一个好的硬件工程师实践上便是一个项目司理，你需求从外界交流获取对自己规划的需求，然后汇总，剖析成详细的硬件完结。还要跟许多的芯片和方案供货商联络，从中挑选出适宜的方案，当原理图完结后，你需求安排搭档来进行协作评定和查看，还要和CAD工程师一同作业来完结PCB的规划。与此同时，要预备好BOM清单，开端收购和预备物料，联络加工厂家完结板的贴装。”
底子常识
1) 底子规划规范
2) CPU底子常识、架构、功用及选型辅导
3) MOTOROLA公司的PowerPC系列底子常识、功用详解及选型辅导
4) 网络处理器的底子常识、架构、功用及选型
5) 常用总线的底子常识、功用详解
6) 各种存储器的详细功用介绍、规划要害及选型
7) Datacom、Telecom范畴常用物理层接口芯片底子常识，功用、规划要害及选型
8) 常用器材选型要害与精华
9) FPGA、CPLD、EPLD的详细功用介绍、规划要害及选型辅导
10) VHDL和Verilog HDL
11) 网络根底
12) 国内大型通讯设备公司硬件研讨开发流程
2、娴熟把握并运用业界最新、最盛行的专业规划东西
1) ViewDraw，PowerPCB，Cam350
2) OrCad， Allegro;AD;PADS
3)各种电路仿真东西
4) 学习娴熟运用VIEWDRAW、ORCAD、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO、CAM350、等东西;
5) FPGA规划东西，各个厂家的。
一、硬件全体规划
发动一个硬件开发项目，原始的推动力会来自于许多方面，比方商场的需求，依据整个体系架构的需求，应用软件部分的功用完结需求，前进体系某方面才干的需求等等，所以作为一个硬件体系的规划者，要主动的去了解各个方面的需求，而且归纳起来，提出最适宜的硬件处理方案。
比方A项目的原始推动力来自于公司内部的一个高层软件小组，他们在实践傍边发现原有的处理器板IP转发才干不能满意要求，然后关于体系的装备和运用都会形成很大的不方便，所以他们提出了对新硬件的需求。依据这个方针，硬件方案中就针对性的选用了两个高功用网络处理器，然后还需求深化的和软件规划者交流，以确认内存巨细，内部结构，对外接口和调试接口的数量及类型等等细节，比方软件人员喜爱将操控信令通路和数据通路完全分开来，这样在确认内部数据走向的时分要慎重考虑。
项目开端之初是需求举行许多的评论会议的，应该尽量约请一切相关部分来参加，长处有三个，榜首能够充沛了解我们的需求，防止在体系规划上遗失重要的功用，第二是能够让各个部分了解这个项目的状况，提前做好时刻和人员上协作的预备，第三是从爱情方面讲，在规划之初各个部分就参加了进来，这个项目就变成了我们一同的一个汗水结晶，会得到我们的呵护和杰出协作，对完结作业是很有协助的。
把握硬件全体规划所有必要具有的硬件规划经历与规划思路
1) 产品需求剖析
2) 开发可行性剖析
3) 体系方案调研
4) 全体架构，CPU选型，总线类型
5) 数据通讯与电信范畴干流CPU：M68k系列，
PowerPC860，PowerPC8240，8260体系结构，功用及比照
6) 全体硬件结构规划及应留意的问题
7) 通讯接口类型挑选
8) 使命分化
9) 最小体系规划
10) PCI总线常识与规范
11) 如安在全体规划阶段防止呈现致命性过错
12) 怎么合理地进行使命分化以到达事半功倍的效果?
