国产替代与信创的要求，让中国硬件研发团队在“交付更快”“质量更高”的同时，还要做到“自主可控、合规可审”。在信创项目环境中，仅仅把某个单点工具换成国产，并不能真正解决需求混乱、协同断点和质量不可追溯的问题。本文以中国硬件企业常见场景为参照，从系统工程与 ALM（应用生命周期管理）视角，简要梳理一条典型硬件开发工具链，讨论在信创场景下几种可落地的工具组合方案。

硬件开发工具链痛点是什么

这一部分回答的是：为什么国产替代与信创一来，硬件开发工具链的问题会被集中放大？

今天的国内硬件研发环境，大致同时面临三股力量：

业务侧：产品复杂度、定制化程度持续上升，需求变更频繁，项目周期被不断压缩；

管理侧：IPD、ASPICE、功能安全、信息安全等要求叠加，对过程可追溯、合规留痕和研发数字化提出更高要求；

政策侧：信创产业扩展到金融、运营商、制造等“N”类行业，自主可控被写进采购与验收条款，国产化比例成为硬指标之一。

在很多中国硬件团队里，这三股力量叠加成几类典型痛点，也就是硬件开发工具链的“症状”：

工具很多，链路是断的：EDA、CAD、仿真、测试台架、实验室系统各自为政，需求、变更、缺陷散落在 Excel、邮件和 IM 群里。项目经理、系统工程师很难看到跨专业、跨阶段的端到端真实状态。

信创合规与存量工具“打架”：部分原有 ALM / 协同平台依赖海外云或特定外资基础软件，在国产 CPU / OS / DB 环境下无法部署或无法通过审计，导致核心研发过程数据处于“灰色地带”。

项目多、外协多，但数据难沉淀：PMO 只能拿到零散的进度报表，很难基于统一数据做跨项目的效率、质量分析，更难支撑工具链优化和组织级过程改进。

换句话说，现在讨论“国产替代硬件开发工具链”，本质上是在讨论：能否借助国产 ALM 平台和工具链重构，把复杂硬件研发变成可观测、可治理、可合规的一套工程系统。

一条合规可控的硬件开发工具链长什么样

这一部分回答的是：什么才算一条完整、可治理的硬件开发工具链？

为避免一上来就陷在具体产品讨论里，我们先抽象一条典型的硬件研发工具链，只保留关键“层级”（也就是 ALM 视角下的六层结构）：

组合 / 项目层（Portfolio / Project）：规划产品线、项目群、阶段与里程碑（对应 IPD 阶段），管控资源与风险，是硬件研发项目管理的“塔顶”。

系统工程与需求层（SE & RM）：自上而下分解市场需求 → 系统需求 → 子系统需求 → 软硬件需求，建立需求–设计–测试–缺陷的可追溯关系，是系统工程方法真正落地的一层。

设计与实现层（Design & Implementation）

芯片 / FPGA / 板卡：IC / PCB EDA、电路仿真、信号完整性 / 电源完整性分析；

控制与嵌入式：IDE、编译器、RTOS、模型 / 仿真工具；

机械：3D CAD、结构 / 热仿真等。

验证与测试层（Verification & Test）：测试计划、用例、测试台架与自动化脚本管理；测试结果与缺陷闭环，是功能安全和质量保证的关键环节。

配置与流水线层（SCM & Pipeline）：代码与设计文件的版本管理；构建、静态检查、自动烧录和回归测试流水线（CI/CD 和 DevOps 能力）。

知识与度量层（KM & Analytics）：规范、经验、案例库，以及面向管理层的进度、质量、效能看板，是组织级知识管理与研发效能分析的基础。

贯穿这六层的，是一个统一的 ALM / 研发管理平台（研发管理中枢）：

它不替代 EDA、PLM、仿真和测试台架，而是负责把需求、任务、缺陷、测试、变更、度量“串成线”，与国产基础设施和信创要求兼容，成为中国硬件企业的“数字骨干系统”。

