总体设计即是对全局问题的设计，也就是设计系统总的处理方案，又称概要设计。对于硬件设计来说，总体设计是从相对宏观的角度审视硬件设计的规格、数据流、核心器件的选型、成本能力明确、DFx规格明确。通过总体设计，针对复杂产品，如框式硬件产品，硬件架构师会输出产品设计全景图，确保架构设计、系统设计、子系统/部件设计之间的一致性，对于盒式或终端的产品，硬件设计师会明确产品规格要求，分档位定义硬件竞争力，整理出硬件框图。总体设计的目标是保证宏观正确。

总体设计完成后我们会进入详细设计，为了详细设计硬件工程师可以目标明确、高效高质量的开展，在总体设计中我们会完成专项电路分析、单板预布局、硬件CBB定义、成本分析、DFX分析等细节设计工作，把硬件设计的困难点提前识别出来，并提前解决重要的、影响大的困难点。

总体设计需要有经验的硬件架构师或设计人员主导，他要具备的核心能力包括，产品业务技术把握能力、分析设计和系统工程能力、客户需求理解把握能力、技术冲突协调及决策能力、理解E2E及DFX实施能力、全流程成本分析和设计能力、质量策划和改进能力、项目管理和团队管理能力等等。

总体定的是“方向”，必不可少，对硬件项目的成功至关重要。总体设计流程如图，总体设计详细工作如表。

总体设计流程

总体设计详细工作

总结设计 在确定需求规格、架构设计之后， 需要通过多轮迭代的可行性评估，在产品规格需求和架构约束间找到平衡，总体设计迭代过程如图5.2所示。

图5.2总体设计迭代过程

需求转化为规格

硬件总体设计中首先要把产品的业务需求进行转化，变成硬件系统和模块要达成的规格目标，最后要形成产品规格全景图，需要确定的硬件规格包括产品的关键业务处理能力要求、处理器要求、业务接口的要求、管理接口要求、产品体积大小、电源规格要求，整机规格要求等等。

硬件产品形态大致可以分为框式、盒式、终端这三类，如图5.3所示。我们分这看一下这三类产品形态需求转化到规格中要注意的要点。

硬件产品形态分类

（1）框式产品

图5.4是某框式路由器产品。由机框、单板和电源组成。

框式产品

框式设备的总体方案，要看版本和阶段。有些大版本，需要重新定义机框，产品机框定义就在总体设计阶段，这时总体设计的工作是繁重而高级的。定义机框工作量大，而且需要考虑产品的迭代升级，产品持续的竞争力，需要设计者具备全流程视野和战略能力以及技术深度和广度，对技术演进的预判能力。因为工作量大，所以繁重；因为对工作能力要求高，所以高级。 定义机框，首先要做的第一件事情就是定规格，这个规格包含 ：业务规格、整框规格、单板规格 。

①业务规格，这个需要满足客户期望、有市场竞争力、最合理的颗粒度。

我记得大学同学刚毕业的时候去烽火通信，去南美市场，销售光通信，当年号称密集光波分复用（DWDM），一根光纤传输1T带宽信号，全光通信，远距离传输。结果同学到了厄瓜多尔，一个国家都用不了一根光纤，在那里主要卖“猫”（调试解调器）。

所以业务规格很重要，并不是越大越好。我们当年我们做企业网，一开始没有设计专门的设备，认为用运营商设备借用到企业网，实现归一化。用运营商架构做企业通信设备，除了几个大银行能接受这么大规格的设备，小公司都没有这样的硬件规格需求。并且由于运营商的软件结构，在企业网也显得臃肿。

②整框规格，包括的电源、功耗、散热、可靠性的规格，要保证整款满足环境应用要求

当业务确定之后，需要根据整机的使用场景，确定整机的电源输入的特性，整体功耗的需求，以及散热条件。电源需要考虑一次电源转换为二次电源的能力。散热需要考虑风道是否合理，不同槽位的单板散热的差异，风扇失效模型等等。整机风道如图所示。

整机风道

③单板规格，包括单板功能要求、接口规格等。

我们设计某一块单板的时候，实际是由整机的功能拆解下来的。在定义框业务规格时，其实应该考虑到各个单板的功能划分、软硬件接口、功能解耦等问题。同时包括不同的单板数量配置，实现不同的规格和不同应用场景的需求。

以前我做的框式设备，客户要求产品一方面需要作为彩信、彩铃、短信的核心网设备，需要大量的信令处理能力；同时需要作为呼叫中心、统一通信的设备。所以需要各种语音编解码和信令处理的不同规格的组合，满足不同的业务场景要求。那么每个电路板规格的颗粒度，性能规格，就很重要。基于业务模型的需求，我们需要开发出什么样性能的电路板？这些电路板是否能通过不同的组合满足不同业务场景的需求？框式单板功能和接口如图

框式单板功能和规格

2）盒式产品

一般来说，盒式设备都面临白热化的竞争环境，例如：交换机、家用路由器、统一通信设备、NVR等等。盒式设备一般都是产品组合，如图5.7所示。用不同的产品整机形态应对不同的市场规格需求，如何规划好产品的规格是非常重要的。

所以盒式设备的系统工程师和规划师往往花费大量的精力到产品组合设计。NVR产品的全家福

一款盒式规格制定时我们看的是一个整机的设备性能要求，业务单口要求，管理端口要求，整机需求，认证需求等。以一款框式产品的设计规格要求作为一个示例，如表

框式产品设计规格要求

（3）终端产品

终端产品的特点是客户需求差异大、产品规格零散、市场竞争路径可多样。

在竞争中我们可以选择的竞争方式有在特定的细分市场中，瞄准特定的市场客户需求推出特定的“爆款”，让客户爱不释手。比如特斯拉的智能汽车，先推出最炫最酷的轿跑型电动车，外形惊艳、推背感强劲、自动驾驶理念新潮，这些特质一下子就抓住了那些年轻的、对新鲜事物有热情的客户，一款爆款就形成了领导者的地位。做手机产品的苹果也是这种竞争方式，每代只出一到两款，但款款都是爆款。

我们也可以选择把产品系列做全，通过丰富的产品组合占领客户的心智，让客户感受到这个市场中你的品牌价值。选择了这种竞争方式，你就需要好产品档位划分，以下面表某终端产品档位定义举例，区分旗舰、中端机型、低端机型等，分别进行规格定义。

这种拆分档位的规格定义方式，避免了为了满足不同细分客户的要求，在一款或几款产品上兼容太多的规格要求，使产品做的很冗余，有了规格竞争力却丧失了成本竞争力，大而全的规格定义对于成本敏感的终端产品是致命的。

部分内容来自硬十的第二本书《硬件十万个为什么——开发流程篇》