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一个工程师的硬件之路

本人是一个在校研究生,本科就读于吉林大学通信工程学院,硕士正就读于中船重工709研究所计算机应用专业。对硬件有着无限的热情与爱好,

自己是一个在校研讨生,本科就读于吉林大学通讯工程学院,硕士正就读于中船重工709 研讨所计算机运用专业。对硬件有着无限的热心与喜好,对未来也有着无限的神往与神往。每一个人都在为自己的将来作着各式各样的方案,都在考虑咱们未来的作业,已然咱们现已挑选了硬件,那么咱们就酷爱它吧,把咱们的才干与热心都贡献出来,咱们不仅仅能够得到物质的补偿(赫赫,现在还没有得到什么物质补偿,我想结业后就会的),还会在精力上感到满意与高兴(现已有所感受了,哈哈)。我是一个还没有踏上社会的学生,没有丰厚的项目阅历和社会履历,所以凡想在此文中获取深邃的人生哲理与作业告诫,那我恳请您赶忙不要看下去,如若不然,我恐怕遭到您的嘲笑;仅以此文献给那些刚刚踏上硬件之路和还在徜徉的同学们,我扼要的记录了我的学习阅历和其间自己所获的一些心得,以防止初学者走弯路或许是少走弯路。我深知关于一个初学者来说,身边有一个手把手的教师那该是多么美好的一件作业,他的一句不经意的话或许咱们初学者都要花上几天乃至是几个月的时间去考虑和验证。可是咱们身边并非总是有一个这么样的教师,咱们就需求在网络上去寻觅答案了,前人的阅历对错常值得学习的,咱们从他们写得一些文章中能够悟出一些东西,为我所用,或许是从中汲取精力动力等等。搞硬件的人一定要读一读任正非的文章,李嘉诚的文章,周建功的文章,以及网上撒播的其他一些文章。现在还记得学习单片机的时分找到的一片文章叫做《学习单片机的八个过程》。这些文章总是像一个指路标,指引初学者向着正确的方向走去。此文纯属无稽之谈,毫无含金量,若是能够给初学者带来哪怕是一点点地影响,能够为你们供给一点点地协助,那么我将感到无限的欣喜。

我总是想用最简略的言语来表达我的思维,说出我最想对初学者说的话,可是往往力不能及。也深知咱们时间的名贵,不肯把时间糟蹋在毫无意义的作业上,所以我把我最想说的话用提纲的方法列在文章的前头了,没有时间的话,各位看官只需看看前头就能够了。

优异硬件工程师需求什么(来自网上文章以及自己的总结):

1. 对硬件无限的热心(第一位,自己以为)
2. 数字电路、仿照电路、protel 等(高频等其他的常识我还没有用过)
3. C 言语
4. 单片机(汇编言语)
5. FPGA(包含verilog/vhdl、sopc)
6. ARM(包含嵌入式操作体系,主张先学UCOS,合适初学者)
7. DSP

以上并非每一种都要通晓,依据自己的实践,5、6、7 能够挑选其间的一到两种,当然都会的话那更好。2-4 自己以为这是根底,有必要通晓。

硬件需求装备:

1.学习单片机的话,仿真器是必不行少的,有没有编程器却是影响不大,主张自己买一块即插即用的全能板,自己建立体系来试验。这样不必烙铁焊接了,由于咱们作为学习者,很简略焊错器材或许是引脚。买开发板的话,就会对硬件的衔接不会很了解,主张初学者自己建立体系以及其他的外扩器材。这会让你对全体的硬件衔接一目了然。全在自己的掌控之中。还有有一台示波器的话那是再抱负不过了,那会协助咱们剖析处理问题,特别是在做串口试验、中止、I2CEEPROM 读写的时分。

