硬體工程師 職業規劃
在專案上硬體工程師擔當著乙個中流砥柱的角色,下面我**一下自己這幾年來的一些個人經驗及認識:
1.軟體上需要配合嵌入式應用工程師以及驅動工程師
2.無線電硬體上配合射頻工程師
3.pcb需要配合結構工程師
4.生產上需要協調**商的物料、週期、備貨和**鏈
5.測試上配合emi等檢測
如下圖(侵刪)
一、硬體工程師基本分四個時期:
入門硬體工程師 在別人的指導下完成簡單任務
普通硬體工程師 能完成基本任務
資深硬體工程師 主導專案並完成較難專案
專家硬體工程師 主導專案並且在相關行業有所突破
二、硬體工程師需要的知識:
模擬電子技術、數字電子、c語言、嵌入式、電磁場、微控制器、微機原理、電子線路設計、資料結構、高數等。
1.當你做dc-dc 開關電源、小訊號放大 adc採集的時候你會用到:
模擬電子技術 電子線路設計
2.當你做時序訊號採集、判斷邏輯電路以及開發fpga、cpld的時候你會用到:
數字電子
3.當你做微控制器、暫存器配置、linux驅動的時候你會用到:
c語言 微控制器 微機原理
4.當你做arm、linux的時候你會用到:
嵌入式 微機原理
5.當你做藍芽、wifi 5g的時候你會用到:
電磁場的時候你會用到:
高數 資料結構 等等
三、硬體工程師的性格喜好
首先最重要的是,興趣! 然後不能急於求成,要腳踏實地一點點去測試、去思考。硬體不同於軟體,它實實在在的擺在那裡,你不去思考永遠不知道它的功能原理。硬體更多的是需要推理、思考、驗證,不能想當然。
總之,願意動手、願意思考,有一定邏輯思維的人更適合做這份工作。
四、硬體工程師所需要的基本技能
大部分從學校出來的應屆畢業生基本都是從51、stm32入手,麻雀雖小五臟俱全, 你想學的東西其實大部分在51、stm32中都可以學到。下面介紹硬體工程師必須掌握的工具。
1.原理圖工具 :ad candence
altium designer對於新手入門是非常友好的,但是當你工作幾年之後會發現candence才是你的摯愛。它不易犯錯,甚至有些死板,但不會發生讓你後悔的事情。此外,pads在南方尤其是東莞、深圳使用的更多一些。
所以,建議ad、cadence都會,且ad可以轉cadence,沒事可以多看看老吳部落格,你們懂的。
2.pcb工具:ad allegro
同樣的還是一樣的感覺。
3.**工具:
關於原理的**你可以使用 multisim 等;板級**可以使用hyper、cadence家的sigrity。這些都是很不錯的**軟體,當然hyper更容易上手。
此外,hfss ads這種射頻**軟體你也可以接觸,包括驅動、暫存器配置、結構ug proe creo 等。
就個人而言,我對硬體的一切都非常感興趣,當然不僅如此,硬體甚至已經走進了我的生活,就比如有時在做音訊的時候我還會首試著作一歌( 當然我是學**的在之前)。
五、硬體工程師遇到的困惑
在剛剛開始的時候我是做微控制器的,對於整體化設計很感興趣。所以,大部分的專案中軟體、硬體,甚至結構都是我自己操刀。
其實核心不是實際的細節,硬體電路板的細節你可以找各種專業的專門的人去完成,而你更應該專注的是整體。
最開始你會因為電平匹配的問題、訊號頻率問題大傷腦筋,但是當你做過五個、十個專案以後,只要你善於總結你就會發現最重要的其實是整體設計。
硬體需要不斷地充實自己,不斷學習、完善,因為硬體工程師需要的只是紛繁複雜。
六、例項講解
1.技術上學習
以做藍芽為例: 你需要知道天線的設計,你需要知道饋線的設計,最後到阻抗匹配、向量分析儀的使用。所有的每乙個分支、天線設計、射頻電子線路、儀器儀表的使用都是乙個可以學習很久的領域,甚至一輩子都學不完。
藍芽又分為硬體部分,軟體部分。而軟體部分又分為協議棧、os部分以及驅動等,這些都是我們需要不斷地擴充套件充實的。作為乙個硬體工程師,你需要不斷的擴充套件自己的視野,了解整個完整的體系,溝通各個方面的工程師以讓自己更清楚產品的整體。
2.市場上了解
