智能硬件设计开发概述

硬件设计。

1、单板硬件设计只需要进行硬件的形状来进行兼容美观的设计即可，非常简单。而单板硬件开发则是需要根据材料的混合来制作符合其产品硬度的硬件材料，非常复杂。

2、单板硬件设计是在电脑前进行设计，而单板硬件开发则需要前往车间进行材料选择等体力活。

硬件开发一般是指电子产品硬件开发。一种看得见实物的电子产品研发，比如我们所说的手机、鼠标、键盘、音响都是硬件。硬件开发也就是在这些方面进行的一系列研究。下面一起来看看硬件开发维护常识吧!

硬件开发流程：

1.明确硬件总体需求情况，如CPU 处理能力、存储容量及速度，I/O 端口的分配、接口要求、电平要求、特殊电路要求等

2.根据需求分析制定硬件总体方案，寻求关键器件及其技术资料、技术途径、技术支持，要比较充分地考虑技术可能性、可靠性以及成本控制，并对开发调试工具提出明确的要求，关键器件索取样品。

3.作硬件详细设计，包括绘制硬件原理图、单板功能框图及编码、PCB布线，同时完成开发物料清单、生产文件(Gerber)、物料申领。

4. 领回PCB板及物料后安排焊好2～4 块单板，作单板调试，对原理设计中的各功能进行调测，必要时修改原理图并作记录。

5.软硬件系统联调，一般的单板需硬件人员、单板软件人员的配合，经过单板调试后在原理及PCB布线方面有些调整，需第二次投板。

6.内部验收及转中试，试产时，跟踪产线的问题，积极协助产线解决各项问题，提高优良率，为量产铺平道路。

7.小批量产。产品通过验收后，要进行小批量产，摸清生产工艺，测试工艺，为大批量产做准备。

8.大批量产。经过小批量产验证全套电子产品研发、测试、量产工艺都没有问题后，可以开始大批量产工作。

其中电子产品开发完毕后，一般需要有个外壳或者结构体之类的固定电子产品的东西，正常情况下不会直接拿着电路板使用，因此中间还穿插着模具设计、外形设计、开模具、试装配等工序，大约有将近20多道工序才能完成一个电子产品研发过程，复杂一些的就更多了。不太清楚都可以直接向北京瑞雪星晨科技有限公司的李工询问下，此人经验比较丰富，愿意助人。

可以说每一款电子产品研发都有自己的特点，否则就变成同一款电子产品了，因此遇到具体的电子产品研发时，还需要根据其功能特点进行专门分析。

超实用的电脑维护小常识

Part1：不要用电池玩游戏

校园里由于空间和供电的关系，笔记本也就成为了宿舍里游戏的主力平台。虽然说这几年由于技术的进步，笔记本电脑的续航时间已经有了长足进步，但一定要记住：不要用笔记本电池玩游戏。

玩家国度游戏本

这么说的原因不仅是因为笔记本的电量根本支撑不了多长时间，更重要的是游戏时CPU和显卡带来的大功率对笔记本的锂电池有着严重的伤害。每一次大功率放电都会对电池本身造成严重损耗，一方面实际电量会大幅减少，另一方面也会造成电池寿命的迅速衰减。如今可拆卸式电池的`笔记本越来越少，更换电池的成本和难度直线升高，为了自己的爱机和钱包，尽量不要作死尝试哟。

Part2：开不了机试试插拔内存条

笔记本内存条

言归正传，一般笔记本和台式机中最容易出问题的接口就是内存条接口，一旦出了问题，就会造成开不开机，也就是俗称的“点不亮”。所以一般我们遇到开不开机的状况，首先要检查一下内存条是否出了问题。

台式机内存

如果确认是内存条出了问题，不要急着买新的，可以先找出一块学校里随处可见的橡皮。用橡皮擦拭金色的接口部分(金手指)祛除日积月累的氧化层，再插回去就很有希望让内存条重获新生了。如果没用，那就还是打开手机买一条吧。

另外，多大的内存才够用呢?现在高性价比的笔记本很多都配备了4GB的内存，实际使用中只能说勉强够用。推荐加一条相同品牌、相同类型、相同频率的内存组成双通道可以提升一定，容量也就达到了8GB，日常应用完全足够。

Part3：增强散热的方法

小白们对电脑的质量好坏的直观印象就是散热好不好，而散热对于电脑的影响也是相当大的，对笔记本来说尤甚。那么怎么增强电脑的散热性能呢?

