總結了一份嵌入式產品研發的具體流程
來源：公號 - 技術讓夢想更偉大
作者：李肖遙
嵌入式產品，與普通電子產品一樣，開發過程都需要遵循一些基本的流程，都是一個從需求分析到總體設計，詳細設計到最後產品完成的過程。但是，與普通電子產品相比，嵌入式產品的開發流程又有其特殊之處。它包含嵌入式軟件和嵌入式硬件兩大部分，針對嵌入式硬件和軟件的開發，在普通的電子產品開發過程中，是不需要涉及的。嵌入式產品的研發流程具體如下圖：
下面，針對嵌入式產品的開發過程中的各個階段，我們進行詳細探討。
階段 1：產品需求
在這一個階段，我們需要弄清楚的是產品的需求從何而來，一個成功的產品，我們需要滿足哪些需求。只有需求明確了，我們的產品開發目標才能明確。在產品需求分析階段，我們可以通過以下這些途徑獲取產品需求：
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市場分析與調研，主要是看市場有什麼需求, 還有就是前沿的技術是什麼 (站在做一款產品的角度);
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客戶調研和用戶定位，從市場廣大客戶那獲取最準確的產品需求 (要注意分析市場，產品生命週期，升級是否方便);
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利潤導向 (成本預算);
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如果是外包項目，則需要我們的客戶提供產品的需求 (直接從客戶那獲取，讓客戶籤協議);
當一個項目做完的時候，如果客戶突然又增加需求，增加功能，將導致你的項目週期嚴重拖延，成本劇烈上升，並且測試好的產品可能要全部重新測試，原本的設計可能將不會滿足當前的要求，所以做項目之前，最好要跟客戶把需求確定下來，並且簽定一份協議，否則，你辛苦多少個日日夜夜，得到的將是一個無法收拾的爛攤子!
階段 2：產品規格說明
在前一個階段，我們蒐集了產品的所有需求。那麼在產品規格說明階段，我們的任務是將所有的需求，細化成產品的具體的規格，就比如一個簡單的 USB 轉串口線，我們需要確定產品的規格，包括：
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產品的外觀;
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產品支持的操作系統;
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產品的接口形式和支持的規範;
等等諸如此類，切記，在形成了產品的規格說明後，在後續的開發過程中，我們必須嚴格的遵守，沒有 200% 的理由，不能隨意更改產品的需求。否則，產品的開發過程必將是一個反覆無期的過程。
《產品規格說明》主要從以下方面進行考慮：
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考慮該產品需要哪些硬件接口;
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產品用在哪些環境下，要做多大，耗電量如何。如果是消費類產品，還跟設計美觀，產品是否便於攜帶，以確定板子大小的需求，是否防水;
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產品成本要求;
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產品性能參數的說明 (例如交換機，如果是百兆的速率，用於家庭和一般公司; 如果是用於整個省的交換，那設計的速率肯定數十萬兆以上了) 所以說，產品性能參數的不同，就會影響到我們設計考慮的不同，那麼產品的規格自然就不同了;
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需要適應和符合的國家標準，國際標準，或行業標準;
**階段 3：產品總體設計方案
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在完成了產品規格說明以後，我們需要針對這一產品，瞭解當前有哪些可行的方案，通過幾個方案進行對比，包括從成本、性能、開發週期、開發難度等多方面進行考慮，最終選擇一個最適合自己的產品總體設計方案。
在這一階段，我們除了確定具體實現的方案外，我們還需要綜合考慮，產品開發週期，多少人月的工作量，需要哪些資源或者外部協助，以及開發過程中可能遇到的風險及應對措施，形成整個項目的項目計劃，指導我們的整個開發過程。
階段 4：產品概要設計
產品概要設計主要是在總體設計方案的基礎上進一步的細化，具體從硬件和軟件兩方面入手：