cost down永遠是公司一直希望的!我們需要降低成本,每乙個器件的選型、種類、成本、週期、渠道,我們都要熟悉。了解市場的動態,如別人家用的是什麼,為什麼。如何突破自己的產品,提高價效比,甚至像當年的蘋果一樣出眾。
3.專案管理、質量管理
硬體工程師永遠面臨的是:產線的問題要找你,物料**的事情要找你,產品返修要找你,現場維護要找你,這些都是提公升的機會。那麼問題來了,要用科學的方法做事情,多學習質量管理,可靠性設計的知識。
在生產的時候需要注意許多焊接問題,如爐溫導致的虛焊,x-ray如何檢視bga的焊接狀況等,這些都是我們需要知道的。
其次就是純知識積累,如訊號完整性、電源完整性、pcb設計、裝配生產安裝經驗及電源ac dc的設計等等。
七、整體分析
乙個產品的設計,首先是要從市場的角度考慮:受眾群體、解決痛點、廣告宣傳方式、解決的痛點,我們用料穩定性要更強,著重考慮邏輯和結構材料。在廣告宣傳上,我們會更考慮突出的外表特點,於是我們對於產品的基本思路產生了。
1 規劃設計、產品功能以及完善細節
我們需要根據產品經理的想法互相溝通,不斷地產出新的創新型的idea,讓自己的產品功能性更強,細節性更好,這樣我們就對於大框的產品有了乙個基礎的認識。
2 功能實現
這個時候我們需要找到原廠、**商去了解晶元,選擇合適的晶元。
晶元引數:功耗、電源質量(電流 紋波 衝擊 時序 浪湧 電流保護)
晶元採購:貨期、階梯**、合同、nda、服務質量
基本思路我們有了就做到了心中有數,就可以開始做整體的框圖。
最後尤為重要的一點,一定要把思路畫出框圖進行評審。
3 原理圖
這個階段是時間花費最多的,如果是新做乙個產品,大部分時間都需要閱讀文件,熟悉晶元。
在原理圖設計的時候我們經常遇到的問題:input capacitance 上拉、下拉功能,相容性、功耗、電源供電、阻抗匹配、抖動、拉高的時間、io電平、散熱、控制邏輯統一晶元、除錯口、功能的擴充套件性、各個時鐘(重點關注主時鐘和位時鐘) 最大最小電平等。
4 pcb 設計
這是乙個經驗積累的工作,在乙個有經驗的工程師的帶領下你會迅速學會很多繪製pcb的技巧。但是你想知道為什麼,對不起,要多看看你的理論知識扎不紮實了,理論越紮實觸類旁通的能力的就越好。
pcb設計時候經常遇到的問題:線寬、鋪地、銅厚、封裝等問題,還有裝配失敗、距離板邊過近、阻抗控制、差分對組間等長(及組內等長)、檢測不完整、出光繪等。
5 驅動
這個首先是對linux 框架的理解,或者相關的os ucos freertos 。甚至裸跑對於微控制器本身匯流排 arm架構的理解,寫出相應的符合架構的框架(待補充)
暫存器配置,這個考驗你對於行業本身的技能知識。如音訊,你要知道 aac sbc ldac 編碼都是什麼,編碼解碼速度pga是什麼,增益控制 agc 、回聲消除 、嘯叫抑制等等。這會出現很多相關的知識,也是我們常見的行業積累的最重要的地方。
6 應用層 業務層邏輯
這個地方我做的基本比較簡單,這地方總會有寫xswl的問題出現,甚至整個人崩潰掉。
需要注意的主要有變數型別 溢位 邏輯if else 冗餘等,以相容不同硬體效能的提公升。
7 測試
這部分會遇到儀器的使用,還有一些認證 、跌落測試、浪湧、靜電、工頻干擾等等。
八、總結
關於硬體工程師在不同型別公司中的思考:
很多硬體工程師會覺得自己的工作不是核心,沒有像軟體工程師一樣備受重視,其實我們這個思考源於在硬體行業的不同趨勢以及方向。我們首先看通訊行業,類似華為的通訊設計核心是通訊協議,而完成通訊協議的晶元,對於硬體工程師來說需要解決的有如下幾個部分:
1.了解晶元內部 fpga cpld 觸發器類別,以及核心的編譯碼系統的設計完善
2.板級pcb的高速電路設計,射頻電子線路倍頻等訊號的設計
3.系統層為os提供的更多介面,方便應用層使用
後續我會不斷的進行補充
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