硬件产品设计与开发：从原型到交付

- 了解导致产品开发失败的11宗罪
- 掌握电子产品的生产过程
- 判断你的想法是否有望创造收益
- 精简产品功能和相关成本
- 生成描述最终产品细节的需求
- 学会选择处理器、操作系统和电源
- 明确如何遵循安全法规和标准
- 熟悉从快速原型设计到生产制造的全流程
- 为控制器、应用程序和生态系统确定理想的SDN框架

产品开发犹如神奇的魔法，把电路、软件和材料转变成实实在在的产品。但是，从概念到成品是一个复杂的过程，布满陷阱。这本实用指南讲解了从原型设计到产品交付的方方面面。

无论你是追求卓越的创客，还是想了解整个产品开发流程的团队成员，本书都值得一读。作者以一款智能电子产品的开发为例，讲解了将一个抽象的想法变成一款人人想用的成功产品所必需的策略和技巧。

产品开发犹如一种“魔法”，对于大部分喜欢做设计和搞技术开发的电子爱好者乃至专业人士，开发新产品就是探索一个未知领域。本书细致讲解了产品开发流程中的策略和方法，全面介绍了产品开发中易犯的错误，制作电子产品的特点，产品定义、产品需求的撰写方法，各国法规的差异，电源的选择，用户界面的设计，智能平台的选择等。书中以一款实用的电子产品为例，介绍了开发全流程，旨在帮助读者更好地将创意转化为成功的产品。