信创场景下做工具链选型：只需记住四个原则

这一部分回答的是：在国产替代和信创约束下，选型优先级怎么排？

在信创项目中做硬件开发工具链规划，建议尽量“减法思维”，聚焦四个基本原则——满足这四条，基本不会选得太差。

原则一：中枢平台必须国产可控（国产 ALM / 研发管理平台）

ALM / 项目平台通常承载全生命周期的需求和过程数据，是信创环境里优先要求国产化的一层。ONES 这类国产研发管理平台已经完成对国产 CPU、国产操作系统和国产数据库的多维度适配，并通过多项安全认证，明确定位为“支持信创的研发管理平台”。

原则二：端到端追溯优先于“局部最优”

与其在某个环节追求“最强 EDA 工具”或“最强测试工具”，不如先让需求–设计–测试–缺陷–发布形成可追溯闭环，做到：

任何一个现场问题，可以追溯到对应需求、设计版本和变更；

任何一个需求，可以查到覆盖它的测试与缺陷记录。

这要求以 ALM 平台为主线，把 EDA、CI/CD、测试管理等纳入统一的对象模型中，让硬件开发工具链在数据层连成一体。

原则三：保留行业专用工具，用集成而不是“一刀切替换”

硬件团队在 EDA、PLM、仿真工具上的投入巨大，很多也暂时不存在完全等价的国产方案。策略应该是：

中枢平台实现国产化，保证信创合规与研发过程数据可控；

行业专用工具先“兜底可用”，通过接口把关键版本、变更单、关键测试结果写回平台，实现有限但高价值的数据集成。

原则四：工具要能承载流程与治理，而不是反过来“绑架”流程

信创并不意味着回到粗放式管理。相反，IPD、系统工程、ASPICE 等体系更需要落在可配置的平台上，让评审、变更、缺陷分析、度量都具备可重复性、可审计性，成为硬件研发数字化治理的一部分。

