iot dev: Project management

2023-08-07

写在前面

这一小节只是记录一下我看到的关于项目管理的重要东西(其实我也不是项目管理者,只是要大概了解一下)

1. project arch

2. 嵌入式系统概论与开发流程

一、概论

嵌入式系统的定义一般如下:Embedded System use general or specialized purpose CPUsrunning custom software along with specialized hardware to perform application-specificfunctions.

在设计一个嵌入式应用项目时,通常需要考虑以下几点:

  1. 成本
  2. 外观 
  3. 预计销售市场与消费群体
  4. CPU计算能力
  5. 内存大小
  6. 省电需求
  7. 稳定度
  8. 反应实时性(Real-Time)
  9. 软件复杂度
  10. 测试复杂度

其实某项产品是否符合嵌入式系统的定义并不重要,重要的是开发者必须完全了解嵌入式系统的本质,以避免在设计开发阶段做出错误的判断与决定

二、嵌入式系统开发项目生命周期:项目启动与规划,设计、执行与结项

Schedule是用来遵守的,不是用来修改的
客户来说明嵌入式项目时,在跟开发企业说明时间预算时,总是偷偷自己预留了部分时间,说的时候总是要求时间ASAP(As soon as possible)
客户在规格方面也会自己留下缓冲空间,在刚开始谈规格时偶尔会模糊其词,如果我们可以做到客户的高标准当然最好,假使不行的话,只要没有低于客户藏在心里的底限,其实都还是会被接受的(我超,都是心机啊)
质量是规划、设计出来的,不是检查出来的。
可以一体适用的是思想,而非执行方法
根据项目特性与软件工程规范,定义最合适的工作方法,并确保项目可以按规格如期完成

软件工程师不可能写出没有bug的程序,测试工程师也不可能找出系统中所有的问题,所以测试工作一定要经过仔细的规划,则测试工作才可以被控制,测试结果才可以被量化,产品质量才可以被保证。

莫非定律(Murphy's Law):只要能出错的地方,就一定会出错,因此在测试时,一定要假设所有的事情都会出错,这样才能找出所有的问题。
测试工程师的工作是找出所有的问题,而不是证明系统没有问题

改的越多,功能就会越强,质量就应该越好,这绝对是一个错误的思想。
不可能开发出没有bug的软件应该铭记于心,本质是要求产品质量可控

3. 项目管理与软件工程

一、嵌入式项目管理

任何工作都应该先评估可行性,接着作计划,然后有效率地利用时间、成本与资源,并在可接受的范围内管控成果的质量
有一个关键思想PDCA(plan-do-check-act),即谋定而后动,做完后要反思,争取下一次做得更好
WBS(Work Breakdown Structure) 很重要
在更改计划时,严格禁止接受客户私下变更规格的请托。

4. 项目进度追踪实务

简单地说,进度追踪的原则是:
■ 所有项目人员必须定时参加review meeting。
■ 鼓励员工及早highlight可能发生的风险。
■ 主管主动检查系统状态。
■ 特别关注进度与计划有落差的工作项目(不是等到delay才关注,假设计划工时是10天,过了5天若进度未达50%,则应将其列入特别追踪清单)。
■ 为了执行进度追踪,我们会引进一些工具(本章后半部分会说明),并将工具整合入流程中,例如,规定进度审查会议必须使用MS Project所产生的报表。”
做好项目管理的工具如下所示:

■ 规划/设计阶段
  □ 计划拟定
    · Microsoft Project(不算贵啦!)。
    · GanttProject (Free)。
    · Google日历(Free):可将输入项目行事历与查核点,时间到之前会主动发mail通知。
  □ 设计文件· Microsoft Office(公司的计算机总不可能没有Office吧!)。
    · Wiki Server (Free):架设与维基百科相同的服务器相当简单,这是一个可以让所有项目成员共同编辑文件的平台。
    · Google Document (Free)。
■ 执行阶段
  □ Issue Tracking Server
    · 公司如果有引进Issue Tracking System,就直接使用那套,除了公司的内部流程已经建立,与其他单位的沟通也比较没问题。如果没有的话,建议就使用Free的Trac。
    · Bug管理——Bugzilla。
  □ Version Control Server:使用CVS、SVN或后起之秀Git皆可,都是Free的。
  □ Regular report和Action Item List-Excel。

