硬件產品設計與開發：從原型到交付 Prototype to Product: A Practical Guide for Getting to Market

產品開發猶如一種“魔法”，對於大部分喜歡做設計和搞技術開發的電子愛好者乃至專業人士，開發新產品就是探索一個未知領域。本書細致講解了產品開發流程中的策略和方法，全面介紹了產品開發中易犯的錯誤，製作電子產品的特點，產品定義、產品需求的撰寫方法，各國法規的差異，電源的選擇，用戶界面的設計，智能平臺的選擇等。書中以一款實用的電子產品為例，介紹了開發全流程，旨在幫助讀者更好地將創意轉化為成功的產品。

Alan Cohen（艾倫.科恩）是一位經驗豐富的系統和軟件工程經理，也是一位技術愛好者，擅長領導醫療設備和其他高可靠性產品的開發工作，熱衷於與工程師和其他利益相關者一道利用新技術打造出成功的產品。

版權聲明iii
O'Reilly Media， Inc．介紹iv
獻詞v
前言xiii

第1章產品開發的11宗罪1
1．1產品開發的基本原則2
1．2懶惰之惡4
1．3假定之惡4
1．3．1第2宗罪：以為自己知道用戶想要什麼樣的產品5
1．3．2第3宗罪：以為用戶知道他們想要什麼樣的產品6
1．4模糊之惡6
1．4．1第4宗罪：缺少詳細的需求7
1．4．2第5宗罪：缺少詳細的項目計劃8
1．4．3第6宗罪：未指定責任8
1．5無知之惡9
1．6完美之惡11
1．6 ．1第8宗罪：新功能至上主義11
1．6．2第9宗罪：不知何時停止“打磨” 12
1．7狂妄之惡12
1．8自負之惡13
1．9總結與反思14
1．10資源14

第2章開發過程概覽15
2．1不要慌！15
2．2產品開發週期16
2．3構思出一個好創意16
2．4初步計劃：產品有意義嗎17
2．4．1毛估17
2．4．2為利益相關者設置基本準則18
2．5第一次現狀核實18
2．6詳細產品定義（意外管理） 19
2．6．1產品設計20
2．6．2降低技術風險21
2．7第二次現狀核實：做還是不做22
2．8詳細開發22
2．8．1製作原型23
2．8．2測試24
2．8．3採購25
2．9製造26
2．9．1新產品導入26
2．9．2試生產26
2．9．3持續生產27
2．10總結與反思27
2．11資源28

第3章如何製造電子產品29
3．1製造概述30
3．2供應鏈31
3．3製作電路：PCB組裝32
3．3．1 PCB組裝：塗焊膏34
3．3．2 PCB組裝：安裝元件35
3．3．3 PCB組裝：回流焊38
3．3．4 PCB組裝：光學檢測39
3．3．5 PCB組裝：手工焊接/組裝42
3．3．6 PCB組裝：清理43
3．3．7 PCB組裝：切割43
3．4測試45
3．4．1在線測試45
3．4．2功能測試47
3 ．5最後組裝48
3．6最後功能測試48
3．7包裝48
3．8產量49
3．8．1生產多少產品49
3．8．2大批量生產49
3．8．3小批量生產50
3．9關於人：工廠文化52
3．10總結與反思52
3．11資源53
3．11．1工廠自動化53
3．11．2無工廠製造53

第4章初步計劃54
4．1關於MicroPed 54
4．1．1為什麼需要MicroPed 55
4．1．2市場需求56
4．1．3目標市場56
4．2它能賺錢嗎57
4．2．1有關錢的問題57
4．2．2收入預測59
4．2．3生產成本62
4．2．4毛利65
4．3我們能把它開發出來嗎66
4．4做，還是不做68