工具盘点：以国产 ALM 研发管理平台为骨架，串起硬件开发全链路

这一部分回答的是：在不同层级上，各类工具大致怎么分工？

1. 中枢层：ONES 国产研发管理与 ALM 平台

从国产替代与信创适配角度看，ONES 是当前较典型的一站式国产企业级研发管理平台（国产 ALM 平台）之一。

在硬件开发工具链里，ONES 研发管理平台的角色可以概括为三点：

① 统一的项目与需求中枢

管理项目集、版本规划和阶段里程碑（适配 IPD 阶段）；

建立需求–任务–缺陷–测试–发布的追溯链路，支撑硬件研发可视化。

② 流程与治理的承载体

可配置工作流，适配 IPD 阶段、各类评审流程与变更流程；

用 Wiki 承载规范与模板，用度量看板承载 PMO 的分析视图，将方法论“写进系统”。

③ 信创友好与开放集成

通过麒麟等国产操作系统、国产 CPU / 数据库适配，支持本地化与信创环境部署；

提供开放 API，便于与代码托管、CI/CD、PLM、测试台架管理系统对接，成为“平台 + 卫星系统”架构的骨干。

在硬件场景中，ONES 更像是“研发数字骨架”：

把需求、问题、测试、变更等通用对象统一管理，再通过接口把 EDA、CI、测试台架等专业工具“挂载”上来。

2. 设计层：EDA 与电路仿真工具（硬件电路设计工具）

EDA 工具是硬件设计的“手术刀”，不适合作为国产替代的一刀切突破口，但非常适合作为“分步升级”的抓手。

在 IC 设计领域，国内已出现多家 EDA 厂商，在模拟、电路仿真、版图设计等细分方向不断推进；

在 PCB 设计、信号完整性 / 电源完整性仿真方面，国产与国际工具正形成混合栈：

传统国际工具在高端、超高速场景仍具优势；

国产工具在中等复杂度设计、教育与本土应用中快速渗透。

EDA 选型与国产化建议：

中短期内，保留现有主力 EDA 设计工具，优先在新项目或局部模块试用国产 EDA；

把 EDA 输出的关键版本（原理图、PCB、网络表）与变更记录，通过接口或规范命名方式，链接到 ONES 里的版本和变更单；

对关键仿真结果（如 SI/PI 分析报告），在 Wiki 建立归档规范并与对应需求 / 问题关联，为后续复盘与复用提供数据基础。

3. 实现层：代码托管与 CI/CD 流水线（DevOps 工具）

在软硬一体产品中，固件、驱动、工具链本身也是“产品”的一部分，这决定了代码托管平台和 CI/CD 流水线也是硬件开发工具链的重要组成。

① 代码托管平台

常见平台包括 Gitee、极狐 GitLab、GitHub，以及华为云 CodeHub / CodeArts 相关服务等；

对信创项目，更倾向于选择支持私有化部署、能在国产 OS / 数据库栈上稳定运行的方案。

② CI/CD 工具（持续集成 / 持续交付）

支持自动构建、单元测试、静态扫描、固件打包、自动烧录等；

可选择平台自带 CI/CD（如 Gitee CI/CD、极狐 GitLab CI）、或独立的开源 / 商用方案。

与 ONES 研发管理平台的协同方式：

在 ONES 中维护需求、任务和版本计划，通过需求–任务–代码提交形成清晰链路；

代码库提交与流水线运行结果，通过 API 同步回 ONES，形成“需求–代码–构建–测试”的可视化 DevOps 链路；

对关键版本冻结节点，在平台中设为里程碑，配合评审记录和测试总结形成“可审计快照”，支撑功能安全与质量审计。

4. 系统工程与 MBSE 工具（复杂系统建模）

对于复杂装备、汽车、轨交等系统级产品，仅靠文档管理需求往往不够，需要借助 MBSE（基于模型的系统工程）工具进行模型化：

使用 SysML 等方法，把系统分解为用例、状态机、块图和接口模型；

将安全分析（如 FMEA、FTA）和运行场景与需求模型关联，形成系统级视图。

在信创环境下，可以采用 “模型在专用工具，需求 / 任务在 ONES” 的桥接模式：

模型仍由专业 MBSE 工具维护（部分可在国产 OS 上运行，部分需要独立环境）；

在 ONES 中维护需求条目与工作任务，对模型元素的引用通过唯一标识或链接保持一致；

安全分析结论（如关键失效模式）通过 Wiki 和风险对象沉淀到平台中，纳入硬件开发工具链的统一治理框架。

5. PLM / MES / 测试台架：制造与质量的闭环

硬件开发后段离不开 PLM、MES 和测试台架系统，它们与研发管理平台一起构成“从研发到制造”的完整链路：

PLM：管理物料、BOM、配置项、工艺路线，是研发到制造的桥梁；

MES：关注生产过程执行与数据采集，是生产现场的数字化核心；

测试台架 / 实验室系统：承载台架配置、自动化测试脚本与原始数据，是产品验证和可靠性试验的主阵地。

在工具链架构上，更推荐：

PLM / MES 继续承载物料与制造维度的“真相”；

ONES 承载项目、需求、变更、缺陷与测试计划，形成研发过程“真相”；

通过接口，把关键变更单、测试结果摘要与质量分析结论同步到 ONES，使 PMO 和研发管理层在一个国产研发管理平台上看到端到端的质量与交付情况。

按典型场景给三套“渐进式”国产工具链组合思路

这一部分回答的是：不同类型的硬件组织，可以用什么样的组合方式落地？

1. 芯片 / 板卡团队：先把需求和问题“拉回平台”

目标：在不大动 EDA 的前提下，建立清晰的需求–测试–缺陷闭环，让芯片 / 板卡研发工具链从“散点”变成“主干 + 卫星”。

组合示例（信创友好）：

ALM / 项目管理：ONES 统一管理需求、任务、缺陷、测试用例、版本规划；

EDA / 仿真：延续现有主力电路设计工具 + 梯度引入国产 EDA；

代码与流水线：选定一个支持私有化部署的代码托管 + CI/CD 方案（如极狐 GitLab + GitLab CI、Gitee + Gitee CI/CD 或国产 DevOps 平台），与 ONES 打通。

实践重点：

在 ONES 中为每次流片 / 每个 PCB 版本建立里程碑和“问题清单”；

要求所有缺陷、变更都与具体版本和测试记录关联；

用 Wiki 做“IP 复用指南”和典型故障案例库，为下一代产品和变种设计复用。

2. 复杂装备 / 整机企业：用系统工程把多专业“织在一起”