多数的笔记本电脑都是采用风冷散热系统的，部分台式机采用水冷散热的也就不用担心散热问题了。风冷的一大问题是灰尘淤积造成散热效率变差，所以如果你感觉自己用了一年左右的笔记本出现散热差的问题，不妨试试除一下尘。因为拆机过程比较复杂，如果动手能力不太好，推荐花一点钱去找专业人员，避免因为不小心造成内部损坏。

另外，负责CPU和显卡与散热器之间导热的硅脂在一定时间后也会变性，导致散热能力大幅度降低。不管是台式机还是笔记本，推荐两年左右检查更换一次硅脂。换完之后你会发现机器温度会很明显的有降低。

Part4：秋冬季节小心静电

秋冬季节北方会非常干燥，加上大家穿的化纤衣物比较多，就很容易出现身体带电。平时我们经常会遇到伸手摸东西时有啪的一声，伴随着还会有电火花出现。一般这样的现象对人体没有什么伤害，但对电脑就完全不一样了。

如何避免出现这样的问题?每次摸笔记本和台式主机之前最好接触一下衣架之类的接地金属物体，释放一下静电。另外装修布置电路时一定不要忘了接地线。

itjob开发@@智能硬件开发流程需要经历以下四个过程：

1.需求讨论阶段--建议安排至少一个月时间

2.原型机阶段-- 2-3个月个月左右

3.试产阶段 --2周到4周

4.量产阶段 --2周左右出第一批货

我的理解：硬件设计就是根据产品经理的需求PRS（Product Requirement Specification），在COGS(Cost of Goods Sale)的要求下，利用目前业界成熟的芯片方案或者技术，在规定时间内完成符合PRS功能(Function)，性能(Performance)，电源设计（Power Supply)， 功耗(Power Consumption)，散热(Thermal/Cooling)，噪音（Noise），信号完整性(Signal Integrity)， 电磁辐射（EMC/EMI)，安规(Safety)，器件采购(Component Sourcing)，可靠性(Reliability)，可测试性（DFT: design for test），可生产性（DFM：design for manufacture)等要求的硬件产品（注意：是产品不是开发板）。可以看到，一个成功的硬件设计，主要功能的实现只是所有环节中的一小部分，而且基本来说，主要功能的实现主要是依靠芯片厂商提供的套片方案，一般来说为了降低风险，主要是参考套片方案的参考设计完成，芯片厂商也会提供包括器件封装，参考设计，仿真模型，PCB参考等等全部资料，在芯片功能越来越复杂的今天，一个片子动不动就几百上千个PIN，对于一个新项目来说，是没有时间一页页去吃透每个PIN，每个输入输出的具体功能，电气参数的，尤其是对于高速设计，比如DDR3接口，XAUI接口等等。 一般来说芯片厂商提供的参考设计就是他们经过开发，验证，测试的最佳方案了，很多情况就是你必须按照参考设计来做，否则硬件可能就有问题，一般来说就是信号完整性问题或者EMC问题。芯片厂商提供越来越周到的服务，看起来硬件工程师HW(Hardware Engineer）的价值越来越低了，毕竟一个产品的核心功能或者技术一般都在ASIC或者FPGA里面了，HW一般没有能力进行核心逻辑设计IC design， 毕竟这是跟HW设计并行的另一项工作，另一项也很复杂的工作。 对于这个问题，我也曾经困惑过，总是感觉硬件设计没有什么好搞的了，不就是抄抄参考设计，就跟组装一台电脑一样组装一个单板嘛。当然随着项目经验的增多，尤其从事现在硬件系统级设计的角色，感觉原来自己考虑更多是从一名原理图设计工程师的角度考虑问题。 就像开始说的，一个成功的硬件设计，功能Function只是一小部分，至于其他的因素和能力，一个HW的能力取决于能考虑因素越多，越深入，就越是一个优秀的HW工程师。1. 成本Cost：任何一个卖硬件产品的公司的主要盈利一般来说就是销售价格-COGS，而COGS90%取决于设计，剩下就是生产成本了，这个价格一般来说比较透明，代工厂也很多，竞争激烈。虽然说设计成本60%也取决于主要芯片的价格（这个主要要靠公司高层跟芯片厂商谈判的结果了，HW的作用有限，更多是系统工程师做决策用什么芯片能符合产品需求和软件功能需求），但是剩下的电阻，电容，电感，二极管，三极管，保护器件，接口器件，逻辑芯片，逻辑功能，小芯片，电源电路全都是HW做主了，当然有参考设计，不过一般来说参考设计为了更好体现芯片的良好性能，一般会选用比较贵的，性能更好的器件，这就要结合公司的器件库进行取舍了。 