HW Dev Spec · v1.0
硬件开发规范 v1.0
EVT · DVT · PVT · SOP · PCB · BOM · 可靠性 · EMC · 车规
从原理图到量产线 · 每个里程碑都可复盘
4
研发阶段
AEC-Q100
车规目标
≤1%
量产不良率
硬件开发规范 v1.0
摘要
本规范定义 Xisound 硬件产品（XiAmp / XiBox / 未来开发套件）从 概念立项到量产 SOP 的完整研发流程。 采用业界通用的 EVT / DVT / PVT / SOP 四阶段门禁制，并约束 PCB 设计、BOM 管理、可靠性测试、EMC/EMI、车规认证（AEC-Q100） 等关键环节。 适用于所有含 PCB 的硬件产品；纯固件 / 纯芯片 / 纯软件不在本规范管辖内。
1. 适用范围
1.1 覆盖对象
- 后装算法盒：XiBox 系列
- 功放模块：XiAmp 系列（标准 / 车规）
- 开发评估套件：XiDSP EVK / XiAlgo Demo Kit
- 未来硬件：麦克风阵列、专业监听、车载中控
1.2 不在范围
- 纯芯片开发（见
ic-dev-spec.md） - 纯软件 / 固件（见
sw-dev-spec.md） - OEM 贴牌代工（走商务单独合同）
2. 硬件研发四阶段
2.1 阶段总览
graph LR
C[Concept<br/>概念立项] --> E[EVT<br/>工程验证]
E --> D[DVT<br/>设计验证]
D --> P[PVT<br/>量产验证]
P --> S[SOP<br/>量产交付]
S --> M[MP<br/>量产监控]
class C xyL0
class E xyL2
class D xyL3
class P xyL4
class S xySuccess
class M xyL12.2 各阶段定义
| 阶段 | 英文 | 核心目标 | 典型产出 | 门禁审批 |
|---|---|---|---|---|
| Concept | 概念立项 | 产品定义、BOM 成本初估、关键器件选型 | PRD + Spec 初稿 | 产品总监 + CTO |
| EVT | Engineering Verification Test | 功能跑通、关键指标达标 | EVT 样机 ≥ 5 台 + 测试报告 | 硬件 Leader |
| DVT | Design Verification Test | 全功能 + 可靠性 + EMC | DVT 样机 ≥ 20 台 + 认证测试报告 | CTO |
| PVT | Production Verification Test | 产线可复制、良率达标 | 小批量 100-500 台 + 良率报告 | CTO + COO |
| SOP | Start Of Production | 正式量产 | 量产批次 + FAI 报告 | CEO 批准首批 |
2.3 关键里程碑产出要求
EVT 阶段
- 原理图冻结（v1.0 Schematic Release）
- PCB Layout 完成 + Gerber 出图
- ≥ 5 台样机，功能覆盖率 ≥ 90%
- 关键性能（THD+N / SNR / 输出功率等）达 Spec 80% 以上
- EVT 评审会通过方能进入 DVT
DVT 阶段
- 全功能验证 100%
- 环境可靠性测试（§4）
- EMC / EMI 预测试（§5）
- 车规产品需启动 AEC-Q100 准备（§6）
- ≥ 20 台样机，用于种子客户试装
- DVT 评审会通过方能进入 PVT
PVT 阶段
- 产线 SOP 文档定稿
- 工装夹具完备
- 良率 ≥ 95%（车规 ≥ 98%）
- 首批 100-500 台量产模拟
- PVT 评审会通过方能 SOP
3. PCB 设计规范
3.1 Layer Stack
| 产品类型 | 推荐层数 | 说明 |
|---|---|---|
| 简单算法盒 | 4 层 | 信号 / GND / PWR / 信号 |
| 多通道功放 | 6 层 | 信号×2 / GND×2 / PWR×2 |
| 车规高功率 | 8 层起 | 含专用散热层与屏蔽层 |
