產(chǎn)品硬件需求說(shuō)明書模板范例在產(chǎn)品研發(fā)全流程中，硬件需求說(shuō)明書是連接市場(chǎng)需求、產(chǎn)品規(guī)劃與硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的核心文檔。它清晰定義產(chǎn)品硬件的功能、性能、接口及可靠性要求，為硬件選型、電路設(shè)計(jì)、原型驗(yàn)證及量產(chǎn)交付提供明確技術(shù)依據(jù)。一份優(yōu)質(zhì)的硬件需求說(shuō)明書，能有效減少設(shè)計(jì)返工、降低溝通成本，確保硬件方案與產(chǎn)品目標(biāo)高度契合。一、項(xiàng)目概述模塊該模塊需勾勒產(chǎn)品的開發(fā)背景與硬件設(shè)計(jì)的核心邊界，為后續(xù)需求拆解提供“錨點(diǎn)”。1.項(xiàng)目背景闡述產(chǎn)品的開發(fā)動(dòng)因（如市場(chǎng)空白、技術(shù)迭代、客戶定制需求）、目標(biāo)用戶群體（如工業(yè)場(chǎng)景的運(yùn)維人員、消費(fèi)級(jí)的家庭用戶）及典型應(yīng)用場(chǎng)景（如戶外環(huán)境監(jiān)測(cè)、室內(nèi)智能家居控制）。例如：>“本產(chǎn)品為面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，旨在解決工廠設(shè)備數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性與帶寬限制問(wèn)題。目標(biāo)用戶為制造業(yè)的設(shè)備運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，需在-20℃~60℃的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)對(duì)20+臺(tái)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、邊緣計(jì)算與4G/5G傳輸?！?.產(chǎn)品定位明確產(chǎn)品的核心價(jià)值與功能邊界，避免硬件設(shè)計(jì)偏離產(chǎn)品戰(zhàn)略。需說(shuō)明產(chǎn)品的市場(chǎng)定位（如高端旗艦、性價(jià)比入門、行業(yè)定制）、核心功能（如數(shù)據(jù)處理、通信、傳感器融合）及非功能特性（如便攜性、低功耗）。例如：>“本產(chǎn)品定位為輕量化工業(yè)邊緣網(wǎng)關(guān)，核心功能為設(shè)備數(shù)據(jù)采集（Modbus、Profinet協(xié)議）、邊緣AI分析（支持TensorFlowLite模型推理）及4G遠(yuǎn)程傳輸；非功能特性要求：整機(jī)重量≤800g，支持DIN導(dǎo)軌安裝，滿足工業(yè)級(jí)EMC防護(hù)（IEC____靜電放電4kV）。”3.文檔范圍說(shuō)明本說(shuō)明書覆蓋的硬件模塊（如核心板、電源模塊、通信模塊、傳感器接口）、版本迭代邏輯（如V1.0為基礎(chǔ)功能版，V2.0新增5G模塊），并明確排除的內(nèi)容（如軟件驅(qū)動(dòng)開發(fā)、外殼外觀設(shè)計(jì)的美學(xué)細(xì)節(jié)）。二、硬件功能需求模塊該模塊需將產(chǎn)品的功能需求“翻譯”為硬件的可執(zhí)行設(shè)計(jì)要求，聚焦“做什么”而非“怎么做”。1.核心功能的硬件支撐針對(duì)產(chǎn)品核心功能，拆解硬件需提供的能力。例如，若產(chǎn)品需“離線語(yǔ)音控制”，則硬件需：音頻輸入：支持雙麥克風(fēng)陣列，拾音距離≥5米，信噪比（SNR）≥60dB；算力支撐：NPU算力≥2TOPS（INT8），以支持語(yǔ)音喚醒與本地命令識(shí)別；存儲(chǔ)支撐：預(yù)留≥1GB閃存空間，用于存儲(chǔ)語(yǔ)音模型與離線命令庫(kù)。2.輸入輸出功能需求用戶輸入：按鍵（數(shù)量、類型、觸發(fā)邏輯，如“3個(gè)實(shí)體按鍵，長(zhǎng)按電源鍵5秒強(qiáng)制關(guān)機(jī)”）、觸控（屏幕尺寸、分辨率、觸控點(diǎn)數(shù)，如“7英寸電容屏，10點(diǎn)觸控，分辨率1024×600”）、傳感器輸入（類型、精度、采樣率，如“溫濕度傳感器，溫度精度±0.5℃，濕度精度±3%RH，采樣率1次/分鐘”）。