我的经验是多看看公司的同类产品设计，看看大家主流是用什么器件，毕竟对于元器件来说，价格跟购买量有很大关系，不同的采购量导致的价格可能相差几倍。2. 信号完整性Signal Integrity：主要影响两方面：EMC和时序Timing，不好的SI设计会有很强的过冲over/undershoot，尖峰Spike，这会造成对应频率N谐振频率的发射；不好的SI设计会导致High/low不稳定，或者上升时间/下降时间Rising Time/Falling Time占数据周期过长，或者时钟不稳定，都会导致在接收端采样Sample时出现误判断，实际上，接收端不会出错，出错的只是信号。 SI设计在原理图设计来说，主要从阻抗匹配（串行电阻）上来解决，辅以适当的退耦滤波电容；跟主要是在PCB上，一般来说PCB层数越多，SI会更好，当然这里要跟Cost 进行一个取舍了。3. 电源设计Power Supply：虽然一般大些的公司都有专门的电源设计工程师，不过对于HW来说，基本的Power设计能力还是很重要的，从道理上来说，任何电路都是一种电源，任何电路问题都可以归结于一种电源问题，只有对于电源电路理解深入了，才能对于电路板理解跟深入，尤其是对于模拟电路问题，才能想到用模拟电路来设计一些简单电路，而不是费力用逻辑电路来搭。4. 安规Safety：对于接口电路来说，主要成本都在与安规器件，这个接口究竟要抗多大的电压，电流打击？这就要好好考虑用什么器件了，fuse? PTC? TVS?高压电容？5. 电磁兼容EMC/EMI: 主要是针对各个国家的相应规范（安规也是），对于各种可能产生辐射的信号都充分考虑好退耦，滤波，对于欧盟来说一般是EN55022/EN55024，对于美国一般是FCC Part 15， 欧盟和美国的辐射标准略有不同，欧盟的标准稍微严格一些。6. 功耗(Power Consumption)：现在都提倡环保，运营商也是，HW也必须考虑省电，比如用效率更高的电源电路，用PWM替代LDO，效率更高的转换拓扑。7. 散热(Thermal/Cooling)：芯片集成度越来越高，单芯片的功耗从几瓦到现在的几十瓦，散热就是一个大问题，而且伴随着接口的速率提高，接口芯片的功耗也在提高，造成整个系统就是：热！这就需要好好考虑散热问题，从PCB的布局，到散热片Heatsink的使用，到风扇的使用，都有很多考虑。8. 噪音（Noise）：风扇是散热最好的办法，但是带来的问题就是噪声，ITU对于通信设备的噪声也有明确的规范，这就需要平衡风扇数量，转速，风向，控制等因素。9. 器件采购(Component Sourcing)：HW选用的器件必须得是Sourcing部门能够采购到的，而且一般也要考虑second source的问题，和lead time的问题，不能说选用一个只有一个小公司生产的稀有器件，万一这个器件EoL了，你是怎么办？只能修改设计了，这就损失大了！10. 可靠性(Reliability)：整个系统MTBF的数值多少？风险最大的器件是什么？每个器件的工作Margin是百分之多少？11. 可测试性（DFT: design for test）/可生产性（DFM：design for manufacture)：主要针对于工厂的考虑，必须考虑到方便工厂的生产测试，方便生产，如果你的测试很复杂，会大大降低生产线的产能和良率，进而影响供货以及生产成品。对于参考设计，我感觉最有用的地方主要是供电电路，退耦滤波电路以及Layout设计，至于总线连接，复位电路，时钟电路，接口电路等等，一般来说都需要根据公司器件库，设计案例以及业界主流器件/方案进行修改。所以千万不要迷信参考电路，那只是参考，过分迷信参考设计，自己还没搞清楚芯片具体功能/参数呢，就COPY过来，即使能够工作，肯定在成本方面，生产方面有很多问题

1、首先，在计划书上最上面写上软件硬件产品设计和开发详细流程。

其次，在下面的内容中，写上信息技术产品(硬件或软件)的模拟开发相关数据，和分析结果。

3、最后，根据分析结果规划出运营商设计即可。

关于电脑硬件开发的专业其实是很多的，计算机科学与技术算是一种，我现在在读的电子信息工程也是一种，还有我们学校另外开的，电子科学与技术等等都差不多，其实课都是差不多的，为了多招生所以开了很多不同的专业出来

