{"id":"6d4b8f47-8c8d-46a3-b209-577645fe9dd4","shortId":"HvuN72","kind":"skill","title":"hardware-solution","tagline":"Use when the user needs embedded hardware architecture, MCU/SoC selection, power tree design, interface planning, sensor/actuator selection, RF/connectivity, BOM risk assessment, PCB/layout constraints, schematic-ready proposals, validation plans, or hardware design review.","description":"# Hardware Solution\n\n## 工作方式\n\n把自己当成硬件方案架构师，而不是只给器件列表。先收敛约束，再做架构取舍，最后输出可评审、可落地、可交给硬件工程师画原理图的方案。\n\n## 必要输入\n\n优先确认这些信息；如果用户已经给出足够上下文，不要机械追问，直接进入方案。\n\n- 产品形态、使用场景、工作环境、尺寸约束。\n- 核心功能、传感器/执行器/人机交互需求。\n- 性能指标：算力、实时性、采样率、精度、带宽、启动时间。\n- 供电来源、功耗目标、续航目标、充电/保护要求。\n- 通信接口：有线、无线、调试、升级、产测。\n- 成本、量产规模、供货区域、认证要求、生命周期。\n- 已指定平台、器件、库存、供应商或禁用方案。\n\n## 流程\n\n0. **模式选择（首先执行）：** 进入流程前先询问用户选择工作模式：\n   - **快速模式**：跳过逐项确认，对未提供的约束自动按合理假设推进，快速输出完整方案。适合原型验证、技术预研、个人项目。仍输出假设清单供用户事后审阅。\n   - **专业模式**：严格执行需求冻结，所有\"待确认\"项逐一确认，每次只问 1 个问题。适合量产项目、团队协作、正式交付。\n\n1. 读取 [references/design-workflow.md](references/design-workflow.md)，按阶段推进，不要跳过需求冻结和风险澄清。\n2. 先给用户一个\"需求澄清选择题\"：用 2-4 个具体选项确认优先级、成本/功耗/周期取向、国内/海外/混合供应链偏好。**专业模式下：所有标记为\"待确认\"的约束项必须逐一向用户确认，不能默认跳过或自行假设。每次只问 1 个问题，等用户回复后再问下一个，严禁一次性列出多个问题。每个问题必须提供具体选项 + 一个\"自定义输入\"选项，让用户可以填写自己的答案。** **快速模式下：列出需求表和假设清单，用户可一次性确认或修改，无需逐项问答。** 用户选择或授权基于假设推进后，才能进入深入选型。\n3. 如果是从零设计，先输出 3 类候选架构并比较取舍：国产芯片/国产供应链优先、海外主流生态优先、混合折中方案。若某类不适用，必须说明原因；如果是评审已有方案，直接进入风险审查和改进建议。\n4. 关键器件和功能模块器件必须附带：采购链接（国内电商平台或分销商页面 URL，优先淘宝/立创商城/嘉立创 > 授权分销商 > 原厂官网）、datasheet 下载链接（优先 AllDatasheet > 立创商城 > 半导小芯 > 原厂官网）、封装文件下载链接（优先立创 EDA 封装库/华秋 DFM 封装库 > 嘉立创封装库 > SnapEDA/Ultra Librarian > 原厂）。无法提供时标注\"需联网查证\"。被动元件（电阻、电容、电感等通用规格件）不需要提供链接和资料下载。\n   - 关键 IC：MCU、PMIC、收发器、传感器、ADC/DAC 等核心芯片\n   - 功能模块器件：晶振、连接器、ESD/TVS 保护、存储芯片、负载开关、LDO 等\n5. Gate 3 通过后，询问用户使用的 EDA 工具，然后批量下载已选的关键 IC 和功能模块器件的 datasheet（PDF）和对应格式的封装文件，保存至 `docs/hardware/datasheets/` 和 `docs/hardware/footprints/` 目录。被动元件不下载（EDA 库中通常已有）。**下载前先读取 [references/download-sources.md](references/download-sources.md)，优先使用已验证的源；下载成功后将新记录追加到该文件；下载失败也记录到\"已知失败源\"避免重复尝试。