系統(tǒng)輸出：顯示（屏幕類型、亮度、色域，如“IPS屏，亮度≥300nits，支持陽(yáng)光下可讀”）、音頻輸出（功率、信噪比，如“內(nèi)置揚(yáng)聲器，功率2W，SNR≥85dB”）、數(shù)據(jù)輸出（接口類型、協(xié)議、速率，如“USB3.0接口，傳輸速率≥5Gbps，支持OTG功能”）。3.擴(kuò)展功能需求若產(chǎn)品需支持外設(shè)擴(kuò)展（如外接攝像頭、打印機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備），需明確硬件接口的規(guī)格與兼容性。例如：擴(kuò)展接口：提供1個(gè)M.2E-key接口，支持WiFi6/藍(lán)牙5.2模組，尺寸≤30×52mm；存儲(chǔ)擴(kuò)展：MicroSD卡槽，支持UHS-I協(xié)議，最大容量≥256GB。三、硬件性能需求模塊性能需求需量化、可驗(yàn)證，為硬件選型與測(cè)試提供明確標(biāo)準(zhǔn)。1.處理性能CPU：架構(gòu)（如ARMCortex-A55/A76、x86）、核心數(shù)（如四核）、主頻（如≥1.8GHz）、算力（如AI算力≥1TOPS）；內(nèi)存：類型（DDR4/LPDDR5）、容量（如≥4GB）、帶寬（如≥25.6GB/s）；圖形處理（可選）：GPU型號(hào)（如Mali-G57）、像素填充率（如≥100MP/s）。2.存儲(chǔ)性能介質(zhì)類型：eMMC5.1、UFS3.1、NVMeSSD；容量：系統(tǒng)存儲(chǔ)≥16GB，用戶存儲(chǔ)≥64GB；讀寫速度：順序讀取≥800MB/s（UFS3.1），隨機(jī)寫入≥100MB/s（4KB塊）。3.功耗與續(xù)航功耗模式：待機(jī)功耗≤50mW，全速運(yùn)行功耗≤5W，低功耗模式（僅傳感器工作）≤100mW；續(xù)航時(shí)間（移動(dòng)設(shè)備）：電池容量≥5000mAh，典型場(chǎng)景（屏幕50%亮度、4G聯(lián)網(wǎng)）續(xù)航≥8小時(shí)，快充要求（如30分鐘充電至50%）。4.響應(yīng)性能按鍵響應(yīng)：按下到系統(tǒng)反饋≤100ms；傳感器數(shù)據(jù)延遲：從采集到數(shù)據(jù)上送系統(tǒng)≤20ms；四、硬件接口與兼容性需求模塊接口是硬件與外部系統(tǒng)（或外設(shè)）交互的“橋梁”，需明確其規(guī)格與兼容性邊界。1.內(nèi)部接口板級(jí)接口需定義通信協(xié)議、速率、引腳分配。例如：I2C接口：2路，速率≥400kHz，支持從機(jī)地址自動(dòng)掃描；SPI接口：1路，速率≥10MHz，支持4線模式；PCIe接口：1路PCIe3.0x1，速率≥8Gbps，用于擴(kuò)展5G模組。2.外部接口用戶可操作的接口需明確物理規(guī)格、協(xié)議版本、兼容性。例如：USBType-C接口：2個(gè)，支持USB3.2Gen2（10Gbps）、PD3.0快充（最大65W）、DisplayPort1.4（4K@60Hz）；HDMI接口：1個(gè)，HDMI2.1，支持8K@60Hz、HDR10+；以太網(wǎng)接口：2個(gè)，RJ45，千兆以太網(wǎng)（10/100/1000Mbps），支持PoE+（最大30W供電）。3.外設(shè)兼容性需明確支持的外設(shè)型號(hào)、參數(shù)或協(xié)議。例如：攝像頭模組：支持IMX586（4800萬(wàn)像素）、OV5640（500萬(wàn)像素），接口為MIPICSI-2（4lanes，速率≥2.5Gbps/lane）；打印機(jī)：支持ESC/POS協(xié)議，USB或藍(lán)牙連接，紙張寬度≤80mm。五、環(huán)境與可靠性需求模塊該模塊確保硬件在目標(biāo)場(chǎng)景下穩(wěn)定運(yùn)行，需結(jié)合實(shí)際使用環(huán)境定義。1.工作環(huán)境溫度：-10℃~60℃（工業(yè)級(jí)）、0℃~40℃（消費(fèi)級(jí)）；濕度：10%~90%RH（非凝結(jié)）；氣壓：86kPa~106kPa（對(duì)應(yīng)海拔-500米~2000米）；振動(dòng)：工作時(shí)，振幅≤0.3mm，頻率5~500Hz（符合IEC____）；沖擊：工作時(shí)，加速度≤100m/s2，持續(xù)時(shí)間≤11ms（符合IEC____）。2.存儲(chǔ)環(huán)境溫度：-20℃~70℃；濕度：5%~95%RH（非凝結(jié)）；防塵：IP54（防止直徑≥1mm的固體顆粒侵入，防止飛濺的水侵入）。3.