3.2 信号完整性（SI）基本规则
- 高速数字信号（I2S / SPI / USB）走阻抗受控线（50/90/100 Ω）
- 时钟信号远离模拟区（≥ 300 mil），必要时加护地线
- 模拟地（AGND）与数字地（DGND）单点汇合
- 电源滤波：每个 IC 脚近端 0.1 μF + 10 μF 组合
3.3 热设计（TH）
- 功率器件（D 类功放 / LDO）下方铺铜并开散热过孔阵列
- DVT 阶段必须做 热成像测试：满载 1 小时，核心器件 ≤ 125 °C 结温
- 车规产品满载 4 小时工况需通过
3.4 EMC 友好设计
- I/O 接口处预留 TVS / 共模电感 / 磁珠位
- 电源入口预留 π 型滤波
- 关键时钟加屏蔽罩预留
- 详见 §5
3.5 PCB 工艺与安全距离
- 最小线宽 / 线距：≥ 4 mil（外层）/ ≥ 3.5 mil（内层）
- 高压（> 48 V）区域爬电距离按 IPC-2221 Class 3
- 安全关键网络（保险丝、喇叭输出）单独标注
NET_SAFETY_*前缀 - 所有 PCB 走一致的 Silkscreen 规范（版本号、层数、公司标识、RoHS 标识）
4. BOM 管理
4.1 BOM 结构
- AVL（Approved Vendor List）：每个物料至少 2 家合格供应商（关键器件强制）
- ECO（Engineering Change Order）：任何 BOM 变更必须走 ECO 流程
- Cost Down：季度 Review，替代料需重测关键指标
4.2 物料分级
| 级别 | 定义 | 审批 |
|---|---|---|
| Class A | 核心功能器件（DSP / Codec / 功放 IC） | 硬件 Leader + CTO |
| Class B | 关键器件（电感 / 电解电容 / 连接器） | 硬件 Leader |
| Class C | 通用器件（0603 电阻电容） | 硬件工程师 |
4.3 替代料规则
- Class A 禁止无评审替换
- Class B 替换需做差分测试（原料 vs 替代料 × 10 pcs）
- Class C 参数等效即可替换，但需登记 ECO
4.4 停产应对（EOL / LTB）
- 供应商发出 EOL 通知后，48 小时内启动替代料评估
- 必要时下达 Last Time Buy（LTB） 订单
- 替代料走 Class A/B 同级审批
5. EMC / EMI 认证流程
5.1 认证矩阵
| 产品类型 | 强制认证 | 可选 | 目标市场 |
|---|---|---|---|
| 消费类算法盒 | FCC Part 15 Class B / CE EMC / CCC | — | 中美欧 |
| 车规功放 | CISPR 25 / ISO 11452 / AEC-Q100 | ASPICE / ISO 26262 功能安全 | 主机厂前装 |
| 工程开发套件 | FCC Part 15 Class A | — | 仅工程师用户 |
5.2 认证流程
graph LR
A[EVT 预测试] --> B{通过?}
B -- 是 --> C[DVT 正式测试]
B -- 否 --> D[整改: 滤波/屏蔽/布线]
D --> A
C --> E{认证通过?}
E -- 是 --> F[PVT 批量一致性]
E -- 否 --> D
F --> G[正式证书]
class A xyL2
class B,E xyWarn
class C xyL3
class D xyError
class F xyL4
class G xySuccess5.3 整改优先级
- 滤波：I/O 端 π 型 / 共模电感
- 屏蔽：时钟 / 高速信号屏蔽罩
- 接地：机壳接地路径优化
- 布线：时钟回流路径优化、敏感信号远离高速
6. 车规认证（AEC-Q100）
6.1 适用产品
- XiAmp 车规版
- 未来前装主机厂产品
6.2 AEC-Q100 核心要求
| 项 | 要求 | 说明 |
|---|---|---|
| 工作温度范围 | Grade 1: -40 ~ +125 °C | 大部分车规 |