2. 学习FPGA,那么就不能像学习单片机相同找来一片芯片就能够着手了。像51 类单片机的引脚不是许多,可是FPGA 就不相同了,往往有几十个乃至一百多的引脚,我用的altera 的ep1c20 有144 个引脚,全贴片工艺,所以这个时分咱们就有必要在市场上买一个开发板了。我用的是altera 公司的EP1C20cyclone 系列的开发板,是咱们办公室的人曾经买的,现在正好我用。据说是5000 元,仍是大学方案时分买的。有条件用好的当然好,可是关于咱们一般初学者用的话,只需带有常用功用的开发板就能够了,市场上1000 元左右的仍是有的。

3. ARM 学习的话,当然也离不开开发板的购买,前次给我二导提主张给我买一个,他很直爽的容许了,让我挑选一块,我选了周建功的smartarm2200,1980 元RMB,货现在还没有来。学习arm 的话,嵌入式操作体系是少不了的。操作体系有许多,用的最多的是linux ,由之开展而来的有uclinux、armlinux 等;其次是ucos。自己主张先学习ucos,它代码量少,简略学习。要是有altera 的nios 开发板的话,也能够学习ucos,altera 公司的nios ide 支撑好几种RTOS,其间就包含ucos,直接用就ok 了。

4.DSP归于比较高的层次,对人的要求比较高。开发板价格应该也不菲,我现在还没有用过。各位同学看了后会发现学习这些东西不行是时间、精力的问题,还涉及到一个让咱们同学们很伤风的问题,那便是器材的购买,这些都需求钱,并且价格都不菲。大部分的咱们是没有这份闲钱的,同学们能够找几个情投意合的同学一块买,还能够一块评论。要是校园试验室有的话就在试验室搞,要是导师有就找导师要,总归不要放过任何或许的时机,同志们要深知咱们的命运掌握在咱们自己手中,已然挑选了硬件这条路,就要仔仔细细地走下去,不但要走下去,还要想方设法走的很好。以上都是我的一家之言,同学们千万不要全信,仅给诸君一个开端的知道,如若过错还请一笑了之,纯当小孩之言,无稽之谈。

在烦琐之前,我想介绍一下我办公室的人员组成,由于这个对我有很大的影响。办公室有四个人,一个是具有十一年作业阅历且已具有自己专利的高级工程师(我的导师要他带我,我习气叫他二导,这是我为什么在这个办公室的原因),一个是具有5 年阅历热心助人的工程师,还有两个分别是电源和视频方面的专家或许元老级人物。潜移默化,自己逐渐的对硬件发生了稠密的喜好。从单片机,FPGA,SOPC 硬件的建立以及软件编程,以及现在正在尽力研讨的ARM,我是凭着无限的热心来做的。

热心不是仅有的原因,还有别的一个原因便是试验室给我供给了很好的学习环境。学习单片机的时分,试验室有现成的winbond 51 单片机,有伟福仿真器,有advanced labtool 48uxp 全能编程器,有一台十二万的示波器,自己买个全能板,找本书就在上边进行试验了。从简略的led 闪耀、数码管显现、pwm 到中止、串口通讯(单片机与单片机通讯,单片机与pc 机通讯)、I2Ceeprom 读写、A/D转化、温度的丈量等等,给我成就感的是每一个试验通过材料的查找、程序的编写以及调试、再到后来问题的处理,那份成就感与高兴之心只要有过这种阅历的人才干够领会。正是有这份热心和喜好,常常在试验室呆上十二三个小时,通常是晚饭在食堂吃了后直接到验室,晚上九点半回睡房(办公楼10 点关门)。虽然那时分没有做过什么大项目,可是这每一个小小的试验也是人生常识的堆集,有了这些常识的堆集,我想也为以后作更大的项目打下了根底。