** 必须严格按优先级顺序尝试下载源（AllDatasheet > 立创 > 半导小芯 > 原厂），禁止直接跳到原厂站点。遇到反爬、动态页面、非 PDF 响应时立即跳过该源尝试下一个，全部失败则标注\"需手动下载\"并附可用链接。禁止保存非 PDF 文件到 datasheets 目录。\n6. 需要交付正式方案时，使用 [references/output-template.md](references/output-template.md) 的结构输出。\n7. 需要评审原理图、PCB、BOM 或量产风险时，读取 [references/review-checklists.md](references/review-checklists.md)。\n8. 涉及关键芯片选型、供应链、认证或替代料时，读取 [references/sourcing-and-risk.md](references/sourcing-and-risk.md)；涉及国产芯片、国内元器件渠道或国产替代时，同时读取 [references/domestic-sources.md](references/domestic-sources.md)。\n9. 每个阶段结束前，读取 [references/verification-gates.md](references/verification-gates.md) 确认门控通过。\n10. 评审通过后询问用户是否需要输出模块原理图。如果用户确认需要，先提供展示方式选项供用户选择（结构化连接表 / ASCII 框图 / D2 图表 / KiCad 原理图文件 .kicad_sch / 立创 EDA JSON），然后按用户选择的方式和指定的模块范围输出。**KiCad 原理图和立创 EDA JSON 需要对应的 MCP Server 支持（如 kicad-mcp、mcp-kicad-sch-api 或 jlceda-mcp），通过 MCP 工具调用 EDA 的 API 完成器件放置、连线和标注，避免直接生成原始文件格式。如果当前环境没有可用的 EDA MCP Server，自动回退到结构化连接表。** 通过 Gate 6 后交付。\n11. 所有阶段完成后，将 `docs/hardware/` 目录下的全部 markdown 文件合并输出为 PDF 报告。运行 `python3 <skill_root>/scripts/md_to_pdf.py --merge docs/hardware/ docs/hardware/hardware-solution.pdf --title \"项目名称-硬件方案报告\" --theme green`（`<skill_root>` 为本技能所在目录，即包含 SKILL.md 的目录）。脚本支持 `--theme green|blue|gray` 选择配色方案（默认 green），生成前询问用户偏好。\n\n## 文件输出规则\n\n有表格产出的阶段必须**先在会话窗口完整打印内容**，然后同时写入 markdown 文件，保存在用户项目的 `docs/hardware/` 目录下（目录不存在时创建）。不能只写文件不打印，用户需要在会话中直接看到产出并进行确认和讨论。文件命名规则：\n\n| 阶段 | 文件名 | 内容 |\n|------|--------|------|\n| 1. 需求冻结 | `01-requirements.md` | 工程约束表、优先级选择、确认记录 |\n| 2. 架构候选 | `02-architecture.md` | 候选架构对比表、用户选择结论 |\n| 4. 关键选型 | `03-components.md` | 器件建议表（含采购链接、datasheet 链接、封装下载链接）、替代方案 |\n| 4.5 资料下载 | `datasheets/*.pdf` + `footprints/*` | 已选器件的 datasheet PDF 和封装文件 |\n| 5. 约束输出 | `04-constraints.md` | 接口矩阵、电源树、PCB/机械/DFM 约束 |\n| 6. 验证计划 | `05-validation.md` | EVT/DVT/PVT 测试项表 |\n| 7. 决策门 | `06-decisions.md` | 已确定/待确认/高风险三类事项 |\n| 8. 模块原理图 | `07-schematics.md` / `.d2` / `.kicad_sch` / `.json` | 按用户选择的方式输出 |\n| 9. PDF 报告 | `hardware-solution.pdf` | 合并所有阶段产出为完整 PDF |\n\n交付正式方案时（步骤 5），同时按 output-template 结构输出完整方案文件 `hardware-solution.md`。