5. SoC设计公司中嵌入式系统团队的管理

5.1 SA团队简介

市面上的IC有千百种,CPU就一种,但随着IC工艺的进步与IC设计技术的成熟,现在业界比较常用SoC(System On Chip)作为主控IC来设计产品,以前必须放在CPU外的一些IC与组件,现在都可以很容易地整合到一颗IC里去。如此一来,不但节省了成本,也让电路板可以越来越小,结构设计有更大的发挥空间。
IC设计公司为了减轻客户使用自家IC的学习曲线,使客户的产品尽快量产上市,IC设计公司在销售其IC产品时,一定要提供Reference Design(硬件板子与参考程序代码)给客户。简单来说,这个Reference Design就是客户应用此IC的一个产品范例,而IC设计公司内负责提供这个产品范例的团队就称之为SA(System Application)
SA团队的工作除了demo board的电路设计与板子制作之外,若是‘设备IC’的SA,必须提供demo board上的主控IC与操作系统的driver source code给客户。举例来说,Ethernet IC必须由CPU控制才可运作,SA会先制作此IC的子板,再根据这颗IC的产品定位,选择市面上比较popular的demo board,将子板与demo board连接,接着开始编写demo board上CPU与操作系统的driver,并将其调整到具有最佳性能,即这颗新IC的Reference Design。若有必要,SA可能必须多开发几个demo board或操作系统上的driver。
若是CPU或SoC的SA,则必须提供一个简单而完整的应用系统,包含以下项目:

■ 已达量产水平的硬件平台。
■ 必要的驱动程序。
■ 嵌入式操作系统。
■ Library。
■ 可以展示IC能力的Demo Application。

除了开发demo board系统之外,通常SA还要负责IC开发时期的FPGA验证,与IC试产阶段的IC验证,有时SA还必须负责分析、解决客户在使用此IC时碰到的疑难杂症(一般嵌入式系统团队在分析问题时,到最后才会怀疑是否为IC的问题,而SA的责任之一,就是要找出IC的潜在问题)。
原本SA仅要提供客户一个可以demo的软硬件平台,当成客户使用该IC时软硬件设计的参考即可,并非用以量产。而我们都知道,即便规格相同,做demo平台与产品开发(真正可卖到end user手上),实际上是完全不同的两码事! 因此,‘以前’的SA团队与真正开发电子产品的团队,在基本技能与开发思想上有着本质的不同,请见以下说明。

■ Scope与SPEC.的复杂度必然不同
■ 质量的严谨度不同
■ Demo程序通常可土法炼钢:也就是硬干,以下重点都可不考虑。
  □ 系统架构。
  □ 软件工程。
  □ 扩展性、可移植性。
  □ 客户API。

如果只是做demo platform与客户支持,那么,其实并不太需要一个组织与流程严谨的嵌入式系统开发团队,再加上IC设计公司通常还是由IC设计专业起家,管理与技术主管都是IC设计专家,对IC生产流程的细节了如指掌,但这些IC设计的业界精英不见得真的了解电子产品开发的细节,更不可能知道如何run一个嵌入式系统开发团队,所以SA团队往往只是‘高科技IC设计公司’中的一个附属团队。
在某些IC设计公司,他们对IC设计流程有很严谨的规范,流程之间定义了严格的查核点,在IC Tape Out(将IC制造所需的数据提交给晶圆厂)前,也必须经过一次又一次的模拟与review!令人无法理解的是,在这样的公司中,SA居然不知如何做source code版本控制与bug管理、软件工程与质量概念异常薄弱、系统架构与模块化只是空中楼阁、设计文件杂乱无章等,更谈不上利用项目管理的思想来管理开发项目,SA的工作项目与进度规划完全取决于IC设计团队。
IC设计出了问题,制造好的IC可能变为垃圾,所以必须在开发流程中严格管控,若提供给客户的参考平台与sample code极不稳定,code乱七八糟且没有扩展性,客户对本公司的IC也会失去信心,即便再好的IC同样也会变为垃圾。也许这些公司的高层并非不注重SA团队,只是因为他们对嵌入式软件开发这个领域真的不熟悉,却又要用IC设计的思想来管理SA。
如果IC设计公司主要是‘卖’IC,那么,将IC设计团队比喻是强干,SA是弱枝也并无不妥,但让我们好好审视目前的市场状况,SoC设计公司真的是在‘卖’IC吗?”