目标：在多产品线、多专业协同环境中，构建跨部门的统一视图，让硬件开发工具链真正对齐系统工程方法。

组合示例：

系统工程 + 需求 + 项目：以 ONES 国产研发管理平台为中枢，建立从市场需求到系统 / 子系统 / 硬件 / 软件需求的分级结构，映射 IPD 阶段；

设计与仿真：保留现有 EDA、CAD、仿真和 PLM 工具；

生产与质量：MES、测试台架系统保持独立，但关键变更和质量结论通过接口写回 ONES，纳入统一分析。

实践重点：

由 PMO / 系统工程部门牵头，在 ONES 中维护阶段模板、评审清单和必备交付物；

通过度量看板，追踪各业务线的阶段准时率、缺陷密度、变更响应时间，用真实数据驱动流程优化和工具链调整。

3. 中小型硬件企业：两步走，控制节奏

对于 100 人以内的中小型中国硬件企业，“一次性大改工具链”往往风险过高，更建议采取“两步走”策略。

第 1 步：用 ONES 替换 Excel + 邮件

统一需求、任务、缺陷与测试用例，让所有研发活动先“上平台”；

用最小成本梳理 IPD / 瀑布 / 敏捷混合流程，让所有项目至少“在同一块白板上”。

第 2 步：挑一条产品线做自动化与集成试点

打通代码托管与 CI/CD，与 ONES 对接，形成第一条端到端数字化链路；

再根据投入产出比，逐步集成 PLM 变更单、测试台架结果等高价值数据，稳步演进工具链。

落地建议：从“工具替换”走向“研发体系升级”

这一部分回答的是：在组织里，怎么让这些选择真正落地，而不是停留在方案 PPT 里？

① 先做工具与流程盘点

把现有项目管理、需求、文档、EDA、PLM、CI、测试台架梳理成一张“硬件开发工具链全景图”，标出断点和重复投资区域，为国产替代和整合提供决策基础。

② 明确信创边界与优先级

哪些系统必须国产化（通常包括 ALM / 协同平台、部分基础软件），哪些可以采用双栈策略，提前与信息化、安全和业务部门对齐，减少后期返工。

③ 设计“平台 + 卫星系统”的目标架构

把 ONES 这类国产研发管理平台视作骨架，其余 EDA、PLM、MES、CI/CD 是围绕骨架旋转的“卫星系统”，通过接口实现有限但高价值的数据同步，避免“全替换”式高风险项目。

④ 以试点项目获取“第一批真实数据”

不求一口吃成胖子，选一条产品线或一个重要项目：先把需求–项目–测试–缺陷拉通，再逐步扩展到更多团队和系统，用可量化的交付周期、缺陷关闭时间等指标证明价值。

⑤ 把 PMO / 系统工程职能“嵌入平台”

让方法论和流程不是写在 PPT 里，而是以模板、工作流、度量规则的形式固化在 ONES 等平台中，并定期基于平台数据做过程改进评审，形成长期的“度量–分析–改进”闭环。

把“国产替代”变成工程升级红利

国产替代与信创，表面看是采购侧的约束，实质上是一次重新设计硬件开发工具链和研发工程体系的机会：

在技术栈上，我们可以用国产 ALM 平台（如 ONES 研发管理平台）承载核心研发数据和治理能力，同时通过开放集成保留 EDA、PLM 等行业武器，形成“平台 + 卫星系统”的工具链架构；

在工程实践上，可以借机把系统工程、IPD 和 ASPICE 等方法落地到工具之中，让流程不再仅停留在制度文件，而是变成可执行、可度量的日常实践；

在组织能力上，可以通过平台的度量与分析，把过去“经验驱动”的决策逐步升级为“数据驱动”的工程改进，把信创项目变成提升研发效能的切入口。

对于硬件研发经理、系统工程师、PMO 和研发总监来说，真正关键的不是“选哪一款单点工具”，而是：

如何围绕 “国产中枢 + 行业工具 + 组织治理” 设计一条 3–5 年的工具链演进路线，让国产替代既满足合规要求，又带来项目可控性和交付效率的双重提升，把信创压力转化为长期的工程升级红利。