产品系统设计方案与规格.docx

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活动编号（ID）：

项目阶段

□概念阶段

□开发阶段

□发布阶段

■计划阶段

□验证阶段

□生命周期阶段

产品名称

产品型号/版本

总页数

××××

××××

共××页

XX产品系统设计方案与规格

（仅供内部使用）

文

件

编

号：

版

本

号：

实

施

日

期：

保

密

等

级：

□秘密

■机密

□绝密

编制：

审核：

会签：

批准：

版权所有，侵权必究

第36页共36页

修订记录

日期

版本号

描述

作者

文件的版本号由“V×.×”组成，其中：

a）小数点前面的×为主版本号，取值范围为“0～9”。

文件进行重大修订时主版本号递增1；

b）小数点后面的×为次版本号，取值为“0～9，a～z”。

文件每修改一次时次版本号递增1；主版本号发生改变时，次版本号重新置0；

c）未批准发布的文件版本号为V0.×版，批准发布时为V1.0版。

当主版本号发生改变时，前面只有次版本号不同的修订记录可以删除。

目录

一、系统总体部分 10

1产品概述 10

1.1名称、型号、版本、保密代号 10

1.2版本描述 10

1.2.1V版本描述 10

1.2.2V版本各R版本描述 10

1.3业务简述 10

1.4组网与设备独立性 10

2产品功能、性能 10

2.1功能特性 10

2.2系统对外接口 10

2.3整机性能指标 10

2.4整机技术参数 11

3遵循的标准及主要通信协议 11

4系统总体结构 11

4.1系统架构图（重点写作内容） 11

4.2功能实现原理 12

4.2.1功能1实现原理 12

4.2.2功能N实现原理 12

4.3产品数据结构描述 12

5build划分 12

6系统配置 13

6.1硬件配置 13

6.2软件配置 13

7外包、外购子系统规格 13

8系统升级与扩容 13

8.1新系统的功能丢失 13

8.2版本升级规格 13

8.3系统可扩充性设计 13

9用户支持（可选） 13

9.1资料提供 13

9.2联机帮助 13

10可靠性规格 13

10.1可靠性指标规格 14

10.2器件降额合格率 14

10.3故障管理规格 14

10.3.1故障检测率 14

10.3.2故障隔离率 14

10.3.3冗余单元倒换成功率规格 15

10.3.4冗余单元倒换时间规格 15

11安规规格 15

12电磁兼容与防雷 15

12.1产品EMC总体性能指标 15

12.1.1电磁兼容设计方案 15

12.2产品防雷总体性能指标 16

12.2.1防雷设计方案 16

12.2.2接地设计方案 16

二、软、硬件设计 16

13硬件功能设计 16

13.1硬件基本组成和逻辑结构 16

13.2工作原理 16

13.3单板配置图 17

13.4板间接口和信号定义 17

13.5硬件开发平台 17

13.6硬件详细描述 17

13.6.1系统结构描述 17

13.6.2子系统规格、设计描述 17

13.6.3整件规格、设计描述 18

13.6.4单板规格描述 18

13.6.5电气特性描述 18

13.6.6单板硬件的一般要求 18

13.6.7单元电路设计要求 18

13.7电缆设计 18

13.7.1系统电缆连接图 19

13.7.2供、配电系统电缆设计 19

13.7.3接地系统电缆设计 19

13.7.4信号系统电缆设计 19

13.8信号完整性工程设计 19

13.8.1系统模块划分 19

13.8.2系统互连设计方案 20

13.8.3关键总线分析 20

13.8.4关键元器件的应用分析 20

13.8.5物理实现关键技术分析 20

13.9配电及电源设计 20

13.9.1供电系统总体结构 20

13.9.2配电及电源功能单元硬件设计 21

13.9.3配电及电源系统可靠性设计与分析 22

13.10计算机系统方案设计 22

13.10.1计算机系统设计规格描述 23

13.10.2计算机系统可靠性分析 23

13.10.3应用方案设计 23

13.10.4故障管理 23

13.11监控系统设计 23

13.11.1整机监控系统设计 23

13.11.2环境监控设计 23

13.11.3整机电源监控设计 23

13.11.4风扇监控设计 24

13.11.5其他设备监控 24

13.11.6监控系统人机接口设计 24

