

　　我能想到的華為硬件開(kāi)發(fā)的幾個(gè)不一樣的點(diǎn)，跟大家分享一下，想到哪寫(xiě)到哪，歡迎大家批評指正。

　　1、 文檔，評審，設計。

　　2、 華為的硬件領(lǐng)域的人員構成：

　　3、 華為的流程

　　4、歸一化

　　5、專(zhuān)題分析

　　6、器件選型

　　7、白板講解

　　8、問(wèn)題攻關(guān)

　　1、文檔，評審，設計。

　　當時(shí)剛入職時(shí)，三個(gè)人做一個(gè)電路板。雖然電路復雜一些，還是有一些人力過(guò)剩的。所以，我就被安排去寫(xiě)一個(gè)PCI轉UART的邏輯。

　　我當時(shí)是新員工，也急于表現自己，利用周末的時(shí)間，估計用了一周的時(shí)間，就寫(xiě)完代碼，開(kāi)始仿真了。我以為我的導師兼主管會(huì )表?yè)P一下，結果沒(méi)有，他說(shuō)：“你 為什么沒(méi)有召集大家討論?然后再寫(xiě)方案，評審?然后再動(dòng)手寫(xiě)代碼?”我當時(shí)是沒(méi)有理解的，覺(jué)得我一個(gè)人就搞定的事情，為啥要這樣勞師動(dòng)眾?

　　現在反思：

　　第一、 從主管的角度，不知道新員工的個(gè)人能力，你能把做的事情講清楚了，他才放心。

　　第二、 從公司的角度，有一套流程來(lái)保證項目的交付。那么則不再太依賴(lài)某個(gè)人的個(gè)人能力，任何一個(gè)人的離職，都不會(huì )影響項目的交付。這也是華為最了不起的地方，把 復雜的項目拆得非常細碎，這樣不需要特別牛的人來(lái)交付項目。這是為什么華為的工程師的收入是思科的N分之一。

　　第三、 從效果角度，畢竟一個(gè)人的想法是有限的，把想法文檔化的過(guò)程，就是整理思路的過(guò)程;討論的過(guò)程，就是收集你自己沒(méi)有想到的過(guò)程。正式的評審，是大家達成意見(jiàn)的過(guò)程。提前討論，讓相關(guān)的人都參與到你的設計中，總比你設計完了，被別人指出一個(gè)致命的問(wèn)題要強得多。

　　就是因為華為把一項工作拆散了，所以溝通，文檔，評審，討論，變得非常重要。

　　這個(gè)工作模式的缺點(diǎn)，也是顯而易見(jiàn)，溝通成本高，工作效率低。

　　2、華為的硬件領(lǐng)域的人員構成：

　　在華為內部里面，人員角色非常多。硬件的人是對產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，端到端負責的。

　　做單板硬件工程師，可以涉獵最多的領(lǐng)域，同時(shí)也是工作內容最雜，接觸人最多，扯皮的最多的工種。

　　華為的硬件領(lǐng)域的人員構成

　　但是也因為有人專(zhuān)門(mén)負責畫(huà)PCB、EMC、電源、邏輯，原本硬件工程師應該做的領(lǐng)域。那么硬件工程師就武功盡廢，變成“連連線(xiàn)”。

　　其實(shí)不然，正是由于每個(gè)人都是一個(gè)小的領(lǐng)域，沒(méi)有人統領(lǐng)，所以一個(gè)好的硬件經(jīng)理的作用非常的重要，是貫穿所有領(lǐng)域和全部流程的關(guān)鍵角色。

　　正如原來(lái)華為內部論壇上有一個(gè)人比喻的，硬件工程師更像是處理器里面的“Cache”，是所有環(huán)節的中轉站。

　　大公司把人的分工分的這么細，也是防止某一撥掌握了太多公司的核心技術(shù)，出去單搞了。

　　3、華為的流程

　　其實(shí)華為的流程，很多人都知道IPD流程是從IBM來(lái)的，同時(shí)華為也去咨詢(xún)過(guò)愛(ài)立信，愛(ài)立信的硬件開(kāi)發(fā)，完全沒(méi)有流程一說(shuō)。

　　我個(gè)人理解：IPD流程已經(jīng)在華為變種，結合了中國人的特點(diǎn)，華為的企業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行了變通和優(yōu)化。如果華為僵硬的套用IBM的這套流程，也必定不會(huì )這么成功。

　　那么概括一下華為的硬件開(kāi)發(fā)流程：

　　需求分析→總體設計→專(zhuān)題分析→詳細設計→邏輯詳設→原理圖→PCB→檢視→粘合邏輯→投板→生產(chǎn)試制→回板調試→單元測試→專(zhuān)業(yè)實(shí)驗→系統聯(lián)調→小批量試制→硬件穩定→維護。

