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嵌入式硬件设备在当今的互联世界中被广泛采用。但是，设计一个能够适应不断变化的需求的安全硬件是挑战所在。硬件设计团队需要在整个设计和开发周期中遵循某些原则来应对这一挑战。

如果你环顾四周，你会发现你周围有许多嵌入式硬件设备。你和他们互动的次数比你理解的要多得多; 它们无处不在，从您的咖啡机到可穿戴设备，可以跟踪您的睡眠模式。考虑到广泛的曝光，人们可能会认为这些设备易于构建; 但是，如果缺乏适当的硬件设计和开发过程，则情况并非如此。

设计一个强大的硬件设备并非易事。硬件设计人员必须克服一系列挑战，以创建一个良好执行的设计和开发周期。在开发嵌入式系统时，硬件设计团队需要改变他们的方法，并在应对技术限制的同时尝试满足所有已定义的设计要求。这些挑战包括功率限制，尺寸限制，性能目标，接口带宽以及实现足够的设计余量。

除了这些挑战之外，还需要开发支持生产的设计，这些设计可以灵活地支持未来的设计变更和更新，而无需进行严格的硬件修改。硬件设计周期应取决于一些主要设计领域，包括设计管理，设计杠杆，系统设计，设计灵活性和板级设计。此外，在开始之前，硬件设计人员需要考虑功耗，存储器，硬件配置环境，以及要开发的产品的编程和调试接口。

除了这些考虑因素之外，为了形成良好执行的硬件设计和开发周期，需要采用某些硬件设计最佳实践。

在您开始实施这些实践之前，您需要有适当的流程。与软件开发期间完成的流程文档类似，您需要记录流程并按照流程，框或芯片级别进行硬件开发。拥有文件化流程的好处是要检查风险并确保最终产品按预期运行。

完成此过程后，您可以考虑以下硬件设计注意事项以顺利实施该过程。

1.文件设计要求

在深入设计阶段之前，硬件和固件团队需要协作为他们所有人都同意的设计创建需求规范文档。两个团队都需要讨论设计，同时根据他们的领域和专业知识展示他们的观点。理想情况下，协作应从早期的硬件设计阶段开始，并应持续到固件开发的最后阶段。通过在产品设计方面进行合作，团队成员将清楚地了解理想产品的外观，从而帮助他们做出决策和记录需求规范。因此，产品的最终质量会更高，因为硬件和固件团队将在同一页面上，并且将了解整个系统。

2.坚持标准

毫无疑问，产品设计人员应遵守行业标准，以确保系统的正常运行和互操作性。此外，作为理想的硬件设计实践，您可以使用自己的一套内部产品开发标准创建清单。这些内部标准可以是关于文档格式，质量保证清单和模块编写样式的指导原则，这些样式是创建产品所涉及的每个成员必须遵循的。

随着时间的推移，行业标准将不断发展，内部硬件设计标准也应如此。随着技术的进步，根据需要调整和改变您的设计标准。无论何时更新或修改这些标准，都必须由所有相关成员审核或验证。一旦每个人都同意修改，让整个组织了解标准中的这些变化。如果需要，您还可以添加版本控制。

3.计划突发事件

最好的硬件设计师不会留下错误或失败的余地; 但是，如果芯片出现故障，可能是什么解决方案呢？当软件无法按预期工作时，开发人员使用软件模拟器来查看内部触发器和信号。另一方面，在设备驱动器在物理芯片上工作的情况下，对芯片内部正在进行的操作的访问受到非常限制。

通过在器件中添加测试和调试挂钩，硬件工程师可以在芯片内部获得更好的可视性，为设计人员提供对内部触发器和信号的读/写访问。这种逻辑分析仪可以内置到芯片中，只需很少的额外时间进行设计，并且占用一小部分硅空间，但是如果出现故障，则值得付出额外的努力。此外，这些测试和调试挂钩还可用于定位和识别固件中的缺陷。

4.考虑设计兼容性

无论您是在谈论硬件还是固件，在某些时候，它们都将使用新功能进行更新，并将推出新版本。在这种情况下，设计人员需要保持兼容性，使得任何版本的固件都可以与任何版本的硬件兼容。

即使将任何固件与任何设备配对似乎是理想的情况，它也不太实用。但是，争取实现这一目标将使您更接近更高的兼容性。这意味着较新版本的硬件设计应与现有固件版本无缝协作。同样，旧的硬件设备应该支持更新版本的设备驱动程序。

因此，这些是硬件设计不同方面的最佳实践。