13.12单板热设计 24

13.12.1关键器件热性能参数（由EE、热设计人员完成） 24

13.12.2产品单板及系统配置功耗（由EE、热设计人员完成） 24

13.12.3关键器件工作温度范围（由EE、热设计人员完成） 24

13.13单板的三防设计 24

14软件功能设计 25

14.1软件基本设计思想 25

14.2软件开发平台 25

14.3软件系统描述 25

14.3.1软件系统结构描述、总体软件框图 25

14.3.2功能实现原理 25

14.3.3软件系统各子系统/模块的接口定义 25

14.3.4子系统规格、设计描述 25

14.3.5模块规格、设计描述 25

14.3.6软件模块可测性设计规格 26

14.4网管及远程维护 26

14.4.1用户界面 26

14.4.2网管接口定义 26

14.4.3远程维护 26

14.4.4软硬件版本信息在线上报/在线加载 26

14.4.5数据设定与操作 27

14.5软件包描述 27

14.5.1软件包结构 27

14.5.2发布介质 27

14.5.3软件可安装性 27

14.6软件质量保证 27

14.6.1评估软件工作量 27

14.6.2GA点前的缺陷要求 27

14.6.3GA点后的缺陷要求 27

三、工业设计和结构设计 27

15工业设计 27

15.1产品PI形象定位描述 27

15.2标识系统与视觉传达 28

15.2.1标识系统要求（由SE组织相关人员完成） 28

15.2.2视觉传达设计 29

15.3客户特殊需求的实现方式 29

16结构设计基本设计思想 29

17结构详细描述 29

17.1系统结构配置 29

17.2结构设计标准及外形尺寸 29

17.3工程安装设计描述 29

17.3.1安装环境与安装手段 29

17.3.2安装方式 29

17.3.3安装的配套 30

17.3.4接口电缆 30

17.4包装运输设计描述 30

17.4.1产品基本特征 30

17.4.2产品包装防护需求 30

17.5热设计描述 30

17.5.1产品组成模块的散热要求 31

17.5.2系统散热或加热方式 31

17.5.3散热系统保障性要求 31

17.6噪声控制设计描述 31

17.7三防（防霉、防潮、防盐雾）设计描述 31

17.7.1各型结构件的材料应用说明 31

17.7.2各型、各种材料的表面防护措施 31

17.8IP防护设计描述 31

17.8.1防尘要求 31

17.8.2防水要求 32

17.8.3防异物要求 32

17.9结构安全设计描述 32

17.10结构屏蔽设计描述 32

17.11可维护性要求及设计描述 32

17.11.1状态指示（只需说明与结构有关的内容即可） 33

17.11.2需定期更换（或清洁）的部分 33

17.11.3需维护的模块部分 33

17.12整机可装配性设计及走线工艺要求及描述 33

17.12.1整机装配过程分析 33

17.12.2走线和走纤分析 33

18成本分析 33

18.1典型配置下的成本构成（分解到关键器件/部件） 33

18.1.1产品成本分析 33

18.1.2单板成本估算 34

18.2其它配置下的成本分析 35

18.3不同配置的成本曲线 36

四、规格索引清单 36

19规格索引清单（重点填写内容） 36

一、系统总体部分

1产品概述

1.1名称、型号、版本、保密代号

定义产品的名称、商标、型号和版本，如“ATM交换机，Radium 8350，版本V1.0R001”。

说明产品归属：

属于哪个系列的，归属哪个产品线，是否是新的产品系列，是否需要申请新的

商标。

1.2版本描述

1.2.1V版本描述

描述本设计规格书对应的R版本所在的V版本的主要功能及特征

1.2.2V版本各R版本描述

描述同属一个V版本的各R版本的关系及主要特征和区别

1.3业务简述

简述产品推出后能够提供的主要业务，如Internet接入、IP电话、VOD等

1.4组网与设备独立性

从网络角度看待系统，画出主要业务应用时的组网图，重点描述本产品在网络中的位置,简述与配套产品关系及设备独立性，说明与配套产品或系统其余部分的相互接口，比如上行接口的

ATM交换机、GSR等，或下行接口的远端模块，以太网交换机等

2产品功能、性能

2.1功能特性

此部分内容可以和《需求分解与分配说明书》模板中“5.1画系统框图”章节的功能项相关联，主要说明产品对外提供的功能特性及相应的性能指标，功能特性的描述要求至少向下分解一级