至于你说的本科毕业工作2，3年8000元的待遇，，如果你读的不是清华，浙大等等很强的学校的话，基本是不可能的。而且就业的方向来讲，我们学校其实都是推荐类似于软件方向的，因为工作比较好找，纯粹的硬件的话是很难找到工作的，类似于好的地方，华为，华硕什么的想要进去就要有很大的实力和背景才行，而且主要的是背景

我们学校现在在读的我们这个类似专业的电脑硬件开发的，其实都是学的底层的硬件开始，我现在马上去读大三了，但是我估计即使读到最后，那些最高级的技术都是看不到了，而且专业课也有像软件方面发展的趋势，因为不管是编程，还是专业的软件管理，软件应用什么的，其实工作很好找的，因为市面上这类的公司是很多的。。

所以我想说的是无论是计算机科学与技术，还是电脑硬件开发，其实在中国的学生中都是没有多大意义的，中国国内根本没有几家顶尖的公司看联想看一个组装电脑去卖的。华硕看在中国招的也只会是管理层和销售层，真正的研发者不会来这里招的，都是台湾的。。其他的基本也都是这样，真正的中坚力量是那些和大学有合作的，深入合作，技术共享，共同创新的那种大学，类似于斯坦福，哈佛什么的。。而在中国，每个大学都会有实验室，都会和intel，和德州仪器什么的有合作，但是玩的都是什么单片机什么的，基本没多大用处，凭这个是不可能你用自己学到的去让老总给你这么高的待遇的

说是话，这个专业真的是没多大前途的，我马上大三了，现在也面临着找工作的困境。基本也没有什么地方好找的，好的话考个公务员，考进银行什么的，差的就只有去做网管了。

最后偏硬件开发其实还有一个出路，就是找市面上比较好的，潮流的产品去学习，去找工作就简单多了。类似于现在的平板，以前的山寨手机什么的,没什么技术含量,但是又需要一定的技术含量的..

嵌入式硬件开发工程师必须注意的问题

1、启动一个硬件开发项目

原始的推动力会来自于很多方面，比如市场的需要，基于整个系统架构的需要，应用软件部门的功能实现需要，提高系统某方面能力的需要等等，所以作为一个硬件系统的设计者，要主动的去了解各个方面的需求，并且综合起来，提出最合适的硬件解决方案。比如A项目的原始推动力来自于公司内部的一个高层软件小组，他们在实际当中发现原有的处理器板IP转发能力不能满足要求，从而对于系统的配置和使用都会造成很大的不便，所以他们提出了对新硬件的需求。

根据这个目标，硬件方案中就针对性的选用了两个高性能网络处理器，然后还需要深入的和软件设计者交流，以确定内存大小，内部结构，对外接口和调试接口的数量及类型等等细节，比如软件人员喜欢将控制信令通路和数据通路完全分开来，这样在确定内部数据走向的时候要慎重考虑。

项目开始之初是需要召开很多的讨论会议的，应该尽量邀请所有相关部门来参与，好处有三个，第一可以充分了解大家的需要，以免在系统设计上遗漏重要的功能，第二是可以让各个部门了解这个项目的情况，提早做好时间和人员上协作的准备，第三是从感情方面讲，在设计之初各个部门就参与了进来，这个项目就变成了大家共同的一个心血结晶，会得到大家的呵护和良好合作，对完成工作是很有帮助的。

2、原理图设计中要注意的问题

原理图设计中要有“拿来主义”，现在的芯片厂家一般都可以提供参考设计的原理图，所以要尽量的借助这些资源，

在充分理解参考设计的基础上，做一些自己的发挥。当主要的芯片选定以后，最关键的外围设计包括了电源，时钟和芯片间的互连。

电源是保证硬件系统正常工作的基础，设计中要详细的分析：系统能够提供的电源输入；单板需要产生的电源输出； 各个电源需要提供的电流大小；电源电路效率；各个电源能够允许的波动范围；整个电源系统需要的上电顺序等等。