第5章詳細產品定義69
5．1詳細產品定義概覽69
5．2迭代70
5．3流程概覽72
5．4詳細產品定義74
5．4．1用戶故事74
5．4．2用例75
5．4．3需求77
5．5從“做什麼”到“如何做”以及“誰來做” 78
5．5．1架構的基礎知識78
5．5．2 MicroPed頂級系統架構81
5．5．3更多架構和設計82
5．6降低技術風險92
5．7更新單個產品生產成本評估96
5．8重新思考：做還是不做97
5．9資源98

第6章詳細開發100
6．1詳細開發流程101
6．1 ．1軟件和電路：雞和蛋102
6．1．2電路103
6．1．3軟件108
6．1．4機械部分（外殼） 112
6．2系統集成122
6．3測試123
6．3． 1確認測試123
6．3．2需求可跟踪性125
6．3．3生產測試與設備編程126
6．3．4連接和夾具129
6．4投入生產132
6．5總結與反思134
6．6資源135
6．6．1電子學135
6．6．2軟件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測試137
6．6．7投入生產137

第7章智能平台：處理器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/處理器141
7．2．1 Cortex-M：微控制器142
7．2．2 Cortex-R：實時處理器142
7．2．3 Cortex- A：應用型處理器142
7．3大型機：桌面和服務器級別的處理器144
7．4其他硬件平台144
7．4．1系統模組144
7．4．2單板計算機147
7．4． 3數字信號處理芯片148
7．4．4可編程邏輯器件148
7．5總結與反思150
7．6資源150

第8章智能平台：操作系統152
8．1板級支持包153
8．2實時操作系統153
8．2．1可預測性154
8．2．2實時操作系統許可154
8．3中量級操作系統155
8．3．1嵌入式Linux 155
8．3．2安卓158
8．3． 3 Windows嵌入式系統160
8．3．4引導程序161
8．4重量級操作系統161
8．4．1優點161
8．4．2缺點162
8．5總結與反思163
8．6資源165

第9章為產品供電166
9 ．1電池169
9．1．1一般電池特性169
9．1．2電池的化學材質171
9．1．3鋰電池177
9．2插座電源：AC到DC轉換186
9．3 DC到DC轉換190
9．4系統級別的電源設計192
9．4．1提供必需的電能192
9．4．2最小化耗電量193
9．4．3盡量降低成本和復雜度196
9．5總結與反思197
9 ．6資源198

第10章安全199
10．1監管基本法規200
10．1．1程序概述200
10．1．2法律、法規、標準以及其他監管術語201
10．1．3地理位置204
10．1 ．4法規種類205
10．1．5法規中的模糊性205
10．1．6一致性測試和認證206
10．2美國法規207
10．2．1 CPSC 207
10．2．2 FCC 209
10．3歐盟法規210
10．3．1 CE認證210
10．3．2美國與歐盟212
10．3．3查找適用法規（歐盟） 213
10．3．4安全處置214
10．4電池215
10．5質量認證體系和ISO 9001 216
10．6總結與反思217
10．7資源218
10．7．1自願認證218
10．7．2歐盟監管框架218
10．7．3 ISO 9001 218

第11章撰寫產品開發需求219
11．1需求、目標和規格220
11．2為什麼要做需求計劃220
11．3需求與實際情況不符222
11．3．1用戶並不確切知道自己想要什麼，直到他們真正擁有了它223
11．3．2技術人員會按照要求去做，但是最終產品不是你想要的223
11．3．3隨著項目的推進，我們會得到重要啟示224
11． 3．4周圍的世界一直在變224
11．4撰寫“好的需求” 225
11．4．1產品需求是設計的約束225
11．4．2需求必須是可測試的226
11．4．3需求是以接口為中心的227
11．5主要需求和次要需求228
11．6溝通需求230
11．7好的需求需要相關人員廣泛參與232
11．8需求維護233
11．9總結與反思234
11．10資源234

第12章分析問題框架236
12．1項目計劃237
12 ．2項目管理243
12．3問題跟踪244
12．4文檔控制246
12．5變更管理248
12．6總結與反思248
12．7資源249

關於作者250
關於封面250