2.2系统对外接口

说明系统对外接口（包含管理接口）类型、数量、遵循的规范及协议、实现的功能。

2.3整机性能指标

定义整个设备在提供业务时对外表现的性能指标；所有性能指标需注明出处，如是参照国际标准、国标、竞争对手、理论计算等。

可以参照如下表格列出

表1 XXX

参数名

国际标准

国标

主要竞争对手

本产品

（以BHCA举例）

BHCA（example）

（无No）

40k

50k

60k

（以误码率举例）BitErrorRate（

example）

1x10-6

1x10-6

1x10-7

5x10-6

2.4整机技术参数

定义整机功耗、电源参数、重量、尺寸等技术参数

3遵循的标准及主要通信协议

说明本产品所遵循的国际、国家或行业、企业标准，着重列出本产品需要符合的设备规范、业务或协议标准、接口规范及标准。

该部分不作为产品规格的硬性要求，只是作为测试或鉴定时的参考。

描述本产品中所有需遵循的通信协议,如RIP IEE802.3包括自定义的主要协议

4系统总体结构

4.1系统架构图（重点写作内容）

系统方框图应能规定出系统的整体架构，说明组成系统的各部分是如何搭配成一个完整系统的。

系统方框图应画成二种：

一种是功能性的，说明系统有哪些功能？

应由哪些功能模块来实现？

画出这些功能模块之间、本系统与其它接口系统之间的逻辑关系；描述它们间的接口方式，遵循的协议规范等。

如果是升级类产品，在原有功能方框框图上增加、删除、修改。

另一种是物理性的，说明系统由具体的哪些软件模块和硬件模块来实现。

这是设计硬件实现方案和软件实现方案的基础。

最后给出上述二种方框图之间的对应关系，明确哪个物理框实现哪个功能框的功能。

可测性设计的整体结构描述，功能实现原理概述也应在这里给出。

说明整体系统可测性方面的层次结构，之间的逻辑关系，主要的功能接口定义，子系统、模块、单板应具有的主要可测性规格与设计描述。

4.2功能实现原理

描述系统是如何运作以实现系统需求的。

包括：

各功能模块的功能描述；之间的控制关系、接口关系、信息流向；系统需求中所有功能如何通过这些模块及他们之间的互相关系来实现。

逐项描述主要功能特性、业务的实现原理

对于可测性性设计的功能，如果有单独的功能模块则在下面用单独的小节进行功能实现原理描述，如果只是某些功能模块中的一部分功能，则在相应的功能模块中进行说明。

4.2.1功能1实现原理

描述主要功能1的实现原理

4.2.2功能N实现原理

描述主要功能N的实现原理

4.3产品数据结构描述

确立产品BOM清单的组织、产品系列代号及版本；画出包含清单主要模块的清单结构树，并对每个模块进行说明

5build划分

描述系统的build划分，用图表的方式来阐述。

并描述每个build的主要功能。

例如：

VeryLargeChange

LargeChange

MediumChange

6

1

10

18

3

12

8

Time

Functions

BuildD

VRSIMC

BuildB

h2CMRTSP

BuildG

VPVXH3

OS

BI

BuildC

BuildE

Q9DB

AGCL

BuildA

6系统配置

给出系统的配置描述表格。

6.1硬件配置

描述主要应用中系统机柜/单板配置，需附图说明。

6.2软件配置

描述软件配置，包括网管软件（OMC）/主控软件/单板软件等配置情况，要说明编号及简要功能。

7外包、外购子系统规格

全面定义产品开发需要外包、外购的各子系统（如视频会议系统中外购的计费服务子系统等）规格，包括结构造型、功能、性能指标、技术参数、接口、标准等方面。

此部分将来需要作为外包、外购子系统验收的标准;描述外包方的概况及实现方式。

8系统升级与扩容

8.1新系统的功能丢失

描述新开发系统相对于现有的、先前开发的产品有哪些功能不再提供

8.2版本升级规格

版本保存能力；升级安全性规格（防止错误加载、升级失败的措施、升级过程可逆）；业务中断时间/业务质量；升级工具；

8.3系统可扩充性设计

说明产品在业务、系统容量可扩展性方面的规格定义及设计；包括业务扩展能力及为了实现该能力的设计指标要求。

