分享一个华为工程师对华为硬件开发的揭秘~
05-08
最近很多朋友咨询的一些硬件问题，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。
一、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：
1、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。
2、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。
3、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。
二、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。
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。
三、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。
四、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。
1、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%。
2、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。
1、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。
2、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。
3、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。
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、存储能力和宽广的通道，多样的终端。
曾经2007年，刚工作2年的时候去一家小公司面试。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。
一、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：
1、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。
2、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。
3、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。
二、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。
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。
三、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。
四、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。
1、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%。
2、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。
1、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。
2、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。
3、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。
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、存储能力和宽广的通道，多样的终端。
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