硬件工程师的蜗牛成长路

一名合格的硬件工程师，需要掌握的知识有很多，知识点积累不是一蹴而就，而是细水长流，螺旋提升，不急，慢慢来，想掌握的都能掌握，就让时间来见证个人的成长路径。

---大青山 2024/6/10 端午节

1、《模拟电路课程》

1）基础八大元器件 R/L/C/继电器/光耦/二极管/三极管/MOS管

2）模拟保护 磁珠/ESD/TVS/肖特基二极管/稳压二极管/保险丝/GDT/TSS/光耦/MOS/

R C L的类型，容差，非理想参数，非理想的效应。

BJT。先把电路用对。工作点分析，小信号分析。损耗分析

MOSFET。先把参数理解对。米勒效应，开关损耗，导通损耗。

3）放大 运放/BJT

运放：容差分析和非理想参数的理解

噪声分析和计算

环路稳定性分析，

补偿的方式

环路稳定性测试

放大电路

滤波电路SK和MFB设计高阶滤波器巴特沃斯，切比雪夫，贝塞尔的区别

电流检测

4）开关 比较器/面板开关/按键开关/拨码开关/

5）电源 BUCK/LDO/电源防护器件LM5069

DCDC环路补偿

EMI、L、Cin、Cout

MOS 电源layout的关键点

电压突变和电流突变的环路

电源的环路稳定性分析，补偿的方式

环路稳定性的测试纹波测量，噪声测量，line regulation 和 load regulation

6）ADC 理解ADC的采样和保持，对Vin和Vref的影响

ADC的类型和原理

理解容差分析和非理想参数

量化噪声，和前端OPA引入的噪声

OPA和ADC接口电路的设计

Vref的需求，和对应的设计。

带宽限制和抗混叠

注意：搞不懂OPA和ADC，是做不好模拟信号采集的。

7）时钟 单输出PLL/多路输出PLL/单端晶振/差分晶振/晶体

8）电机 （这方面不熟悉，待以后补充）

9）传感器

传感器：单纯研究传感器过于单调，关键是Sensor+OPA+ADC整个信号链路要了解。不然就会是一头雾水。温度-惠斯通电桥、Hall Effect、压力、基于CSA的电流检测、环境光检测(暂不包含微弱信号检测)

1）速度传感器

2）温度传感器

3）倾斜角传感器

4）火焰传感器

5）红外传感器

6）呼吸心跳采集chaunganqi

2、《数字电路课程》

1）数字隔离电平转换芯片/磁隔离/专用隔离芯片

2）存储 Flash/EEPROM/SD/eMMC/DDR3/4/5

各种存储器的详细性能介绍、设计要点及选型

3）通信千兆以太网/光口/SPI/IIC/UART/CAN/RS485/RS232/CAN/PCI-e/USB/TYPE-C

总线和原理：不是简单的一个发数据一个接受到数据就万事大吉了。要理解PHY的底层。

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

4）监控看门狗/OUL/CUL/LED

5）主处理器 Altera/Xilinx/SM32/GD32/RK3588/intel/AMD/Lattice/高云/安路

（1）CPU基本知识、架构、性能及选型指导

（2） 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

（3）PGA、CPLD、EPLD的详细性能介绍、设计要点及选型指导

（4）常用器件选型要点与精华

（5）国内大型通信设备公司硬件研究开发流程

（6）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）DAC bit

3、连接器

1）板对板

2）背板插接

4、端子

1）牛角座

2）电源输出端子

3）接地端子

4）JTAG-10pin/JTAG-14pin

5）RJ11

6）RJ45

7）DP座子

8）HDMI座子

5、散热

1）散热片

2）导热硅脂/导热硅胶

3）导热硅胶垫/

4）散热软件仿真

6、《电路原理》

1）R定律

2）L定律

3）C定律

4）RC充放电

7、《信号与系统》

理论上的信号的分析计算，偏向通信方向，数学推导严密；

8、《控制工程基础》

9、《电磁场》

1）传输线理论

2）S参数

3）反射和传输

4）高速信号串扰和衰减

5）EMC EMS/EMI

EMC：理解麦克斯韦方程组

理解偶极子天线和环形天线的辐射模式

理解电场辐射和磁场辐射。了解远场和近场

理解测试项和测试标准

理解LISN或者AN的测试原理

理解共模电流的环路

理解常见的干扰源

理解常用的整改方式

6）PCB板选择

7）高速仿真

低俗仿真：对模拟电路的仿真：瞬态响应，环路稳定性，噪声分析

高速仿真：

10、Layout

通过具体的项目案例，进行PCB设计全部经验揭密，迅速成长为优秀的硬件工程师

1）叠层设计

2）PCB模块电路规则

3）Gerber

4）高速电路仿真

5）高速PCB设计中的传输线问题；

6）普通PCB的设计要点与精华
7）高速CPU板PCB设计经验与精华；

8）国内著名通信公司PCB设计规范与工作流程；
9）PC主板的PCB设计精华（Intel公司/MOTOROLA公司）
10）PC主板、工控机主板、电信设备用主板的PCB设计经验精华；
11）PCB设计中生产、加工工艺的相关要求；
12）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；
13）PCB步线的拓扑结构极其重要性；
14）PCI步线的PCB设计经验与精华；
15）SDRAM、DDR SDRAM（125/133MHz）的PCB设计经验与精华；

11、掌握一定的嵌入式底层编程能力

遇到问题的时候，特别是当问题不好界定时，没有谁会认为自己的设计是有问题的，所以最好自己会简单编程，简单验证即可。

12、焊接能力

不需要多么高深的焊接，常规50pin以内的器件能够焊接即可，很多调试都需要焊接、更换来测试，并发现问题。

13、调试工具

1）万用表

2）示波器

3）开关电源

4）高速示波器

5）网络分析仪

6）频谱分析仪

7）信号发生器

8）逻辑分析仪

9）串口调试助手

10）网络调试助手

14、文档输出

1）完成硬件系统的功能定义、需求说明、开发设计文档

2）调试记录表

3）测试记录表（制定测试计划并测试）

4）如何在总体设计阶段避免出现致命性错误；

5）如何合理地进行任务分解以达到事半功倍的效果

6） Intel公司PC主板的原理图设计精髓

7）网络处理器的原理设计经验与精华；

8）总线结构原理设计经验与精华；
9）内存系统原理设计经验与精华；
10）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；
11）电信与数据通信设备常用的WATCHDOG的原理设计经验与精华；
12）电信与数据通信设备系统带电插拔原理设计经验与精华；
13）晶振与时钟系统原理设计经验与精华；
14）PCI总线的原理图设计经验与精华；