5.2 SoC设计公司到底葫芦里是卖什么药?

TurnKey Solution(统包解决方案):一个完整的软硬件平台,最好这个平台上的应用程序已经整合完毕。
前期请给我Turnkey、中期请帮忙客制化、后期请协助解决生产与客诉问题

5.3 正确的Soc执行流程


■ Marketing负责分析市场与客户需求,进而定义Application,完成产品规格并为此负责。
■ Marketing所主导的Application SPEC。或Product SPEC.,为此SOC设计项目的基准(Baseline)。
■ IC与SA团队根据Application SPEC。分别定义IC与软/硬件系统规格,并交互review。
■ 新版IC的规格,来自新的市场信息,以及IC与SA团队的反馈。

5.4 SA团队的严峻考验

■ 比一般电子产品开发团队需要更全面的硬件知识。
  □ 必须执行FPGA与IC验证。
  □ 可能拿到“烂”IC。必须能分析到底是IC、硬件或软件的问题。
  □ 随时要能掌握IC的性能信息。
  □ Workaround。尽量帮IC梳妆抹粉(通过软件或硬件手段)。
  
■ 比一般电子产品开发团队需要更严谨的设计与评估流程。
  □ 系统在设计时,可能IC连影子都还没有,评估工作要尽量精确。
  □ 系统要能完全发挥IC的能力,隐藏IC的缺陷。
  □ IC验证与系统的code必须可以重复使用。为了更严谨地执行系统设计,必须从流程规范中落实design review。
  
■ 比一般电子产品开发团队需要更严谨的系统架构。
  □ 移植性(HAL)。同一系列的SoC必须使用同一个SDK, HAL在SoC的SDK中必不可缺。
  □ 可扩展性。客户可能会要求我们在SDK设计阶段根本想不到的新功能,系统必须高度模块化,并具有可扩展性。
  □ 客制化。通常客户只需要修改SDK里的Application,所以SDK一定要设计标准的Customer's API,让Application的开发更为容易。
  
■ 比一般电子产品开发团队需要更强的硬件设计团队。
  □ 具弹性的硬件平台。必须同时支持不同客户的硬件客制化需求。
  □ BOM分析。demo board不是可以动就好,必须到达量产水平。除了性能外,硬件工程师必须让硬件的生产成本具有优势,所选择的组件也必须易于备料。
  
■ 比一般电子产品开发团队需要同时服务更多的客户。这对SDK的稳定度、硬件设计的弹性、客服技术人员的人力资源配置等都是很大的考验。

5.5 SA团队的管理

■ 流程的重要性:一个团队要执行这么多种类的工作,一定要制定流程,避免重复工作的资源浪费,举例来说。
  □ FPGA与IC验证的code必须是同一套。
  □ FPGA与IC验证程序里用到的driver,必须就是系统里用的那一套driver。
  
■ HAL的重要性:SoC设计先期的投资金额不少,所以一定会计画推出同一产品线的一系列IC,为减少将来维护工作的effort,同一系列产品最好就只有一套SDK,此时就可看出HAL的重要性。

■ 系统模块化(Configurable):SoC的SDK和一般嵌入式系统的SDK不同,同一套系统要support的客户数量非常多,而不同客户有不同的系统配置与功能需求,未经模块化设计的系统,绝对无法快速反应客户的需求(否则,就只能用工程师的肝功能来换取客户的满意度了)。

■ SA面对的SoC可能是有bug的,系统必须设法避过(Workaround) ,这些bug可能会在下个版本的IC里被修掉,而新版的IC也可能会出新的bug,所以系统里会有不少针对不同版本IC的patch。除了SA要maintain好各代IC的Workaround List外,还要求系统必须要有很好的Configuration管控(简单地说,就是规范各个版本IC的系统,要加入哪些patch)。

■ 客制化的effort越小越好:SDK一定要有标准的Customer's API,一来客户开发AP的学习曲线较平缓,而且既有的AP,可以很容易地移植到新版的IC与SDK上。

■ SDK与demo board的质量必须达到量产标准:SA里的QC或测试工程师,其测试强度必须达到产品化的水平,而测试强度则牵涉到测试流程的规范是否严谨。此外,SA里的测试工程师除了必须执行SDK(或产品功能)的测试外,有时也要帮忙与IC特性有关的测试工作。

■ 硬件平台必须弹性:和软件系统一样,客户会以SA提供的demo board为基础,并做功能的增删,所以demo board的设计也必须考虑模块化。