比如A项目中的网络处理器需要1.25V作为核心电压，要求精度在＋5%- －3%之间，电流需要12A左右，根据这些要求， 设计中采用5V的电源输入，利用Linear的开关电源控制器和IR的MOSFET搭建了合适的电源供应电路，精度要求决定了输出电容的ESR选择，并且为防止电流过大造成的电压跌落，加入了远端反馈的功能。 时钟电路的实现要考虑到目标电路的抖动等要求，A项目中用到了GE的PHY器件，刚开始的时候使用一个内部带锁相环的零延时时钟分配芯片提供100MHz时钟，结果GE链路上出现了丢包，后来换成简单的时钟Buffer器件就解决了丢包问题，分析起来就是内部的锁相环引入了抖动。

芯片之间的互连要保证数据的无误传输，在这方面，高速的差分信号线具有速率高，好布线，信号完整性好等特点，A项目中的多芯片间互连均采用了高速差分信号线，在调试和测试中没有出现问题。

3、PCB设计中要注意的问题

PCB设计中要做到目的明确，对于重要的信号线要非常严格的要求布线的长度和处理地环路，而对于低速和不重要的信号线就可以放在稍低的布线优先级上。重要的部分包括：电源的分割；内存的时钟线，控制线和数据线的长度要求；高速差分线的布线等等。

A项目中使用内存芯片实现了1G大小的DDR memory，针对这个部分的布线是非常关键的，要考虑到控制线和地址线的拓扑分布，数据线和时钟线的长度差别控制等方面，在实现的过程中，根据芯片的数据手册和实际的工作频率可以得出具体的布线规则要求，比如同一组内的数据线长度相差不能超过多少个mil，每个通路之间的长度相差不能超过多少个mil等等。当这些要求确定后就可以明确要求PCB设计人员来实现了，如果设计中所有的重要布线要求都明确了，可以转换成整体的布线约束，利用CAD中的自动布线工具软件来实现PCB设计，这也是在高速PCB设计中的一个发展趋势。

4、检查和调试

当准备调试一块板的时候，一定要先认真的做好目视检查，检查在焊接的过程中是否有可见的短路和管脚搭锡等故障，检查是否有元器件型号放置错误，第一脚放置错误，漏装配等问题，然后用万用表测量各个电源到地的电阻，以检查是否有短路，这个好习惯可以避免贸然上电后损坏单板。调试的过程中要有平和的心态，遇见问题是非常正常的，要做的`就是多做比较和分析，逐步的排除可能的原因，要坚信“凡事都是有办法解决的”和“问题出现一定有它的原因”，这样最后一定能调试成功。

5、一些总结的话

现在从技术的角度来说，每个设计最终都可以做出来，但是一个项目的成功与否，不仅仅取决于技术上的实现，还与完成的时间，产品的质量，团队的配合密切相关，所以良好的团队协作，透明坦诚的项目沟通，精细周密的研发安排，充裕的物料和人员安排，这样才能保证一个项目的成功。

一个好的硬件工程师实际上就是一个项目经理，他/她需要从外界交流获取对自己设计的需求，然后汇总，分析成具体的硬件实现。还要跟众多的芯片和方案供应商联系，从中挑选出合适的方案，当原理图完成后，他/她要组织同事来进行配合评审和检查，还要和CAD工程师一起工作来完成PCB的设计。与此同时，还要准备好 BOM清单，开始采购和准备物料，联系加工厂家完成板的贴装。在调试的过程中他/她要组织好软件工程师来一起攻关调试，配合测试工程师一起解决测试中发现的问题，等到产品推出到现场，如果出现问题，还需要做到及时的支持。所以做一个硬件设计人员要锻炼出良好的沟通能力，面对压力的调节能力，同一时间处理多个事务的协调和决断能力和良好平和的心态等等。

还有细心和认真，因为硬件设计上的一个小疏忽往往就会造成非常大的经济损失，比如以前碰到一块板在PCB设计完备出制造文件的时候误操作造成了电源层和地层连在了一起，PCB板制造完毕后又没有检查直接上生产线贴装，到测试的时候才发现短路问题，但是元器件已经都焊接到板上了，结果造成了几十万的损失。所以细心和认真的检查，负责任的测试，不懈的学习和积累，才能使得一个硬件设计人员持续不断的进步，而后术业有所小成。