刚进试验室的时分,我的二导就给了我一块开发版,是altera 公司的nios ep1c20 cyclone 系列开发板,其时是以大学方案买的,5000RMB。于是就开端了我的fpga 学习之路。曾经学习过verilog,其时仅仅停留在朴实的理论阶段,编几个小小的程序,用quartus-ii 自带的仿真软件进行一下仿真就ok 了。用仿真软件进行仿真,往往能够得出你所想要的成果,可是一旦下载到芯片里面运转的话问题就会接踵而来。和单片机机学习相同,万事开有难。我做的第一个试验也是点亮led。自己编写程序(几行罢了),编译,引脚分配,仿真,然后就用jtag 下载线衔接开发版板和pc 机,将sof 文件下载到芯片。现在想起来这是多么简略的几个过程,可是关于其时的我来说,是花费了许多的时间和精力来查找材料和静心做试验的。特别是引脚的分配,对着文档只说需求这么做,可是为什么要这么做呢?其时没有过多的主意,只想让我看到试验的成果,有了成果我就有了无限的成就感和对做试验的热心,所以当看到通过我的尽力,在我的第一个fpga 试验里led 依照我的目的来动作的时分,那种高兴之情与最初学习单片机时分完结led 闪耀的景象是多么的类似。这也是我做试验的一个惯例和一个阅历,那便是边做试验边看书,在试验中发现问题,遇到不明白的问题或许原理在查找相关的文档,我习气着手,要是让我坐在试验室看上哪怕是1 天的纯理论书本,我的脑袋也会爆破的,赫赫,由于没有这么看过书,所以脑袋也一向没有爆破。以及后来学习ucos 嵌入式操作体系我也选用的这个办法,我把它叫做”阶梯成就感”(在写这篇文章的时分忽然觉得这个词语很契合这种景象,暂时想出来的)。抱着这种热心,自己后来一点一点地深化的学习fpga,一些惯例逻辑电路的规划,包含逻辑门电路、数据挑选器、编译码器、加减乘除运算器、移位器,到后来的略微杂乱的电路规划,包含FIFO、数字跑表、频率计、状态机、交通等的操控、卡式电话计费体系以及UART 等。

以上的试验我都是选用的verilog 言语来完结的。最初触摸fpga 的时分向学习VHDL,那时同学们都用verilog,以便和他们评论问题的便利,后来就改学习verilog 了,一学没关系,发现自己深深地爱上了verilog,由于关于我来说,他无疑愈加合适我。这也是我的一个阅历,那便是看看你周围的人用的是什么东西,他们用的东西往往不是你最喜爱的或许是不是当时最盛行的和用的最广泛的,可是你若要和他们沟通评论问题的话,那你仍是姑息一下,大环境是这样的,和你周围的人所用东西相同,沟通起来也会顺利便利。来试验室后,由于咱们试验室的职工用的伟福的仿真器,所以软件当然仍是用伟福供给的。伟福的软件不怎样好,只支撑汇编,比起大名鼎鼎的keil c51 那是逊了一大截。可是在前期的时分我仍是挑选了伟福的软件,由于我不想到时分我有问题不会的时分周边没有人协助我。再后来,通过自己的探索和向身边的工程师们讨教,伟福用的现已很熟悉了,汇编也有了自己的一套,这个时分我开端在伟福里面嵌入keil,用c 言语来写程序,可是调试的时分用伟福软件仍是有缺点,比如说不能够单步履行。所以再后来我下载了keil c51 软件,从此以后我正式的在keil 的开发界面下写程序了。当然仿真的时分也能够在keil 环境下用伟福仿真器,我想伟福在制作他的产品的时分就现已考虑到这点了,他的一些产品肯定要兼容干流软件keil 的。用了keil C51 后就不想用伟福编译软件了,相同的用了c 写程序后,就不想用汇编了。可是汇编是每一个硬件研制工程师们都必需的,汇编有c 远远赶不上之处,有时分还非用汇编不行。汇编的运转效率高,可是写起来很是繁琐,繁琐规繁琐,当在某些特定的时间,汇编发挥了他不行代替的效果。比如在将usoc 移植到单片机的时分,与处理器相关的程序还真是有必要用汇编来完结。