版权声明 iii
O'Reilly　Media， Inc．介绍 iv
献词　v
前言　xiii
第　1章 产品开发的11宗罪　1
1．1　产品开发的基本原则　2
1．2　懒惰之恶　4
1．3　假定之恶　4
1．3．1　第 2宗罪：以为自己知道用户想要什么样的产品　5
1．3．2　第3宗罪：以为用户知道他们想要什么样的产品　6
1．4　模糊之恶　6
1．4．1　第4宗罪：缺少详细的需求　7
1．4．2　第5宗罪：缺少详细的项目计划　8
1．4．3　第6宗罪：未指定责任　8
1．5　无知之恶　9
1．6　完美之恶　11
1．6．1　第8宗罪：新功能至上主义　11
1．6．2　第9宗罪：不知何时停止“打磨”　12
1．7　狂妄之恶　12
1．8　自负之恶　13
1．9　总结与反思　14
1．10　资源　14
第　2章 开发过程概览　15
2．1　不要慌！　15
2．2　产品开发周期　16
2．3　构思出一个好创意　16
2．4　初步计划：产品有意义吗　17
2．4．1　毛估　17
2．4．2　为利益相关者设置基本准则　18
2．5　第 一次现状核实　18
2．6　详细产品定义（意外管理）　19
2．6．1　产品设计　20
2．6．2　降低技术风险　21
2．7　第二次现状核实：做还是不做　22
2．8　详细开发　22
2．8．1　制作原型　23
2．8．2　测试　24
2．8．3　采购　25
2．9　制造　26
2．9．1　新产品导入　26
2．9．2　试生产　26
2．9．3　持续生产　27
2．10　总结与反思　27
2．11　资源　28
第3章　如何制造电子产品　29
3．1　制造概述　30
3．2　供应链　31
3．3　制作电路：PCB组装　32
3．3．1　PCB组装：涂焊膏　34
3．3．2　PCB组装：安装元件　35
3．3．3　PCB组装：回流焊　38
3．3．4　PCB组装：光学检测　39
3．3．5　PCB组装：手工焊接/组装　42
3．3．6　PCB组装：清理　43
3．3．7　PCB组装：切割　43
3．4　测试　45
3．4．1　在线测试　45
3．4．2　功能测试　47
3．5　最后组装　48
3．6　最后功能测试　48
3．7　包装　48
3．8　产量　49
3．8．1　生产多少产品　49
3．8．2　大批量生产　49
3．8．3　小批量生产　50
3．9　关于人：工厂文化　52
3．10　总结与反思　52
3．11　资源　53
3．11．1　工厂自动化　53
3．11．2　无工厂制造　53
第4章　初步计划　54
4．1　关于MicroPed　54
4．1．1　为什么需要MicroPed　55
4．1．2　市场需求　56
4．1．3　目标市场　56
4．2　它能赚钱吗　57
4．2．1　有关钱的问题　57
4．2．2　收入预测　59
4．2．3　生产成本　62
4．2．4　毛利　65
4．3　我们能把它开发出来吗　66
4．4　做，还是不做　68
第5章　详细产品定义　69
5．1　详细产品定义概览　69
5．2　迭代　70
5．3　流程概览　72
5．4　详细产品定义　74
5．4．1　用户故事　74
5．4．2　用例　75
5．4．3　需求　77
5．5　从“做什么”到“如何做”以及“谁来做”　78
5．5．1　架构的基础知识　78
5．5．2　MicroPed顶级系统架构　81
5．5．3　更多架构和设计　82
5．6　降低技术风险　92
5．7　更新单个产品生产成本评估　96
5．8　重新思考：做还是不做　97
5．9　资源　98
第6章　详细开发　100
6．1　详细开发流程　101
6．1．1　软件和电路：鸡和蛋　102
6．1．2　电路　103
6．1．3　软件　108
6．1．4　机械部分（外壳）　112
6．2　系统集成　122
6．3　测试　123
6．3．1　确认测试　123
6．3．2　需求可跟踪性　125
6．3．3　生产测试与设备编程　126
6．3．4　连接和夹具　129
6．4　投入生产　132
6．5　总结与反思　134
6．6　资源　135
6．6．1　电子学　135
6．6．2　软件　136
6．6．3　注塑成型　136
6．6．4　DFM和DFA　136
6．6．5　快速成型　137
6．6．6　测试　137
6．6．7　投入生产　137
第7章　智能平台：处理器　138
7．1　低端微控制器　139
7．1．1　8051系列　140
7．1．2　AVR　140
7．1．3　PIC　140
7．1．4　MSP430　141
7．2　中端微控制器/处理器　141
7．2．1　Cortex-M：微控制器　142
7．2．2　Cortex-R：实时处理器　142
7．2．3　Cortex-A：应用型处理器　142
7．3　大型机：桌面和服务器级别的处理器　144
7．4　其他硬件平台　144
7．4．1　系统模组　144
7．4．2　单板计算机　147
7．4．3　数字信号处理芯片　148
7．4．4　可编程逻辑器件　148
7．5　总结与反思　150
7．6　资源　150
第8章　智能平台：操作系统　152
8．1　板级支持包　153
8．2　实时操作系统　153
8．2．1　可预测性　154
8．2．2　实时操作系统许可　154
8．3　中量级操作系统　155
8．3．1　嵌入式Linux　155
8．3．2　安卓　158
8．3．3　Windows嵌入式系统　160
8．3．4　引导程序　161
8．4　重量级操作系统　161
8．4．1　优点　161
8．4．2　缺点　162
8．5　总结与反思　163
8．6　资源　165
第9章　为产品供电　166
9．1　电池　169
9．1．1　一般电池特性　169
9．1．2　电池的化学材质　171
9．1．3　锂电池　177
9．2　插座电源：AC到DC转换　186
9．3　DC到DC转换　190
9．4　系统级别的电源设计　192
9．4．1　提供必需的电能　192
9．4．2　最小化耗电量　193
9．4．3　尽量降低成本和复杂度　196
9．5　总结与反思　197
9．6　资源　198
第　10章 安全　199
10．1　监管基本法规　200
10．1．1　程序概述　200
10．1．2　法律、法规、标准以及其他监管术语　201
10．1．3　地理位置　204
10．1．4　法规种类　205
10．1．5　法规中的模糊性　205
10．1．6　一致性测试和认证　206
10．2　美国法规　207
10．2．1　CPSC　207
10．2．2　FCC　209
10．3　欧盟法规　210
10．3．1　CE认证　210
10．3．2　美国与欧盟　212
10．3．3　查找适用法规（欧盟）　213
10．3．4　安全处置　214
10．4　电池　215
10．5　质量认证体系和ISO 9001　216
10．6　总结与反思　217
10．7　资源　218
10．7．1　自愿认证　218
10．7．2　欧盟监管框架　218
10．7．3　ISO 9001　218
第　11章 撰写产品开发需求　219
11．1　需求、目标和规格　220
11．2　为什么要做需求计划　220
11．3　需求与实际情况不符　222
11．3．1　用户并不确切知道自己想要什么，直到他们真正拥有了它　223
11．3．2　技术人员会按照要求去做，但是最终产品不是你想要的　223
11．3．3　随着项目的推进，我们会得到重要启示　224
11．3．4　周围的世界一直在变　224
11．4　撰写“好的需求”　225
11．4．1　产品需求是设计的约束　225
11．4．2　需求必须是可测试的　226
11．4．3　需求是以接口为中心的　227
11．5　主要需求和次要需求　228
11．6　沟通需求　230
11．7　好的需求需要相关人员广泛参与　232
11．8　需求维护　233
11．9　总结与反思　234
11．10　资源　234
第　12章 分析问题框架　236
12．1　项目计划　237
12．2　项目管理　243
12．3　问题跟踪　244
12．4　文档控制　246
12．5　变更管理　248
12．6　总结与反思　248
12．7　资源　249
关于作者　250
关于封面　250