硬件工程师必须掌握基础知识

目的：基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。

1） ；基本设计规范

2） ；CPU基本知识、架构、性能及选型指导

3） ；MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知识、性能详解及选型指导

4） ；网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)的基本知识、架构、性能及选型

5） ；常用总线的基本知识、性能详解

6） ；各种存储器的详细性能介绍、设计要点及选型

7） ；Datacom、Telecom领域常用物理层接口芯片基本知识，性能、设计要点及选型

8） ；常用器件选型要点与精华

9） ；FPGA、CPLD、EPLD的详细性能介绍、设计要点及选型指导

10） ；VHDL和Verilog ；HDL介绍

11） ；网络基础

12） ；国内大型通信设备公司硬件研究开发流程；

二．最流行的EDA工具指导

熟练掌握并使用业界最新、最流行的专业设计工具

1） ；Innoveda公司的ViewDraw，PowerPCB，Cam350

2） ；CADENCE公司的OrCad， ；Allegro，Spectra

3） ；Altera公司的MAX+PLUS ；II

4） ；学习熟练使用VIEWDRAW、ORCAD、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO、CAM350、MAX+PLUS ；II、ISE、FOUNDATION等工具；

5） ；XILINX公司的FOUNDATION、ISE

一． ；硬件总体设计

掌握硬件总体设计所必须具备的硬件设计经验与设计思路

1） ；产品需求分析

2） ；开发可行性分析

3） ；系统方案调研

4） ；总体架构，CPU选型，总线类型

5） ；数据通信与电信领域主流CPU：M68k系列，PowerPC860，PowerPC8240，8260体系结构，性能及对比；

6） ；总体硬件结构设计及应注意的问题；

7） ；通信接口类型选择

8） ；任务分解

9） ；最小系统设计；

10） ；PCI总线知识与规范；

11） ；如何在总体设计阶段避免出现致命性错误；

12） ；如何合理地进行任务分解以达到事半功倍的效果?

13） ；项目案例：中、低端路由器等

二． ；硬件原理图设计技术 ；

目的：通过具体的项目案例，详细进行原理图设计全部经验，设计要点与精髓揭密。

1） ；电信与数据通信领域主流CPU（M68k，PowerPC860，8240，8260等）的原理设计经验与精华；

2） ；Intel公司PC主板的原理图设计精髓

3） ；网络处理器的原理设计经验与精华；

4） ；总线结构原理设计经验与精华；

5） ；内存系统原理设计经验与精华；

6） ；数据通信与电信领域通用物理层接口的原理设计经验与精华； ；

7） ；电信与数据通信设备常用的WATCHDOG的原理设计经验与精华；

8） ；电信与数据通信设备系统带电插拔原理设计经验与精华；

9） ；晶振与时钟系统原理设计经验与精华；

10） ；PCI总线的原理图设计经验与精华；

11） ；项目案例：中、低端路由器等

三．硬件PCB图设计

目的：通过具体的项目案例，进行PCB设计全部经验揭密，使你迅速成长为优秀的硬件工程师

1） ；高速CPU板PCB设计经验与精华；

2） ；普通PCB的设计要点与精华

3） ；MOTOROLA公司的PowerPC系列的PCB设计精华

4） ；Intel公司PC主板的PCB设计精华

5） ；PC主板、工控机主板、电信设备用主板的PCB设计经验精华；

6） ；国内著名通信公司PCB设计规范与工作流程；

7） ；PCB设计中生产、加工工艺的相关要求；

8） ；高速PCB设计中的传输线问题；

9） ；电信与数据通信领域主流CPU（PowerPC系列）的PCB设计经验与精华；

10） ；电信与数据通信领域通用物理层接口(百兆、千兆以太网，ATM等)的PCB设计经验与精华；

11） ；网络处理器的PCB设计经验与精华；

12） ；PCB步线的拓扑结构极其重要性；

13） ；PCI步线的PCB设计经验与精华；

14） ；SDRAM、DDR ；SDRAM（125/133MHz）的PCB设计经验与精华；

15） ；项目案例：中端路由器PCB设计

四．硬件调试

目的：以具体的项目案例，传授硬件调试、测试经验与要点

1） ；硬件调试等同于黑箱调试，如何快速分析、解决问题？

2） ；大量调试经验的传授；

3） ；如何加速硬件调试过程

4） ；如何迅速解决硬件调试问题

5） ；DATACOM终端设备的CE测试要求

五．软硬件联合调试 ；

1） ；如何判别是软件的错？

2） ；如何与软件进行联合调试？

3） ；大量的联合调试经验的传授；

1. 快速学习的能力：

作为一个通信汪，我就以通信设备方面来说吧！一方面，通信技术，标准，芯片更新的太快了，快到你根本来不及系统的了解它，只能通过特定的项目，需求进行了解；另一方面对于公司来说，需要做的硬件产品也是变化很快，客户需要T1， E1， PDH， SDH，Ethernet， VoIP， Switch， Router， 没有人是什么都懂的，都需要能够结合客户的需求，选择的芯片方案进行详细了解，尤其对于接口协议和电气特性。假设你是做电源的，同理，你也需要对电源相关的知识和客户的需求进行深入的理解和学习吧？