　　流程的根本在于，這個(gè)環(huán)節做好了，再進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節。所有的環(huán)節其實(shí)跟其他公司并沒(méi)有太大的區別，只不過(guò)嚴格把握了進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節的考核條件。令硬件工程師最糾結的是“沒(méi)有個(gè)節點(diǎn)跟’投板’對應”。

　　華為支撐IPD流程的系統是PDM(又名爬的慢)

　　PDM的中文名稱(chēng)為產(chǎn)品數據管理(Product DataManagement)。PDM是一門(mén)用來(lái)管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結構、權限信息等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)過(guò)程(包括過(guò)程定義和管理)的技術(shù)。

　　華為所有的器件資料，產(chǎn)品部件，工具，文檔，原理圖，PCB，邏輯代碼等都存在這個(gè)系統上。

　　但是系統過(guò)于龐雜，其實(shí)比較難使用，跟服務(wù)器歸檔、SVN歸檔、也容易搞混淆。

　　有朋友感慨，說(shuō)他感受到了“精細化流程管理，讓每個(gè)人都是螺絲釘”;也有前同事感慨“團隊開(kāi)發(fā)是戰無(wú)不勝的”;也有朋友說(shuō)“信息安全啊”。哈哈哈。

　　我現在也不是華為員工了，其中也不涉及華為的文檔，更多是個(gè)人的感悟，沒(méi)有透露華為的什么機密;就算是機密也是我腦子里面的內容;何況這些內容，也沒(méi)啥好機密的; 我只是想幫助到更多工作在硬件崗位的朋友，也想大家看了能在公眾賬號給我一些反饋，大家探討一下。

　　4、歸一化

　　器件歸一化

　　硬件工程師一般都能夠理解，在一個(gè)板子上面的，盡可能的選擇成本更低的器件，選擇更少種類(lèi)的器件，便于集中采購，同時(shí)也便于加工。但是其他公司可能沒(méi)有對器件歸一化的工作做得那么細致和嚴格。

　　第一， 由于華為整個(gè)公司使用的器件種類(lèi)非常的多，所以如果減小一個(gè)器件編碼，帶來(lái)的收益是十萬(wàn)人民幣到幾百萬(wàn)，而其他公司可能達不到這個(gè)高的收益。所以如果能減 少一個(gè)編碼，寧愿選擇可能成本更高的器件。但是這個(gè)也需要按照每年的器件直接成本收益*器件發(fā)貨數量，與編碼成本+加工成本差異，進(jìn)行對比的。不過(guò)器件歸 一化之后，器件的價(jià)格又可以跟供應商重新談價(jià)格，這個(gè)收益是迭代的。所以，有時(shí)即使是成本占優(yōu)，也會(huì )傾向去器件歸一化的結論。例如，逐步去除了5%精度的 電阻，歸一化到1%。

　　第二， 器件歸一化，都是需要進(jìn)行專(zhuān)題分析的。因為也有工程師為了歸一化，對電路原理沒(méi)有充分分析，導致的歸一化帶來(lái)“問(wèn)題引入”。所以，當時(shí)我的部門(mén)當時(shí)有一個(gè) 表格，“器件歸一化分析.xls”的excel表格，把每個(gè)器件，原來(lái)選型，歸一化的選型，更改的原因，都做好記錄和原因分析。一是讓每個(gè)做歸一化的員工 都充分考慮分析，二是問(wèn)題都有記錄，便于評審，三是出了問(wèn)題，好打板子。

　　單板歸一化

　　除了器件歸一化，更高一個(gè)層次的歸一化，就是單板歸一化。(單板這個(gè)概念，我稍微澄清一下，我剛到華為的時(shí)候，也覺(jué)得這個(gè)詞很奇怪。因為通信設備，都是機框，背板，加各個(gè)功能模塊的電路板，各個(gè)功能模塊的電路就叫做“單板”，硬件工程師，一般也叫做“單板硬件”)

　　單板歸一化帶來(lái)的好處，首先是電路的種類(lèi)少，電路的種類(lèi)少的好處有兩個(gè)：一是生產(chǎn)成本降低，二是硬件維護成本降低，三是軟件開(kāi)發(fā)和維護的成本降低。

　　第一、單板歸一化的先決條件首先是處理器歸一化。其實(shí)，華為的有的產(chǎn)品這點(diǎn)做得其實(shí)不好，X86、MIPS、ARM、PPC全部都用個(gè)遍，所以一個(gè)硬件平臺，需要配備各種軟件人員，操作系統搞N套，VxWorks和Linux，BIOS各種配套。

