本人也是硬件工程師,目前畢業(yè)3年多,畢業(yè)一開始崗位是EMC工程師,做了1年又10個月,對電磁兼容和賣硬件設備的公司有了一定的了解,覺得EMC工程師沒前途,于是跳槽去新公司做硬件工程師,到目前為止設計過7、8塊單板。
計算機硬件如PC、手機、攝像機、路由器、交換機、服務器等產(chǎn)品的基礎就是硬件單板,硬件工程師就是設計合格的單板。之前做EMC的時候,覺得硬件工程師無非就是參考設計那來一抄,原理圖連連線就好,后來發(fā)現(xiàn)不是。
一、硬件工程師的職責與定位
首先,介紹下一個硬件產(chǎn)品的研發(fā)流程,如下圖所示:
公司內(nèi)所有的崗位是同等重要的,有些公司可能沒有研發(fā)或者部分研發(fā)工作外包。雖然各團隊的重要性是一致的,研發(fā)團隊在產(chǎn)品開發(fā)中的位置應該更加核心,研發(fā)人員可以轉去做市場、測試、供應鏈或者質量管理等,但市場等崗位的人卻很難轉做研發(fā)。一來研發(fā)門檻較高,二來研發(fā)工作接觸面廣。
硬件工程師在研發(fā)團隊中重要的一員,硬件產(chǎn)品的研發(fā)團隊大致組成如下圖所示:
一個硬件產(chǎn)品的項目團隊中,有兩個和所有人打交道的角色,一是項目經(jīng)理,另外一個就是硬件工程師。硬件工程師需要和各種研發(fā)人員打交道,協(xié)調工作,這也要求硬件工程師具有豐富的知識面、強大的協(xié)調能力。
硬件工程工程師的本職工作,如下圖所示:
硬件工程師可以大致分為如下四個階段:
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初階的硬件工程師
在別人指導下完成階段三和四的一部分工作,應屆畢業(yè)生入職3個月基本可以達到。
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普通的硬件工程師
獨立完成階段三和四的工作,一般工作1到2年即可
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資深的硬件工程師
主導完成階段三和四的工作,參與完成階段二總體設計的工作
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專家級硬件工作師
主導完成階段一和二的工作
這里,題主可以定位一下自己目前處于哪個階段。
二、硬件工程師的發(fā)展方向
不管什么崗位都想明白自己的職業(yè)發(fā)展方向,軟件工程師不想一輩子寫代碼,硬件工程師也不想一輩子奮戰(zhàn)在最基層畫原理圖、調板子。
就我理解,硬件工程師的發(fā)展方向大概有以下幾種:
1. 產(chǎn)品經(jīng)理
產(chǎn)品經(jīng)理負責一條產(chǎn)品線工作、規(guī)劃及發(fā)展。硬件工程師由于工作涉及面比較廣,對產(chǎn)品整個流程的工作及問題都涉及到,適合向產(chǎn)品經(jīng)理發(fā)展。
2. 團隊管理者
管理者協(xié)調資源、管理員工的工作分配以及績效、設計完善流程等。
3. 技術專家或系統(tǒng)工程師
專家提供的是什么?不是源代碼、不是原理圖,而是產(chǎn)品實現(xiàn)的方案、思路以及技術發(fā)展的方向。
4. 創(chuàng)業(yè)
雖然國家鼓勵這樣做,但創(chuàng)業(yè)是困難的,如果創(chuàng)業(yè)賣硬件,就更難了。做好準備,也是一個選擇。
無論選擇什么方向,對我們這群目前畢業(yè)幾年還在底層的硬件工程師來說最需要做的就是積累,明白自己的路需要什么。
三、硬件工程師所需關注的事情
關注本職工作以外的事情
1.技術上,關注軟件或者FPGA工程師的工作。這不是讓我們學習寫代碼,而了解軟件或FPGA實現(xiàn)功能的方法、流程和思想。也就是從系統(tǒng)的角度思考產(chǎn)品是如何工作。研發(fā)的過程會經(jīng)常出現(xiàn)各種BUG,產(chǎn)品出現(xiàn)問題,研發(fā)的每個人都有份,不能說這個問題是軟件BUG,我就不管了。和軟件或FPGA工程師之間都討論或者爭論有利于提高效率,打開思路。
2.關注市場,也就是提高產(chǎn)品的競爭力,目前國內(nèi)硬件產(chǎn)品貌似不停走向低成本,cost down是公司永恒的主題,越來越多的產(chǎn)品被做爛了。換一個角度思考,市場上那么多同質的產(chǎn)品,有沒有不完善的地方?可不可以通過增加某項功能,突出自己產(chǎn)品的競爭力?進而和研發(fā)團隊思考功能如何實現(xiàn)。
3.關注項目管理、質量管理上的事情,硬件工程師不可避免要面對這些問題,產(chǎn)線的問題要找你,物料供應的事情要找你,產(chǎn)品返修要找你,現(xiàn)場維護要找你,這些都是提升的機會,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。
注重學習,任何行業(yè)的人都要不停的學習
個人覺得硬件工程師需要知識儲備比較多,電子信息領域的技術和知識本來就很多,人需要不斷的學習。我大概列舉一些,是自己工作以來學習的方向,當然工作中會不到遇到各種更新更深入的問題需要學習。
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1.EMC與安規(guī)
EMC與安規(guī)在規(guī)模較大的公司都有專門的團隊,但小公司只能硬件工程師親手來。
CE認證測試項目最多,學習可以先關注CE的相關標準。不同行業(yè)的標準是不一樣的,汽車電子和信息技術設備的測試方法和要求都不一樣。
EMC理論個人覺得已經(jīng)發(fā)展的比較形象(不像電磁場那么理論抽象),精髓就是EMC三要素,干擾源、敏感源和耦合路徑。設計分析就是關注共模電路的回流路徑或者泄放路徑
同樣的RF與天線在規(guī)模較大的公司也有專門的團隊。
行業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在,硬件工程師的RF和天線設計工作基本就是選型了。因此,需要明白一些基本的參數(shù)如增益、P1dB、IP2、IP3、天線的方向性等等。
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3. 電源
電源部門在規(guī)模較大的公司也有專門的團隊,無論板級DCDC電源還是電源適配器都有專人完成設計、選型或測試工作,硬件工程師應用時標準電路拿來用即可。
關于電源大概就以下幾個方面。
DCDC有幾種基本拓撲?效率與什么有關?