2. 对协议和标准的理解：

继续用通信设备做代表。通信设备，顾名思义，就是用来实现多种通信协议（比如T1， E1， V.35，PDH， SDH/SONET， ATM， USB， VoIP， WiFi， Ethernet， TCP/IP，RS232等等常用协议）实现通信的设备，各种电路，PCB板，电源都是为了通信协议服务的。

通信协议一般都是由芯片实现，要么是成熟的 ASIC，要么是自己开发的FPGA/CPLD，芯片工程师或者FPGA工程师比硬件工程师跟靠近通信协议，他们需要对于通信协议理解很透彻，实现各种逻辑上的状态机以及满足协议规定的电气参数标准。按照OSI的七层模型，硬件工程师尤其需要专注于一层物理层和二层数据链路层的协议标准，以 Ethernet距离，物理层是由PHY/transceiver芯片完成，数据链路层是由MAC/switch 芯片完成，对于从事Ethernet相关开发的硬件工程师来说，需要对于PHY和Switch芯片理解透彻，从编码方式，电气参数，眼图标准，模板，信号频率到帧格式，转发处理逻辑，VLAN等等。

对于传统PDH/SDH/SONET设备就更是如此，PDH/SDH/SONET是更硬件的设备，就是说主要协议都是通过ASIC实现的，软件的功能主要是管理，配置，监视，告警，性能，对于硬件工程师来说，必须要熟悉使用的相关协议和接口标准，尤其对于电气规范，眼图模板，这样在设计验证的时候才能胸有成竹。

如果你做智能家居的，你对蓝牙、WIFI、Zigbee的新标准应该要深入了解吧，各自的优劣势也应该了如指掌吧，最新的标准有啥提升和缺点也可以信手拈来，说不定这样你就能做出符合消费者需求的全新产品呢！也指不定在跳槽的时候，因为你掌握了一个别人还没有了解的技术，而获得成功呢！

3. 写文档的能力：

诚如软件设计一样，好的软件设计需要好的设计文档，明确需求，实现什么功能，达到什么验收标准，随着芯片集成度的增加，接口速率的提高，单板复杂度的提高，硬件设计也越来越复杂以及对应热稳定性，可靠性，电磁兼容，环境保护的要求，已经不是通过小米加步木。仓的游击战可以解决了，每一个硬件项目都是一场战争，都需要好好的规划，好好的分析，这就需要好好做文档。

对于硬件工程师来说，最重要的文档有两个：一个是硬件设计规范（HDS ：hardware design specification）和硬件测试报告（一般叫EVT：Engineering Validation&Test report或者DVT：Design Validation &Test report），对于HDS的要求是内容详实，明确，主芯片的选择/硬件初始化，CPU的选择和初始化，接口芯片的选择/初始化/管理，各芯片之间连接关系框图（Block Diagram），DRAM类型/大小/速度，FLASH类型/大小/速度，片选，中断，GPIO的定义，复位逻辑和拓扑图，时钟/晶振选择/拓扑，RTC的使用，内存映射（Memory map）关系， I2C器件选择/拓扑，接口器件/线序定义，LED的大小/颜色/驱动，散热片，风扇，JTAG，电源拓扑/时序/电路等等。

对于DVT来说，要求很简单也很复杂：板卡上有什么接口，芯片，主要器件，电路，就要测试什么，尤其在板卡正常工作的情况下的电源/电压/纹波/时序，业务接口的眼图/模板，内部数据总线的信号完整性和时序（如MII， RGMII， XAUI， PCIe，PCM bus， Telecom Bus， SERDES， UART等等），CPU子系统（如时钟，复位，SDRAM/DDR，FLASH接口）。

好的硬件工程师无论是做的文档还是报道都是令人一目了然，这个硬件系统需要用什么方案和电路，最后验证测试的结果如何。内容详实，不遗漏各种接口/电路；简单明了，不说废话；图文并茂，需要的时候一个时序图，一个示波器抓图就很能说明问题了。