**硬件模塊概要設計
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硬件模塊概要設計，主要從硬件的角度出發，確認整個系統的架構，並按功能來劃分各個模塊，確定各個模塊的的大概實現。首先要依據我們到底要哪些外圍功能以及產品要完成的工作，來進行 CPU 選型 (注意：CPU 一旦確定，那麼你的周圍硬件電路，就要參考該 CPU 廠家提供的方案電路來設計)。然後再根據產品的功能需求選芯片，比如是外接 AD 還是用片內 AD，採用什麼樣的通訊方式，有什麼外部接口，還有最重要的是要考慮電磁兼容。
一般一款 CPU 的生存週期是 5-8 年，你考慮選型的時候要注意，不要選用快停產的 CPU，以免出現這樣的結局：產品辛辛苦苦開發了 1 到 2 年，剛開發出來，還沒賺錢，CPU 又停產了，又得要重新開發。很多公司就死在這個上面。
**軟件模塊概要設計
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軟件模塊概要設計階段，主要是依據系統的要求，將整個系統按功能進行模塊劃分，定義好各個功能模塊之間的接口，以及模塊內主要的數據結構等。
**階段 5：產品詳細設計
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**硬件模塊詳細設計
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主要是具體的電路圖和一些具體要求，包括 PCB 和外殼相互設計，尺寸這些參數。接下來，我們就需要依據硬件模塊詳細設計文檔的指導，完成整個硬件的設計。包括原理圖、PCB 的繪製。
**軟件模塊詳細設計
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功能函數接口定義，該函數功能接口完成功能，數據結構，全局變量，完成任務時各個功能函數接口調用流程。在完成了軟件模塊詳細設計以後，就進入具體的編碼階段，在軟件模塊詳細設計的指導下 ，完成整個系統的軟件編碼。
一定要注意需要先完成模塊詳細設計文檔以後，軟件才進入實際的編碼階段，硬件進入具體的原理圖、PCB 實現階段，這樣才能儘量在設計之初就考慮周全，避免在設計過程中反覆修改。提高開發效率，不要爲了圖一時之快，沒有完成詳細設計，就開始實際的設計步驟。
階段 6&7：產品調試與驗證
該階段主要是調整硬件或代碼，修正其中存在的問題和 BUG，使之能正常運行，並儘量使產品的功能達到產品需求規格說明要求。
**硬件部分：
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目測加工會得 PCB 板是否存在短路，器件是否焊錯，或漏焊接;
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測試各電源對地電阻是否正常;
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上電，測試電源是否正常;
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分模塊調試硬件模塊，可藉助示波器、邏輯分析儀等根據。
**軟件部分：
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驗證軟件單個功能是否實現，驗證軟件整個產品功能是否實現。
階段 8：測試
功能測試 (測試不通過，可能是有 BUG);
壓力測試 (測試不通過，可能是有 BUG 或哪裏參數設計不合理);
性能測試 (產品性能參數要提煉出來，供將來客戶參考，這個就是你的產品特徵的一部分);
其他專業測試：包括工業級的測試，例如含抗干擾測試，產品壽命測試，防潮溼測試，高溫和低溫測試 (有的產品有很高的溫度或很低的溫度工作不正常，甚至停止工作)。
有的設備電子元器件在特殊溫度下，參數就會異常，導致整個產品出現故障或失靈現象的出現; 有的設備，零下幾十度的情況下，根本就啓動不了，開不了機; 有的設備在高溫下，電容或電阻值就會產生物理的變化，這些都會影響到產品的質量。這裏要引出一個話題，工業級產品與消費類產品有什麼區別呢? 工業級的產品就要避免這些異常和特殊問題，有的產品是在很深的海里工作，或者在嚴寒的山洞工作，或者火熱沙漠工作，或者顛簸的設備上，比如汽車; 或者是需要防止雷擊; 所以這就是工業級產品跟消費類產品的區別，消費類的產品就不需要做這麼多的測試。
階段 9：產品
通過上一階段完整測試驗證，在此階段，即得到我們開發成功的產品。在此階段，可以比較實際的產品和最初的形成的產品規格說明，看經過一個完整的開發過程，是否產品完全符合最初的產品規格說明，又或者，中途發現產品規格說明存在問題，對它進行了多少修改呢?
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