LDO原理是什么?設計需要注意哪些參數(shù)?
POE協(xié)議是否熟悉?
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4. 時鐘
晶體和晶振有什么區(qū)別?怎么設計?
時鐘信號有哪些關鍵參數(shù)?
PLL的原理是什么?環(huán)路帶寬是什么意思?PLL失鎖的可能有哪些?
時鐘芯片如何選型?
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5. 小模擬電路和小邏輯電路
硬件工程師的工作是系統(tǒng)級應用,不是IC設計的大神,工作中很少用分立器件設計電路。
二極管、三極管、MOS管和運放的特性要熟悉會分析,簡單的電路要設計。
如三極管電平轉換電路怎么設計,為毛低溫就不工作了?
如MOS管雙向電平轉換怎么設計?要關注什么參數(shù)?
如MOS管的米勒效應,能不能定量的用公式分析?
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6. 高速信號及信號完整性
建立時間與保持時間?
時鐘的抖動分哪幾類?
數(shù)據(jù)相關抖動是什么?
CDR是什么?
抖動與誤碼率的關系是什么?
EQ、去加重、預加重?
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7. 低速信號
I2C、UART、SPI是什么?會不會通過示波器測量判斷通信數(shù)據(jù)對不對?
NAND FLASH和NOR FLASH有什么區(qū)別?
DDR3 SDRAM原理是什么?CL、AL、RL、WL是什么?各種參數(shù)的會不會設置?
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9. CPU、SOC、FPGA
X86、ARM、MIPS、POWERPC有什么區(qū)別?
FPGA設計需要注意什么?IC設計領域了解嘛?
關注自己的行業(yè)
不同行業(yè)的技術是不一樣的,應用環(huán)境及解決方案也不一樣
如你是設計智能電視的
1、 視頻相關知識?BT1120是啥?H.264是啥?YUV是啥?4:2:2是啥?什么是HDMI?具體協(xié)議是啥?
2、 思考下產(chǎn)品,內(nèi)容重要還是硬件重要?能不能優(yōu)化下3D?
如你是設計交換機的
1.802.3了解嘛?啥是MAC?啥是PHY?GMII接口如何設計?
2.交換機如何工作的?VLAN是啥?
3.客戶是啥?教育網(wǎng)還是運營商?
如果你設計無線路由器的
1.802.11 a/b/g/n/ac的區(qū)別?TCP/IP協(xié)議是啥?ARP是啥?路由的工作原理?
2.天線如何設計的?增益、方向圖是什么?各種PA、LNA如何選型?
3.客戶是啥,需求如何?150塊賣給普通人,還是1000塊賣給企業(yè)級用戶?
以上都是我思考的一些點,水平有限,也不夠深入。
四、最后幾點
硬件工程師最大的優(yōu)勢就是在研發(fā)工作中可以涉及到各種各樣的問題、學習各個領域的知識,這是成長的基石,不停地總結,可以從整個產(chǎn)品的角度思考問題。有人說什么都懂得一點的人注定只是普通的硬件工程師,但我們必須都要懂一點,這是硬件工程師的基礎。但我們還需要在自己的領域成為專家,因此需要在技術上對一個行業(yè)非常的了解。
個人覺得有兩個領域值得去深入研究,以后是物聯(lián)網(wǎng)的時代,網(wǎng)絡和無線通信的應用會越來越多。
1.網(wǎng)絡
也是交換機和路由器等應用與組網(wǎng)?,F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)基于以太網(wǎng),802.3標準規(guī)定了MAC和PHY規(guī)范。上層協(xié)議如TCP/IP、UDP、ARP、環(huán)網(wǎng)等等,總之網(wǎng)絡的水很深,值得一探。
2.無線通信
如移動通訊、WIFI、sub 1GHz等等應用會越來越多,之前國家發(fā)布的什么旅游規(guī)劃,有一條就是景區(qū)要實現(xiàn)免費WIFI覆蓋。無線通信也基本是802.x協(xié)議族?;鶐Ш蚏F都可以深入學習。
我現(xiàn)在也很迷茫,不知道往那條路上走,但有一條是不變的那就是學習,硬件工程師需要保持好奇心,不斷學習新的知識。
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原文標題:硬件工程師如何發(fā)展?
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