4. 仪表/软件的使用能力：

仪表包括电烙铁，万用表，示波器，逻辑分析仪，误码仪，传输分析仪，以太网测试仪Smartbits/IXIA，热量计，衰减器，光功率计，射频信号强度计等等；软件包括Office（Outlook，Word， Excel， PowerPoint， Project， Visio），PDF，常用原理图软件Pads或者OrCAD，常用PCB软件Pads或者Allegro，Allegro Viewer，电路仿真软件PSPICE，信号仿真软件HyperLynx等等。

无论仪表还是软件，在政治经济学里说都是生产工具，都是促进生产力提高的，作为硬件工程师来说，这些仪表和软件就是手中的木。仓炮，硬件工程师很大一部分能力的体现都在与仪表和软件的使用上，尤其对于原理图软件和示波器的使用，更是十分重要，原理图软件的使用是硬件设计的具体实现，通过一个个器件的摆放，一个个NET的连接，构成了是十分复杂的硬件逻辑软件，是整个硬件设计的核心工作，任何一个原理图上的失误和错误造成的损失都是巨大的，真是“如履薄冰，战战兢兢”。

另外，原理图软件的使用还体现在原理图的美观上，好的设计，简单明了，注释明确，无论是谁，顺着思路就能很快搞清楚设计意图，需要特别注意之处，不好的设计，东一个器件，西一个器件，没有逻辑，命名怪异，难以理解，日后维护起来相当麻烦；示波器在所有测试仪表之中，对于硬件工程师是最重要的，无论原理图还是PCB都是设计工作，但是任何设计都需要仔细的验证测试，尤其在信号方面，都需要大量的示波器工作，不会正确的使用示波器根本谈不上正确的验证，接地有没有接好，测试点的选择，触发的选择，延时的选择，幅度、时间的选择，都决定着测试的结果。如果错误的使用示波器必然带来错误的测试结果，这种情况下，有可能本来是错误的设计被误认为是正确的，带来巨大的隐患；本来是正确的设计被误认为是错误的，带来大量的时间精力浪费。

5. 电路设计的能力：

随着芯片集成度的提高，硬件设计似乎变简单了。首先是逻辑连接，其次考虑信号完整性需要的串行电阻选择和并行电容选择，电源滤波，退耦。不过对于好的硬件工程师来说，简单的逻辑连接（这个芯片的同样总线的输出接另一个芯片的输入，等等），只是硬件设计的最基本技能，电路是芯片功能，通信协议和各种软件的载体，没有对电路的深入理解，根本谈不上对硬件设计的深入理解，尤其对于芯片后面列的电气性能参数或者离散器件各种参数的理解，胡乱乱接，可能在3.3V的总线上可以工作，但是现在工作电压已经降到1V了，什么概念，信号线上的噪声都已经大到可以使采样出现误判了，随着信号速率的提高和工作电压的降低，数字信号已经越来越模拟化了，这就需要对于PCB的阻抗，容抗，感抗，离散器件（电阻，电容，电感，二极管，三极管，MOSFET，变压器等），ASIC的接口电气参数深入了解，这都需要对电路原理，模拟电路甚至电磁场理论深入学习，电路可以说是电磁场理论的子集，没有电磁场理论的理解，根本谈不上对于电容，电感，串扰，电磁辐射的理解。

尤其对于电源电路设计上，现在芯片电压多样化，电压越来越低，电流越来越大，运营商对于通信设备功耗的严格要求，散热要求，对于电源设计的挑战越来越大。可以说，对于一个硬件设计来说，40%的工作都是在于电源电路的原理图/PCB设计和后期测试验证，电源电路设计是硬件工程师电路能力的集中体现，各种被动器件、半导体器件、保护器件、DC/DC转换典型拓扑，都有很多参数，公式需要考虑到，计算到。

6. 沟通和全局控制的能力：

硬件工程师在一个硬件项目中，一般处于Team leader的作用，要对这个硬件项目全权负责，需要协调好PCB工程师，结构工程师，信号完整性工程师，电磁兼容工程师等各种资源，并与产品经理，项目经理，软件工程师，生产工程师，采购工程师紧密配合，确保各个环节按部就班，需要对整个项目计划了然于胸，各个子任务的发布时间，对于可能出现的技术难题和风险的估计，控制。

对于外部来说，硬件工程师还要与芯片的分销商，FAE处理好关系，争取获得更大的技术支持和帮助；与EMC实验室，外部实验室打好交道，获得更灵活的测试时间和更多的整改意见。