可靠性指標(biāo)MTBF（平均無(wú)故障時(shí)間）：≥5000小時(shí)（工業(yè)級(jí)）、≥1000小時(shí)（消費(fèi)級(jí)）；EMC（電磁兼容性）：符合CE（EN____/____）、FCC（Part15）認(rèn)證要求；防水防塵：IP65（完全防止粉塵侵入，防止低壓噴水侵入）（戶外設(shè)備）。六、硬件物理特性需求模塊該模塊定義產(chǎn)品的“外在形態(tài)”，需平衡功能、體驗(yàn)與生產(chǎn)可行性。1.尺寸與重量外形尺寸：長(zhǎng)×寬×高（如150mm×100mm×30mm）；重量：≤500g（便攜設(shè)備）、≤2kg（桌面設(shè)備）。2.外觀與結(jié)構(gòu)材質(zhì)：外殼采用ABS+PC合金（阻燃等級(jí)V0），內(nèi)部PCB采用FR-4（厚度1.6mm）；顏色：工業(yè)灰（RAL7035）或客戶定制；散熱設(shè)計(jì)：被動(dòng)散熱（通過(guò)外殼導(dǎo)熱），散熱片材質(zhì)為鋁合金，表面積≥100cm2；安裝方式：桌面擺放（底部防滑墊）、壁掛（預(yù)留掛孔）、DIN導(dǎo)軌安裝（工業(yè)設(shè)備）。七、附錄模塊1.術(shù)語(yǔ)定義對(duì)文檔中專業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行解釋，如：MTBF：平均無(wú)故障時(shí)間，指產(chǎn)品在規(guī)定條件下，相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間；EMC：電磁兼容性，指設(shè)備在電磁環(huán)境中正常工作，且不對(duì)其他設(shè)備造成干擾的能力；IP等級(jí)：IngressProtection等級(jí)，由國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）制定，用于評(píng)估設(shè)備防塵、防水能力。2.參考標(biāo)準(zhǔn)列出文檔引用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，如：電氣安全：GB4943.____《信息技術(shù)設(shè)備安全第1部分：通用要求》；電磁兼容：EN____:2015《多媒體設(shè)備的電磁兼容性發(fā)射要求》；環(huán)境試驗(yàn)：IEC____《環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法》。3.硬件參考設(shè)計(jì)提供硬件架構(gòu)框圖、關(guān)鍵電路原理圖片段（如電源管理電路、核心板接口電路），幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)快速理解系統(tǒng)架構(gòu)。范例片段：智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)硬件需求說(shuō)明書（節(jié)選）項(xiàng)目概述1.項(xiàng)目背景本產(chǎn)品為面向智慧園區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)邊緣網(wǎng)關(guān)，需實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)內(nèi)100+個(gè)傳感器（溫濕度、PM2.5、光照）的數(shù)據(jù)采集、邊緣計(jì)算（如異常數(shù)據(jù)識(shí)別）及5G傳輸。目標(biāo)用戶為園區(qū)運(yùn)維部門，部署于戶外配電箱或室內(nèi)弱電機(jī)房，環(huán)境溫度范圍-20℃~65℃，濕度10%~95%RH。2.產(chǎn)品定位硬件功能需求1.核心功能的硬件支撐數(shù)據(jù)采集：支持8路RS485（ModbusRTU）、4路以太網(wǎng)（Profinet）、2路USB（外接傳感器），RS485通信速率≥____bps，以太網(wǎng)速率≥1Gbps；邊緣計(jì)算：NPU算力≥1TOPS（INT8），內(nèi)存≥4GBLPDDR4，閃存≥32GBeMMC5.1；撰寫注意事項(xiàng)1.需求明確性：避免模糊描述（如“速度快”“性能強(qiáng)”），需量化（如“數(shù)據(jù)傳輸延遲≤50ms”“電池續(xù)航≥8小時(shí)”）。2.協(xié)同性：硬件需求需與軟件需求對(duì)齊（如軟件需運(yùn)行AI模型，硬件需提供足夠NPU算力；軟件需存儲(chǔ)大量日志，硬件需預(yù)留存儲(chǔ)容量）。3.可行性：需求需結(jié)合成本與供