　　第二、單板的歸一化，要注意產(chǎn)品的衍生。第一個(gè)版本的機框上的單板所實(shí)現的功能，如果后續的產(chǎn)品可以使用，應該直接可以用，不需要再開(kāi)發(fā)。如果不注意這 點(diǎn)，第一個(gè)版本的單板，到第二版本時(shí)，發(fā)現不能相互借用。反過(guò)來(lái)，再修改第一個(gè)版本的電路板，來(lái)適應新版本。有時(shí)問(wèn)題更糟糕，就是完全不能兼容，只好重新 開(kāi)發(fā)。單板的規劃顯得非常重要。

　　第三、單板歸一化時(shí)，雖然電路部分兼容了，但是結構件不兼容。對于市場(chǎng)人員的配置來(lái)說(shuō)，仍然是兩種配置。一樣是失敗的。

　　平臺歸一化

　　那么如果發(fā)現不同的硬件平臺的架構雷同，功能類(lèi)似。那么機框也可以歸一化。只需要制作不同的電路功能模塊，就可以實(shí)現不同的功能需求。

　　但是不同的硬件形態(tài)都是有他存在的意義的，如果強行歸一，市場(chǎng)未必會(huì )接受這種事情的發(fā)生。例如用一個(gè)運營(yíng)商的平臺去歸一一個(gè)企業(yè)應用或者家庭應用的產(chǎn)品，可能就未必能夠成功。

　　網(wǎng)絡(luò )架構歸一化

　　這個(gè)說(shuō)法是我自己想的，早在08年的時(shí)候，華為就在討論“云管端戰略”了，當時(shí)不是很理解。當我們一個(gè)運營(yíng)商平臺部門(mén)，跟“服務(wù)器”的部門(mén)合并的時(shí)候，似乎理解了點(diǎn)什么。

　　當X86處理器足夠強大的時(shí)候，所有的運算，不管是否性?xún)r(jià)比最高，都送到云端進(jìn)行處理，那么所有中間的存儲和計算都顯得不重要了。那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的結構，就是終端+管道+云存儲和云計算

　　網(wǎng)絡(luò )架構歸一化

　　既然計算和存儲設備都是一樣的，那作為運算和存儲的設備，也就不需要那么多樣化了。這時(shí)網(wǎng)絡(luò )存儲設備，和服務(wù)器就顯得尤為重要。

　　這也是華為成立IT產(chǎn)品線(xiàn)，做重點(diǎn)戰略投資的重要原因。

　　所以現在也就不需要那么多網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò )平臺了，只需要超強的處理和存儲能力和寬廣的通道，多樣的終端。

　　5，“專(zhuān)題分析”是設計硬件最核心的工作，而不是畫(huà)原理圖

　　因為今天是周末，寫(xiě)點(diǎn)輕松點(diǎn)的。

　　先說(shuō)個(gè)故事，傳說(shuō)哈，大家當笑話(huà)聽(tīng)。

　　早期，我大中華自研的潛艇，都是海藍色的，跟軍艦一樣顏色“藍灰色”。后來(lái)我大海軍去參觀(guān)前蘇聯(lián)的軍事演習，發(fā)現俄國人的潛艇不是藍色的，是黑色的。于是 回來(lái)大討論，為啥俄國人的潛艇是黑色的。猜想：一定是黑色在夜里面不容易被發(fā)現，所以油漆成黑色的。于是全國油漆大運動(dòng)。后來(lái)才知道，原來(lái)俄國人的黑色不 是油漆，是黑色的橡膠，消聲瓦。于是我們也貼橡膠，可是我們貼了橡膠之后就潛艇跑不動(dòng)了，因為我們的潛艇的動(dòng)力不如別人。(以上故事純屬虛構，如有雷同， 請把發(fā)生時(shí)間改為清朝。)

　　為啥在這里說(shuō)這個(gè)照葫蘆畫(huà)瓢失敗的故事呢。我覺(jué)得很多硬件工程師有個(gè)誤區，覺(jué)得自己的核心競爭力是在于會(huì )使用幾個(gè)軟件(cadence、Protel)， 畫(huà)畫(huà)原理圖，畫(huà)畫(huà)PCB。我早期的一份工作就這樣，最大的本事就是照葫蘆畫(huà)瓢，抄Demo板，抄以前成熟的電路，如果碰到了新的電路設計，一般是按照參考 電路先畫(huà)出電路，再通過(guò)調試，去嘗試，碰到問(wèn)題，再去解決問(wèn)題。

　　硬件工程師工作流程

　　那么我現在的觀(guān)念是，硬件工程師最值錢(qián)的地方是在于懂硬件原理，懂得電路分析，模電數電原理，電磁場(chǎng)理論，而不是會(huì )使用畫(huà)圖軟件。

　　那么華為是怎樣做電路設計的呢?為什么會(huì )有專(zhuān)題分析的說(shuō)法呢?為什么電路設計的時(shí)候要做專(zhuān)題分析?