再后来,开端学习sopc。从最小体系硬件渠道的建立,到简略的led 闪耀程序的编写,到sof 文件在芯片上跑起来,看着led 的亮与灭,心中一向充溢着无限的热清。每一次触摸新常识都有一种发自内心的激动,每一次触摸的新东西我都是从最简略的led 闪耀开端,从单片机到fpga 到sopc 再到ucos,只要每天的一个小小的前进才干让我具有对作业的热心,只要这每天小小的看得见的”阶梯成就感”,才干激起自己对更多常识的寻求。自己比较赏识altera 公司推出的可编程片上体系(即sopc),她解放了咱们建立硬件体系的繁琐,仅仅需求依照需求在体系里面加上自己的IP 核和一些有必要的外设。altera公司或许其他的第三方公司现已为咱们供给了功用和功用很完善的IP 核,咱们所要做的仅仅将这些IP核加入到咱们的体系里完结咱们需求的功用。硬件体系完结后,需求在altera 公司为咱们供给的nios IDE环境里面对咱们的硬件体系进行软件编程,在这里,彻底用c 言语来完结咱们所需求的功用。与前边学习单片机、fpga 相同,第一个试验仍是led 闪耀,然后渐渐的转向一些比较杂乱的功用规划上去,也无非是完结曾经用verilog 完结过的一些功用。两者的区别是:一种彻底用verilog 言语来完结悉数功用;一种需求先用sopc builder 建立硬件体系,然后在nios ide 中进行软件的编程。这两种办法都能够完结咱们需求的功用,可是后者更便利快捷,由于在这种办法里,咱们运用的是”拿来主义”,IP 核现已完结了咱们的功用,要做的仅仅是去用它罢了。

最近一段时间在学习ucos 嵌入式操作体系,主要是运用在FPGA 里面。nios 现已为咱们移植好了,不需求修正任何文件。在nios 用户界面里进行一些相应的设置,就能够用它了。altera 公司为咱们供给的模板里面有几个很好的比如,使命办理、信号量、邮箱传递、工作标志、时间办理等都为咱们供给了很好的模板,咱们需求作的是仔细的阅览它,研讨它,必要的话对模板进行一些改写来完结自己的功用,这是仿照的更高的一个地步了,把他的一些东西进行吸收转化成为自己的东西,我想这是一个硬件喜好者和初学者十分乐于做的作业。

在进行fpga 学习的时分,我遇到过作业停滞不前,没有发展,心境懊丧的时分。那个时分对底层硬件一窍不通,连对根本的原理图也看不明白,更甭说程序在开发板上是怎样运转的了。再到后来进行nios 开发的时分,这种懊丧感日积月累,每天一点前进也没有,那是一个很绵长的日子,现在想起来,仍然幸亏自己没有失望,没有对自己酷爱的硬件失掉决心。后来工作呈现了起色。有一次我和我办公室的一个工程师谈天,谈到了我的空惑,他主张我先学习单片机,自己建立硬件渠道从最小体系做起。这个工程师热心助人,学习方面的问题他总是很耐性的为我回答,让我收获颇丰,我很幸亏能够在这种环境傍边学习,虽然我不在高校,可是研讨所为我供给的学习环境与硬件设备我想不是每个高校学生能够享遭到的。我想说的是,遇到问题的时分,当咱们感觉作业无法发展下去的时分,咱们无妨换一种方法,多与周边的人聊谈天。在我的环境里,我的导师是一个具有近30 年硬件开发阅历的资深研讨员,才开端的时分我什么都不明白(赫赫,感觉现在仍然什么都不明白,东西越学越多,总也学不完),可是我总喜爱跑到我导师的办公室和他瞎聊。他和颜悦色,简略挨近,和他沟通的时分总是给我一些作业和人生方面的劝告,这些劝告将会伴随着我的人生。

人生总是有许多崎岖,咱们的学习也是的。在这个时分咱们就要看看任正非写给华为职工的一封信《要高兴的度过充溢困难的终身》,在那里咱们能够找到好好活下去的理由;当看中了某件作业的时分,咱们就需求鼓足勇气,满腔热心地去迎候它,遇到困难的时分多和他人沟通,或许是去网上看看李嘉诚的写给青年的《are you ready》,在那里咱们能够学到谦善、勇气、才智、意志。

最终送给咱们的初学者一句话。《圣经》中马太福音里的一句话:凡有的,还要加给他叫他剩余;没有的,连他一切的也要夺过来。

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