9用户支持（可选）

9.1资料提供

描述需提供给用户的资料清单和所用语言，包括：

技术手册/维护手册/安装手册/操作手册等

9.2联机帮助

描述联机帮助的界面形态和基本使用方法

10可靠性规格

说明产品在设计上如何实现可靠性方面的需求

10.1可靠性指标规格

给出产品可靠性指标的规格。

可靠性指标的规格包括整机任务可靠性指标和基本可靠性指标定量要求。

整机任务可靠性指标要求主要有针对系统终端的产品A（可用度）、MTBF（平均故障间隔时间）

。

该指标暂仅考虑用BELLCORE TR－332可靠性预计方法得到的硬件部分的产品固有可靠性，MTTR（平均修复时间）通常要求为0.5h（除非标准有其他的要求）。

有

A＝MTBF/（MTBF＋MTTR）。

整机基本可靠性指标要求主要为产品平均年返修率，基本可靠性指标要求通过产品典型配置下

n n

i=1

i=1

全串联可靠性模型得到。

有FS=S（Ni×Fi）/SNi 。

其中，Ni为典型配置中的第i中单板的配

置数，Fi为第i种单板的年返修率，Fs为产品平均年返修率， n为产品的单元类型总数。

且有

Fi＝1－e-ki×t 。

其中，ki为第i种单板的失效率FIT，t为1年的小时数，为8760h。

10.2器件降额合格率

说明产品内器件降额合格率的规格要求。

依据《通信产品元器件可靠性降额准则》；降额合格率＝满足降额要求的元器件个数/系统内所有元器件个数；且不包括降额准则中规定不需考虑降额的元器件。

目标值通常定为95％。

10.3故障管理规格

10.3.1故障检测率

故障检测率，是在规定的时间内，用规定的方法正确检测到的故障数与故障总数之比。

可表示

S S

故障检测率＝（ λ P ）/（ λ P ） λ

为：

可检测可检测 需检测需检测 ，其中， 需检测指单板内需要检测

P

的故障模式所属器件的失效率，单位为FIT，通过预计得到；需检测指单板内需要检测的器件故障

λ

模式的发生概率，通常用百分数表示； 可检测指单板内需要检测的器件故障模式中，可检测的故障

P

模式所属器件的失效率，单位为FIT，通过预计得到；可检测指单板内需要检测的器件故障模式中，

可检测的故障模式发生的概率，通常用百分数表示；

对于致命故障（I类）、严重故障（II类）故障检测率通常要求为100％，对于一般故障（III类）通常要求为85％。

对轻微故障（IV类）通常不做要求。

10.3.2故障隔离率

故障隔离率，是在规定的时间内，用固定的方法将检测到的故障正确隔离到不大于规定的可更换单元数的数量与同一时间内检测到的故障数之比。

故障隔离率＝（Sλ可隔离P可隔离）/（Sλ可检测P可检测），其中，λ可隔离 指单板内可检测的器件故障模式中，可隔离到现场维护最小单元的器件的失效率，单位为FIT，通过预计得到；P可隔离指单板内可检测、可隔离到现场维护最小单元的器件故障模式发生概率，通常用百分数表示；

通常对于要求故障正确隔离到现场维护最小单元（1块单板），致命故障（I类）、严重故障（II类）故障隔离率通常要求为100％，对于一般故障（III类）通常要求为95％。

对轻微故障（IV类）通常不做要求。

10.3.3冗余单元倒换成功率规格

冗余单板的倒换成功率定义为：

当需要时可以成功倒换到备板的概率。

当服务出现可接受的、短暂的中断后，能够得以维持或恢复，则认为倒换成功。

倒换成功率C=CA×CS；其中，CA主用单板的故障检测率；CS备用单板的故障检测率；业界主备倒换成功率能达到或超过90%。

可根据公司具体情况确定该规格。

10.3.4冗余单元倒换时间规格

冗余单元倒换时间定义为：

倒换时间＝检测和定位时间＋资源处理时间＋倒换时间＋同步确认时间。

主要考察冗余单元倒换不中断正常业务的能力。

通常处于网络级别越高的设备，倒换时间要求越严格。

对SDH传输等网络级别较高的设备，主备倒换时间应小于50ms，对网络级别稍低的设备，倒换时间可以适当降低要求，但不应超过2s。

通常，检测/定位时间在ms级，不同产品、不同检测方法间差异较大；资源处理时间指数据备份时间，在ms～s级；倒换时间指倒换电路动作时间，通常us级；同步确认时间通常ms级。