　　第一、 例行的，每個(gè)電路一般都會(huì )做幾個(gè)必選的專(zhuān)題：電源、時(shí)鐘、小系統;把每個(gè)管腳怎么用，怎么接，對接的管腳的電平是否滿(mǎn)足要求，都需要文檔化，分析清楚。在 選用新器件的話(huà)，對應硬件工程師的工作量還是比較大的。但是如果是其他公司，直接按照推薦電路設計就完事了。電源專(zhuān)題，需要分析電源需求，每種電源的電壓 范圍，電流需求，動(dòng)態(tài)響應，上電時(shí)序;時(shí)鐘專(zhuān)題，針對每個(gè)時(shí)鐘的輸入的電平標準，頻率，抖動(dòng)等參數，時(shí)鐘時(shí)序，并按照各種時(shí)鐘解決方案進(jìn)行優(yōu)化;

　　第二、 當電路設計過(guò)程中，碰到一些新的問(wèn)題，之前團隊中沒(méi)有接觸過(guò)的問(wèn)題，或者認為是重點(diǎn)，難點(diǎn)的內容，會(huì )專(zhuān)門(mén)做這個(gè)問(wèn)題點(diǎn)的專(zhuān)題分析：例如我們做過(guò)的一些雙 BIOS啟動(dòng)，攝像頭的紅外LED的驅動(dòng)，主備倒換啊，之類(lèi)的，就會(huì )把一個(gè)問(wèn)題點(diǎn)分析透，然后再動(dòng)手做畫(huà)原理圖。

　　第三、 那么在開(kāi)發(fā)硬件的時(shí)候，Demo只是作為參考，每一個(gè)依據都是來(lái)自于datasheet，除了看芯片的數據手冊之外，還要仔細查看數據手冊的勘誤表 errata，核對datasheet與Demo的差一點(diǎn)，如果器件有checklist還得核對checklist。曾經(jīng)開(kāi)發(fā)AMD的時(shí) 候，datasheet、Demo、checklist，三個(gè)文檔對不上的情況。也出現過(guò)，一個(gè)比較難復現的問(wèn)題，后來(lái)查看了Errata，發(fā)現是廠(chǎng)家芯 片升級了，修正了bug，而我們還在采購老版本的芯片。

　　第四、 由于項目本身有交付時(shí)間要求，那么在有限時(shí)間內其實(shí)不可能做到每個(gè)問(wèn)題點(diǎn)都做得深入透徹。那么問(wèn)題來(lái)了：

　　是怎么做到的呢?首先，每個(gè)項目都有《問(wèn)題跟蹤表》，而硬件團隊由于事情非常的雜，所以把這個(gè)表要用的非常好，不然丟東拉西很正常。我曾經(jīng)把這個(gè)表應用到 家里裝修。這個(gè)表的原理很簡(jiǎn)單，就是記錄，問(wèn)題內容，責任人，完成狀態(tài)，完成時(shí)間。但是只要你堅持用，你會(huì )發(fā)現，你問(wèn)題不會(huì )跟蹤丟，做事情會(huì )比較有條理， 而且會(huì )有成就感。用了這個(gè)表以后，發(fā)現問(wèn)題之后，先記錄下來(lái)，即使現在不解決，那么也會(huì )識別他要不要解決，什么時(shí)候解決。其次、問(wèn)題分優(yōu)先級，任何項目都 是帶著(zhù)風(fēng)險前進(jìn)的，那么識別出高風(fēng)險的問(wèn)題，優(yōu)先解決高風(fēng)險的問(wèn)題，帶著(zhù)低風(fēng)險的問(wèn)題繼續走。這也是華為電路設計中“0歐姆”電阻用的比較多的有一個(gè)原 因，識別出風(fēng)險之后，但是又分析不清楚，或者來(lái)不及分析，只好做兼容設計。這里不得不感慨一句，在你的設計過(guò)程中，你馬虎對待，沒(méi)有分析清楚的問(wèn)題，最后 一定會(huì )暴露出來(lái)。

　　所以，在“菊花廠(chǎng)”做硬件工程師，“專(zhuān)題分析”是設計硬件最核心的工作，而不是畫(huà)原理圖。

　　通過(guò)這個(gè)方法，用1~2個(gè)月做電路分析，而用1~2周時(shí)間畫(huà)原理圖，取代了，畫(huà)圖，調試，改版，再調試，在改版的形式。

　　多快好省，是不可能同時(shí)實(shí)現的，那么硬件工程師有責任做很好的折衷和權衡。