2024年9月8日

硬件工程师需要掌握哪些知识(硬件工程师需要学哪些东西)

我们都知道硬件工程师的主要工作是电路设计和PCB绘图,但是怎样才能成为一名合格的硬件工程师呢?

一般来说,从信号的角度来看,它们可以分为两类:模拟和数字。仿真难,年轻人很少做,要几年才能成为高手,数字分为51/ARM单片机、DSP、FPGA。

FPGA工程师,国内的FPGA工程师大多在IC设计公司从事IP核的前端验证工作。

DSP硬件接口比较齐全。如果它不像驱动程序算法那样接近,那么未来就不会那么大。但ARM单片机内容多,行业产品比重大,应用人群广,就业空间大。

培养硬件工程师有几个方向

硬件有几个方向。对于纯信号,可分为数字信号和模拟信号。值或电容的精度不够会导致较大的偏差。在信号中。

所以,年轻人做的不多。随着技术的进步,模拟电路被数字化。例如,手机调制解调器射频模块都使用成熟的芯片。

当时,世界上只有两家公司拥有这项技术。不适合觉得模拟功能不是很强的人。如果真能搞到一个手机高频模块,,如果达到一般水平,月薪能超过15K。

另一类是数字部分,大致可分为51/ARM单片机、DSP、FPGA。

日本的FPGA工程师大多在IC设计公司从事IP核的前端验证,但是这部分还没有达到门级,未来不是很明朗。即使是 IC 前端验证工程师也需要几年时间才能成为一名成熟的工程师。

DSP的硬件接口比较完善,但是如果不靠近驱动和算法,前途就不是那么美好了。

但是ARM单片机内容很多,占据了很多行业产品,被很多人广泛使用,所以就业空间很大,硬件设计最能体现那个水平。以及界面设计水平。每位资深硬件工程师以此为基础进行比拼,评比高低。

硬件工程师需要学习什么

1) 基本设计规范

2)CPU基础知识、架构、性能、选型指导

3) MOTOROLA PowerPC系列基础知识、详细性能及选型指导

4) 网络处理器(Intel、Motorola、IBM)的基础知识、架构、性能及选型

5)常用总线的基础知识和详细性能

6) 各类型存储器的详细性能概述、设计要点和选用

7) 数据通信和电信领域常用物理层接口芯片的基础知识、性能、设计要点和选型

8)常用器件选型要点及本质

9)FPGA、CPLD、EPLD的详细性能介绍、设计要点、选型指导

10)VHDL和Verilog HDL概述

11) 网络基础

12) 国内主要电信设备公司的硬件研发过程;

最流行的 EDA 工具指南

掌握并使用业界最新最流行的专业设计工具

1) Innoveda的ViewDraw、PowerPCB、Cam350

2) CADENCE 公司的 OrCad、Allegro、Spectra

3) Altera 公司的 MAX+PLUS II

4) 学习如何使用VIEWDRAW, ORCAD, POWERPCB, SPECCTRA, ALLEGRO, CAM350, MAX well + PLUS II、ISE、FOUNDATION等工具;

5) 来自 XILINX 的 FOUNDATION 和 ISE

整体硬件设计

获得整体硬件设计所需的硬件设计经验和设计思路

1)产品需求分析

2)开发可行性分析

3)探索系统解决方案

4)总体架构、CPU选择、总线类型

5)数据通信与通讯主流CPU:M68k系列、PowerPC860、PowerPC8240、8260架构、性能及对比;

6)总体硬件结构设计及注意事项;

7) 选择通讯接口类型

8)任务分解

9) 最小系统设计;

10)PCI总线知识与规范;

11)如何在整体设计阶段避免致命错误;

12)如何合理分解任务,达到事半功倍的效果?

13)项目案例:中低端路由器等。

硬件原理图设计技术

目的:通过一个具体的项目案例,揭示详细方案设计的所有经验、设计要点和精髓。

1)电信和数据通信领域主流CPU(M68k、PowerPC860、8240、8260等)的原理设计经验和精髓;

2)Intel PC原理图设计精华主板

3)网络处理器原理设计的经验和精髓;

4) 总线结构原理设计的经验和精髓;

5) 内存系统原理设计的经验与精髓;

6)数据通信与电信领域通用物理层接口原理设计经验与精髓;

7) WATCHDOG 常用于电信和数据通信设备原理设计的经验和精髓;

8)电信和数据通信设备系统带电插拔原理设计的经验和精髓;

9) 晶体振荡器和时钟系统原理设计的经验和精髓;

10)PCI总线原理图设计的经验与精髓;

11)项目案例:中低端路由器等。

硬件PCB图设计

目的:通过一个具体的项目案例,积累PCB设计的全部经验,快速成长为优秀的硬件工程师

1)高速CPU板PCB设计经验与精髓;

2)普通PCB设计的要点和本质

3)MOTOROLA的PowerPC系列PCB设计精髓

4)Intel的PC主板PCB设计精髓

5)PC主板、工控机主板、通讯设备主板PCB设计经验精华;

6)国内知名电信公司PCB设计规范及工作流程;

7)PCB设计中的生产加工工艺要求;

8)高速PCB设计中的传输线问题;

9)电信和数据通信PCB设计经验和主流CPU(PowerPC系列)的精髓;

10)电信、数据领域常用物理层接口(100M、千兆以太网、ATM等)的PCB设计经验和通信必备;

11)PCB设计经验和网络处理器要领;

12)PCB走线拓扑很重要;

13)PCB设计经验及PCI布线精髓;

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

15) 项目案例:中端路由器PCB设计

硬件调试

目的:在特定项目中教授案例硬件调试、测试经验及要点

1)硬件调试相当于黑盒调试。如何快速分析和解决问题?

2)传授丰富的调试经验;

3) 如何加快硬件调试过程

4)如何快速解决硬件调试问题

5)CE测试要求DATACOM终端设备

5、软硬件联调

1)如何判断软件故障?

2) 如何与软件协同调试?

3)传授大量联调经验;

这两篇我再细说,但是乍一看还是头大,所以可以总结为

只是一个基础和改进。两部分

基础部分:

1.元器件选择,原理图设计。

2.常用的EDA软件。例子:PCB, Protel\ORCAD\PowperPCB\Maplux2\ISE General PCB Board Engineers and EMC Engineers 负责这些部门

改进部分:可以学习51/ARM、DSP、FPGA。