最近有不少软件范畴的牛人进军硬件工作，但不知从何处下手。信任每个人面临一个巨大的常识系统时都相同苍茫。最佳的应对战略便是找一个最靠近自己需求的切入点，然后向五湖四海铺开去逐步知道整个常识网络。该文可以让你在这个常识网里边找到自己现在的方位，然后有意图有方向地挑选下一步。
简略来讲硬件的系统像软件相同也分层。
最底层是包含电学现象在内的微观物理现象，简直是朴实的笼统理论调集，能看得见摸得着的什物不多。比方半导体掺杂特定杂质后，其原子核抓获自由电子的才干增强或削弱。由此带来的PN结的运用。再比方带电粒子在磁场中的受力状况(洛仑兹力)，由此延伸出阴极射线管、霍尔效应等运用。还有通电导线以及螺线管发生的磁场形状，这个运用就多了去了。再比方动摇的发射源与接收点之间间隔改变形成接收到的频率改变(多普勒效应)，由此延伸出测速雷达之类的运用……根本上从初中物理到大学物理，一切与电相关的常识都包含在里边。物理与数学作为根底学科与这些根本物理现象一脉相承，是整个硬件工作乃至软件工作的柱石。现在许多硬件工程师并不了解这些根底学科，这在解决问题时会给他们带来很大的限制，一是无法敏捷找到最合适的计划，二是无法剖析手中的计划来龙去脉是什么，怎样优化现有计划。
向上一层是分立电子元件。电阻、电容、电感、二极管这些称为无源器材，三极管、场效应管这些是有源器材，这些器材的特性反应在输出信号跟着输入信号改变的特性上，而要这些特性表现出来，有必要在输入信号之外另行供给电源，因而叫做有源器材。分立电子元件是板级硬件工程师选材的根本单位。
这一层分为理论和实践两个方面，实践不难，找几个典型的电子元件摸一摸，拿万用表测一下。今后看见了能知道就行。理论这方面，合格的模电工程师有必要熟练把握这些元件的本身特性和典型运用。数字硬件工程师往往不太重视这些根本常识，有人不会画N-MOSFET和P-MOSFET的电路符号，有人不明白核算晶体三极管的静态作业点。还有人RC电路的零状况呼应了解不行透彻，不明白怎样核算数字集成电路的复位阻容网络时间常数。这些多少都会构成硬伤。学习这一层理论最好参阅通用的大学《电工学》教材，高等教育出版社上下册。假如对上面讲过的最底层的物理学有满意深化的了解，会大大增进你对分立电子元件的知道。比方对电阻率、电磁感应的知道可以协助你了解为何简简略单的一根导线都要衍伸出杂散电容电感这么多杂乱无章的问题，究竟什么时分要当作等势体去看待，什么时分要考虑它的方位和形状。高速电路工程师和射频工程师常常要面临这些问题。你的方针是哪个集体?
再上一层是集成电子元件。也便是包含集成电路(IC)和各式集成传感器在内的电子元件。上述一层的分立元件用导线和电路板连接起来会带来体积巨大、特性离散、温度散布不均、导线间隔过长形成信号反射等许多问题。所以杰克·基尔比和和罗伯特·诺伊思才想到把它们微缩到很小的半导体基材上。简直一切集成电路都是有源器材。集成电子元件有两个方向，上游的是芯片级的微电子工业，也便是规划、出产电子元器材的。他们偏重前面讲过的根底学科。板级硬件工程师选修的课程，对他们而言是必修。比方光绘之类与流片工艺相关的一切常识。细分也有许多不同的工作，这儿不赘述。下流的便是板级硬件工程师，他们是拿着上游工业出产出来的制品去运用的。
我读初中的时分翻书看了几个逻辑门元件阐明，就瞎深思有没有一本书上面包含了世界上一切类型的集成电路，那时分我认为一个合格的工程师有必要在脑子里记住一切集成电路的运用阐明才干干活。而实际上每天都有新的集成电路被研发出来，类型多得那些专门卖元件的网站都很难更新过来。所以总有你不知道的生疏类型，但这不代表你不能做一名合格的工程师。假如你熟练把握了根本分立元器材的原理和常见电路结构，那么新的集成电路拿在手里看，最根本的结构也无非是这些东西，仅仅重新组合了一遍罢了。
集成电子元件这一层相同分为理论与实践两个方面，这一层的实践，初期便是拿几个常见的芯片知道一下封装。常见的封装类别会认就OK了。接下来就要去看理论，终究回过头来实践便是针对你所选详细IC的实战运用了。
理论方面，上面说的《电工学》那套教材里也触及了运算放大器、数字逻辑方面的常识。像逻辑运算式的化简这些常识不管在运用4000系列逻辑集成电路的时分仍是在做CPLD/FPGA规划的时分都会表现出它的重要性，写程序的时分也少不了逻辑运算。把握这一层常识，要点除了底层的根底之外便是英语。你和集成电路打交道的时分大都是在看阐明文档。你需求的东西究竟要满意什么条件，你选到的东西究竟具有什么条件，怎样运用，都靠这些。英语关于软件工程师而言应该不是大问题，究竟搞软件的时分大都人都见过RTFM这个词了，老外对呆头呆脑的发问者常说的一句话：Read the fucking manual!
特别指出，集成电路这一层包含了可编程元器材，包含微控制器、CPLD/FPGA、DSP、独立的处理器(CPU、GPU等)、存储器以及定制的可编程混合信号电路等等。关于这些可编程器材，就有了更高的一层，也便是硬件笼统层(HAL)。这一层归于软件，模仿工程师就不必碰了。可是数字工程师，尤其是嵌入式操作系统工程师操作底层硬件的时分有必要和它打交道。写驱动的工程师有时分不得不翻阅硬件手册去了解自己所用的硬件模块具有什么物理特性，接下来才干持续编写自己的代码。这一层往上便是软件工程师的地盘了，那个范畴枝繁叶茂，我也无法接着讲了。
大都期望学习硬件的人都是带着详细需求来的。或许手中有个项目需求做一个渠道，或者是对某个特定的器材十分感兴趣。这样的话最好的切入点便是你手里这个详细的东西。看一看它归于上述的哪一层，然后向外辐射开来，了解它的来龙去脉。从相关的什物开端树立对整个工作的感性知道。对什物了解了再去学习背面的理论。不同的理论终究在大脑里彼此交汇起来组成一套有条理的理论系统。
许多硬件工程师从小学起就开端学习了，一路着手学过来的。学好硬件，最原始的动力来自于对自然科学的好奇心，还要享用着手的趣味。这些都不是一夜之间就能把握的，学个差不多少说要两三年，并且硬件范畴也有不同分支，彼此之间有时分乃至可以说隔行如隔山。精力有限，你能把握多少取决于你有意志走多远。