| 可靠性测试 | HTOL / HTSL / ESD / Latch-up 等 | 每批 77 片 0 失效 |
| 失效率 | FIT ≤ 1 | 每 10^9 小时失效数 |
| PPAP | 生产件批准程序 | 主机厂通用要求 |
6.3 功能安全（ISO 26262）
车载音频一般为 QM 级（质量管理），如涉及鸣笛 / 警示音 / HUD 语音提示则需提升至 ASIL-A / B。
- ASIL 评估 → 由主机厂在 Concept 阶段提出
- 若为 ASIL-A+：需走 ASPICE Level 2+ 研发流程（独立规范，本文不展开）
7. 可靠性测试
7.1 环境可靠性
| 测试项 | 标准 | 典型条件 | 消费类 | 车规 |
|---|---|---|---|---|
| 高温工作 | IEC 60068-2-2 | +55 / +85 °C × 1000 h | ✓ | ✓ |
| 低温工作 | IEC 60068-2-1 | -20 / -40 °C × 1000 h | ✓ | ✓ |
| 温湿度循环 | IEC 60068-2-30 | 25↔55 °C, 95% RH | ✓ | ✓ |
| 温度冲击 | IEC 60068-2-14 | -40 ↔ +85 °C, 500 cycles | — | ✓ |
| 机械振动 | IEC 60068-2-6 | 10-500 Hz, 5 g | ✓ | ✓ |
| 机械冲击 | IEC 60068-2-27 | 半正弦 50 g, 11 ms | — | ✓ |
| 盐雾 | IEC 60068-2-52 | 48 h | — | ✓ |
7.2 电气可靠性
- ESD：接触 ±8 kV / 空气 ±15 kV（IEC 61000-4-2）
- EFT：±2 kV（电源） / ±1 kV（信号）
- Surge：±2 kV（电源 L-N） / ±1 kV（信号）
- 跌落：1 m 跌落 × 6 面各 1 次
7.3 寿命与 MTBF
- 消费类 MTBF ≥ 5 万小时
- 车规 MTBF ≥ 20 万小时
- 使用 MIL-HDBK-217F 或 Telcordia SR-332 估算
8. 首样评审（FAI）
8.1 FAI 覆盖项
FAI 必检 10 项
- 尺寸与 CAD 完全一致
- BOM 与 AVL 一致（含物料批次号记录）
- PCB 层数 / 阻抗抽测
- 焊接质量（AOI + 人工复检）
- ICT 测试全通过
- FCT 功能测试全通过
- 关键性能指标（THD+N / SNR / 输出）Spec 内
- 外观无 NG（划痕 / 字符 / 壳体）
- 标签与铭牌齐全（SN / 版本 / 合规标志）
- 包装与附件清单齐全
8.2 FAI 频次
- EVT / DVT / PVT 各批次 SOP 前 100%
- 量产阶段每周首批抽检 3 台
9. 附录
9.1 相关标准引用
| 领域 | 标准 |
|---|---|
| PCB 设计 | IPC-2221 / IPC-2222 / IPC-A-610 |
| 环境可靠性 | IEC 60068 系列 / GB/T 2423 |
| EMC（消费） | CISPR 32 / CISPR 35 / FCC Part 15 |
| EMC（车规） | CISPR 25 / ISO 11452 / ISO 7637 |
| 可靠性（车规） | AEC-Q100 / AEC-Q200 |
| 功能安全 | ISO 26262 |
9.2 阶段评审模板
每个阶段门禁评审必含： 1. 上一阶段问题清单闭环率 2. 关键指标达成度 3. 风险与应对 4. 下阶段资源与时间 5. Go / No-go 投票（CTO 拥有最终决定权）
9.3 关联文档
9.4 版本历史
| 版本 | 日期 | 要点 |
|---|---|---|
| v1.0 | 2026-05-05 | 首版 · EVT/DVT/PVT/SOP 流程 + PCB/BOM/EMC/车规 |
hw-dev-spec.md · D1-B-SPEC-002 · v1.0 · 2026-05-05 · Xisound 研发中心