11安规规格

导线的截面积应与这些电缆预定要承受的电流相适应，以免因导线温度过高发生危险。

元器件和零部件应具有的可燃性等级为V-2级或优等级。

每一熔断器上或其就近处应标上安全标记，该标记应标出熔断器序号，熔断特性，额定电流值，防爆特性，额定电压值，英文警告标识。

如F1F10AH250VAC。

机箱内的强电部分应该有国际上通用的危险警告标记，以提醒设备维护人员。

12电磁兼容与防雷

12.1产品EMC总体性能指标

说明产品的EMC总体性能指标，不包含指标分配。

12.1.1电磁兼容设计方案

给出结构、电缆、电源、PCB等的EMC指标和初步的实现方案以及实现过程。

1）EMC指标分解

（就系统及模块等单元进行EMC分析与评估，给出总体EMC设计思路）2）结构

（主要结合EMC总体设计对结构提出规格要求，并给出实现建议）3）电缆

（主要结合EMC总体设计对电缆提出规格要求，并给出实现建议）4）电源

（主要结合EMC总体设计对电源提出规格要求，并给出实现建议）

5）PCB

（主要结合EMC总体设计对PCB提出规格要求，并给出实现建议）

12.2产品防雷总体性能指标

说明产品的防雷总体性能指标，不包含指标分配。

12.2.1防雷设计方案

给出电源口、信号口、天馈口等的防雷指标和初步的实现方案以及实现过程。

12.2.2接地设计方案

给出设备系统接地初步的实现方案以及实现过程。

二、软、硬件设计

在软硬件各级（子系统、模块、单板等）系统描述中要体现对上述系统级指标的支持

13硬件功能设计

13.1硬件基本组成和逻辑结构

为实现系统方框图所描述的功能模块、物理模块和接口协议，设计出整个系统的硬件模块及其之间的控制与接口关系，画出其方框图。

给出可测性设计的整体结构描述和功能实现原理概述。

描述上述功能模块、物理模块和接口定义是如何实现系统可测性的架构、功能和接口设计要求的，并说明整体系统可测性方面的层次结构，之间的逻辑关系，主要的功能接口定义，子系统、模块、单板应具有的主要可测性规格与设计描述。

（如果在系统总体部分已经描述该部分可测性内容，则这里可以省略）。

如果是升级类产品，注明硬件模块的增加、或删除；

13.2工作原理

针对上述硬件方框图，描述其运行方式，如何实现系统结构中各个功能块的功能和性能；并根据硬件结构图，描述系统结构中可测性的实现原理，包括测试输入输出通道、系统级/子

系统模块级/板内单元级测试总线、各功能模块的能控性设计、各功能模块的能观性设计、测试工

具接口，隔离性设计、BIST设计等。

（如果在系统总体部分已经描述该部分可测性内容，则这里可以省略）。

13.3单板配置图

（描述单板配置,在系统配置中已描述过的可不重复）

（在描述单板配置的同时，应说明各种关于可测性设计的物理模块位置、载体，说明这些物理部件的配置关系。

哪些可测性功能模块位于哪些物理部件中，如整机系统测试控制台的命令解释器的位置等等。

如果在系统总体部分已经描述该部分可测性内容，则这里可以省略）。

13.4板间接口和信号定义

描述各单板的功能、单板间的接口标准、信号定义等；

如果是升级类产品，注明单板功能的变化，接口标准变化等；

13.5硬件开发平台

简单介绍硬件开发的环境、工具、编译器、可编程性设计工具如FPGA\DSP等；SI、EMC仿真分析平台

13.6硬件详细描述

13.6.1系统结构描述

描述硬件的基本体系结构，包括子系统、模块、单板的划分及层次关系

13.6.2子系统规格、设计描述

（1）根据上述硬件体系结构，重点描述所有子系统的规格和设计方案

（2）子系统可测性规格和设计方案

描述可测性设计在子系统的规格和设计方案，如果没有独立的可测性子系统，可以在各子系统的规格、设计方案描述中把相应的可测性规格和设计方案描述清楚。

（如果在系统总体部分已经描述该部分可测性内容，则这里可以省略）

（3）话单服务器（BAU）/后台管理服务器（BAM）规格、方案描述

BAM和BAU计算机（包括硬盘等关键部件）硬件工程规格，应用、数据备份方案、实现方式描述，冗余分析、关键节点分析等等。

同时对系统的任务可靠性包括软件、硬件的可用度进行计算，分