\n\n每个文件顶部包含项目名称、日期、阶段编号。后续阶段更新时追加或覆盖对应文件。\n\n## 输出原则\n\n- 明确假设：用户没有提供的数据必须写成假设，不要伪装成事实。\n- 给出取舍：每个关键器件或架构选择都要说明为什么选、为什么不选替代方案。\n- 面向落地：输出接口表、电源树、关键器件表、PCB 约束和验证计划，而不是泛泛描述。\n- 标注风险：把高风险项、待确认项、验证动作分开列出。\n- 需要最新器件价格、库存、生命周期、认证规则或厂商资料时，必须联网查证；只用厂商官网、官方数据手册、分销商页面或认证机构资料作为依据。\n\n## 反模式（不要做）\n\n- 不要凭记忆给出器件型号、参数、价格或库存信息。必须联网查证或明确标注为假设。\n- 不要跳过需求冻结直接选型。缺失的约束会导致后期返工。\n- 不要只列器件清单而不解释架构取舍。\"用了什么\"不等于\"为什么这样设计\"。\n- 不要输出泛泛描述（\"选择合适的 MCU\"\"使用低功耗方案\"）。必须给出具体型号、参数和理由。\n- 不要在用户没有确认架构方向时就深入选型细节。\n- 不要忽略风险评估。风险清单为空意味着评估不充分，不是没有风险。\n- 不要假设器件在产、有货、有认证。这些必须查证。\n\n## 常见合理化借口\n\n以下是执行过程中容易出现的\"合理化\"想法。如果你发现自己在这样想，停下来。\n\n| 想法 | 现实 |\n|------|------|\n| \"这个芯片我很熟，不用查手册\" | 参数必须来自 datasheet，记忆不可靠，型号/封装/温度范围经常记错 |\n| \"风险清单先空着，后面补\" | 风险清单不能为空，这是 Gate 5 的硬性门控 |\n| \"只有一个方案可选，不需要对比\" | 至少说明为什么排除了其他方向，单一方案也要有取舍说明 |\n| \"用户没提功耗要求，跳过电源树\" | 电源树是必选输出，缺失约束应标注为假设而不是跳过 |\n| \"这个需求很明确，不用冻结直接选型\" | 需求冻结是 Gate 1，跳过会导致后期返工 |\n| \"先给个大概方案，细节后面再补\" | 输出必须面向落地，泛泛描述不符合输出原则 |\n| \"国产替代不适用这个场景\" | 必须说明为什么不适用，不能默认跳过国产候选 |\n| \"价格和库存我大概知道\" | 价格、库存、生命周期必须联网查证，不能凭印象 |\n| \"把所有问题一起问效率更高\" | 严禁一次性列出多个问题，每次只问 1 个，等用户回复后再继续 |\n\n## 结构化选项\n\n遇到需要用户决策的分歧点时，优先给出 2-4 个具体选项，避免把约束澄清变成开放式闲聊。当关键约束未知且无法合理枚举时，只问一个必要的开放问题。\n\n1. 方案名称\n2. 核心差异（一句话）\n3. 适用条件\n4. 主要风险\n\n示例格式：\n- 方案 A：国产 MCU + 国产 RS485/电源器件 — 供应链自主性更好，适合国产替代或成本敏感项目，需验证生态和长期供货\n- 方案 B：STM32/MSP430 等海外主流 MCU + 成熟模拟器件 — 生态成熟、开发风险低，适合交付周期紧的项目，需确认供货和价格\n- 方案 C：国产主控 + 海外关键模拟/传感器 — 成本、生态和供应风险折中，适合量产前快速收敛，BOM 管理复杂度更高\n\n## 验证门控\n\n每个阶段结束前，读取 [references/verification-gates.md](references/verification-gates.md) 中对应的门控检查项。未通过的项不能进入下一阶段。\n\n完成方案输出后进行独立评审：如果当前平台支持 agents，使用 `hardware-reviewer` agent；如果不支持，则按 [../../agents/hardware-reviewer.md](../../agents/hardware-reviewer.md) 的五个维度在当前会话内自检。评审发现的 CONCERN 和 FAIL 项必须处理或标注为待确认后才能交付。\n\n## 交接关系\n\n- 需要写固件架构或 STM32 HAL 落地时，后续交给 `stm32-hal-development`。\n- 需要开发传感器、存储器、显示屏等 BSP 驱动时，后续交给 `peripheral-driver`。\n- 需要编译、烧录、串口/CAN/Modbus/VISA 调试时，后续交给对应 `build-*`、`flash-*`、`serial-monitor` 或总线调试 skill。","tags":["hardware","solution","nextboard","leokemp223","agent-skills","agentic-ai","autonomous-agents","bom","chip","component","hardware-designs","pcb"],"capabilities":["skill","source-leokemp223","skill-hardware-solution","topic-agent-skills","topic-agentic-ai","topic-autonomous-agents","topic-bom","topic-chip","topic-component","topic-hardware","topic-hardware-designs","topic-pcb","topic-pcb-design","topic-pcb-footprints","topic-pcb-layout"],"categories":["NextBoard"],"synonyms":[],"warnings":[],"endpointUrl":"https://skills.sh/LeoKemp223/NextBoard/hardware-solution","protocol":"skill","transport":"skills-sh","auth":{"type":"none","details":{"cli":"npx skills add LeoKemp223/NextBoard","source_repo":"https://github.com/LeoKemp223/NextBoard","install_from":"skills.sh"}},"qualityScore":"0.532","qualityRationale":"deterministic score 0.53 from registry signals: · indexed on github topic:agent-skills 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'价格和库存我大概知道':574 '价格或库存信息':508 '优先':176 '优先使用已验证的源':240 '优先淘宝':169 '优先确认这些信息':48 '优先立创':182 '优先级选择':406 '优先给出':587 '传感器':57,204,628 '使用':266,644 '使用低功耗方案':519 '使用场景':53 '供应商或禁用方案':86 '供应链':280 '供应链自主性更好':611 '供电来源':67 '供货区域':80 '保存在用户项目的':392 '保存至':229 '保护':211 '保护要求':71 '候选架构对比表':411 '停下来':535 '充电':70 '先在会话窗口完整打印内容':388 '先提供展示方式选项供用户选择':299 '先收敛约束':42 '先给个大概方案':567 '先给用户一个':118 '先输出':153 '全部失败则标注':256 '关键':199 '关键器件和功能模块器件必须附带':165 '关键器件表':488 '关键选型':414 '内容':401 '再做架构取舍':43 '决策门':446 '分销商页面或认证机构资料作为依据':503 '列出需求表和假设清单':146 '则按':650 '功耗':125 '功耗目标':68 '功能模块器件':207 '动态页面':252 '升级':76 '半导小芯':179,248 '华秋':185 '单一方案也要有取舍说明':556 '即包含':374 '原厂':191,249 '原厂官网':173,180 '原理图和立创':314 '原理图文件':306 '参数':507 '参数和理由':521 '参数必须来自':540 '反模式':504 '只有一个方案可选':553 '只用厂商官网':501 '只问一个必要的开放问题':593 '可交给硬件工程师画原理图的方案':46 '可落地':45 '合并所有阶段产出为完整':463 '合理化':532 '同时按':468 '同时读取':287 '后交付':351 '后续交给':664,674 '后续交给对应':683 '后续阶段更新时追加或覆盖对应文件':477 '后面补':547 '含采购链接':417 '启动时间':66 '周期取向':126 '和':231,656 '和功能模块器件的':225 '和对应格式的封装文件':228 '和封装文件':430 '响应时立即跳过该源尝试下一个':255 '嘉立创':171 '嘉立创封装库':188 '器件':84 '器件建议表':416 '团队协作':109 '国产':606,608 '国产主控':626 '国产供应链优先':157 '国产替代不适用这个场景':571 '国产芯片':156 '国内':127 '国内元器件渠道或国产替代时':286 '国内电商平台或分销商页面':167 '图表':304 '型号':543 '如':321 '如果不支持':649 '如果你发现自己在这样想':534 '如果当前平台支持':642 '如果当前环境没有可用的':343 '如果是从零设计':152 '如果是评审已有方案':162 '如果用户已经给出足够上下文':49 '如果用户确认需要':298 '存储器':670 '存储芯片':212 '完成器件放置':340 '完成方案输出后进行独立评审':641 '官方数据手册':502 '实时性':62 '对未提供的约束自动按合理假设推进':94 '封装':544 '封装下载链接':420 '封装库':184,187 '封装文件下载链接':181 '将':354 '尺寸约束':55 '工作方式':39 '工作环境':54 '工具':222 '工具调用':336 '工程约束表':405 '已指定平台':83 '已知失败源':243 '已确定':448 '已选器件的':427 '带宽':65 '常见合理化借口':530 '并附可用链接':258 '库中通常已有':236 '库存':85,497,576 '开发风险低':621 '当关键约束未知且无法合理枚举时':592 '待确认':103,132,449 '待确认项':494 '必要输入':47 '必须严格按优先级顺序尝试下载源':245 '必须给出具体型号':520 '必须联网查证':500 '必须联网查证或明确标注为假设':509 '必须说明为什么不适用':572 '必须说明原因':161 '快速模式':92 '快速模式下':145 '快速输出完整方案':95 '性能指标':60 '想法':533,536 '成本':78,124,629 '成熟模拟器件':619 '或':330 '或总线调试':689 '或量产风险时':274 '所有':102 '所有标记为':131 '所有阶段完成后':353 '才能进入深入选型':150 '执行器':58 '技术预研':97 '把所有问题一起问效率更高':579 '把自己当成硬件方案架构师':40 '把高风险项':493 '报告':360,461 '按用户选择的方式输出':458 '按阶段推进':115 '授权分销商':172 '接口矩阵':434 '支持':320 '收发器':203 '文件':391 '文件到':261 '文件合并输出为':358 '文件名':400 '文件命名规则':398 '文件输出规则':386 '方案':604,614,624 '方案名称':595 '无法提供时标注':192 '无线':74 '无需逐项问答':148 '日期':475 '明确假设':479 '显示屏等':671 '晶振':208 '替代方案':421 '最后输出可评审':44 '有线':73 '有表格产出的阶段必须':387 '有认证':528 '有货':527 '未通过的项不能进入下一阶段':640 '机械':437 '架构候选':409 '标注风险':492 '核心功能':56 '核心差异':597 '框图':302 '模块原理图':452 '模式选择':89 '正式交付':110 '步骤':466 '每个关键器件或架构选择都要说明为什么选':483 '每个文件顶部包含项目名称':474 '每个问题必须提供具体选项':140 '每个阶段结束前':291,635 '每次只问':105,135,581 '泛泛描述不符合输出原则':570 '流程':87 '测试项表':444 '海外':128 '海外主流生态优先':158 '海外关键模拟':627 '涉及关键芯片选型':279 '涉及国产芯片':285 '混合供应链偏好':129 '混合折中方案':159 '温度范围经常记错':545 '烧录':679 '然后同时写入':389 '然后批量下载已选的关键':223 '然后按用户选择的方式和指定的模块范围输出':312 '现实':537 '生命周期':82,498 '生命周期必须联网查证':577 '生态和供应风险折中':630 '生态成熟':620 '生成前询问用户偏好':385 '用':120 '用了什么':513 '用户可一次性确认或修改':147 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