13) 项目事例：中、低端路由器等
二. 硬件原理图规划技能
目的：经过详细的项目事例，详细进行原理图规划悉数经历，规划要害与精华揭密。
1) 电信与数据通讯范畴干流CPU的原理规划经历与精华
2) Intel公司PC主板的原理图规划精华
3) 网络处理器的原理规划经历与精华
4) 总线结构原理规划经历与精华
5) 内存体系原理规划经历与精华
6) 数据通讯与电信范畴通用物理层接口的原理规划经历与精华
7) 电信与数据通讯设备常用的WATCHDOG的原理规划经历与精华
8) 电信与数据通讯设备体系带电插拔原理规划经历与精华
9) 晶振与时钟体系原理规划经历与精华
10) PCI总线的原理图规划经历与精华
11) 项目事例：中、低端路由器等
原理图规划中要留意的问题：
原理图规划中要有“拿来主义”，现在的芯片厂家一般都能够供给参阅规划的原理图，所以要尽量的凭借这些资源，在充沛了解参阅规划的根底上，做一些自己的发挥。当首要的芯片选定今后，最要害的外围规划包含了电源，时钟和芯片间的互连。
电源是保证硬件体系正常作业的根底，规划中要详细的剖析：体系能够供给的电源输入;单板需求发生的电源输出;各个电源需求供给的电流巨细;电源电路功率;各个电源能够答应的动摇规模;整个电源体系需求的上电次序等等。比方A项目中的网络处理器需求1.25V作为中心电压，要求精度在+5%- -3%之间，电流需求12A左右，依据这些要求，规划中选用5V的电源输入，运用Linear的开关电源操控器和IR的MOSFET搭建了适宜的电源供给电路，精度要求决议了输出电容的ESR挑选，而且为防止电流过大形成的电压下跌，加入了远端反应的功用。
时钟电路的完结要考虑到方针电路的颤动等要求，A项目顶用到了GE的PHY器材，刚开端的时分运用一个内部带锁相环的零延时时钟分配芯片供给100MHz 时钟，成果GE链路上呈现了丢包，后来换成简略的时钟Buffer器材就处理了丢包问题，剖析起来便是内部的锁相环引入了颤动。
芯片之间的互连要保证数据的无误传输，在这方面，高速的差分信号线具有速率高，好布线，信号完整性好等特色，A项目中的多芯片间互连均选用了高速差分信号线，在调试和测验中没有呈现问题。
需求了解各种电平规范，保证电平匹配。
三.硬件PCB图规划
目的：经过详细的项目事例，进行PCB规划悉数经历揭密，使你敏捷生长为优异的硬件工程师
1) 高速CPU板PCB规划经历与精华
2) 一般PCB的规划要害与精华
3) PowerPC、ARM、MIPS、单片机的PCB规划精华
4) Intel公司PC主板的PCB规划精华
5) PC主板、工控机主板、电信设备用主板的PCB规划经历精华
6) 国内闻名通讯公司PCB规划规范与作业流程
7) PCB规划中出产、加工工艺的相关要求
8) 高速PCB规划中的传输线问题
9) 电信与数据通讯范畴干流CPU(PowerPC系列)的PCB规划经历与精华
10) 电信与数据通讯范畴通用物理层接口(百兆、千兆以太网，ATM等)的PCB规划经历与精华
11) 网络处理器的PCB规划经历与精华
12) PCB步线的拓扑结构极端重要性
13) PCI步线的PCB规划经历与精华
14) SDRAM、DDR SDRAM(125/133MHz)的PCB规划经历与精华
15) 项目事例：中端路由器PCB规划
PCB规划中要留意的问题：
PCB规划中要做到目的清晰，关于重要的信号线要十分严厉的要求布线的长度和处理地环路，而关于低速和不重要的信号线就能够放在稍低的布线优先级上。重要的部分包含：电源的切割;内存的时钟线，操控线和数据线的长度要求;高速差分线的布线等等。
项目中运用内存芯片完结了1G巨细的DDR memory，针对这个部分的布线是十分要害的，要考虑到操控线和地址线的拓扑散布，数据线和时钟线的长度不同操控等方面，在完结的进程中，依据芯片的数据手册和实践的作业频率能够得出详细的布线规矩要求，比方同一组内的数据线长度相差不能超过多少个mil，每个通路之间的长度相差不能超过多少个mil等等。当这些要求确认后就能够清晰要求PCB规划人员来完结了，假如规划中一切的重要布线要求都清晰了，能够转化成全体的布线束缚，运用CAD中的主动布线东西软件来完结PCB规划，这也是在高速PCB规划中的一个发展趋势。
四.硬件调试
目的：以详细的项目事例，教授硬件调试、测验经历与要害
1) 硬件调试等同于黑箱调试，怎么快速剖析、处理问题?
2) 许多调试经历的教授;
3) 怎么加快硬件调试进程;
4) 怎么敏捷处理硬件调试问题;
5) DATACOM终端设备的CE测验要求。
当预备调试一块板的时分，一定要先细心的做好目视查看，查看在焊接的进程中是否有可见的短路和管脚搭锡等毛病，查看是否有元器材类型放置过错，榜首脚放置过错，漏安装等问题，然后用万用表丈量各个电源到地的电阻，以查看是否有短路，这个好习惯能够防止轻率上电后损坏单板。调试的进程中要有平缓的心态，遇见问题是十分正常的，要做的便是多做比较和剖析，逐渐的扫除或许的原因，要深信“凡事都是有办法处理的”和“问题呈现一定有它的原因”，这样终究一定能调试成功。
五.软硬件联合调试
1) 怎么判别是软件的错?
2) 怎么与软件进行联合调试?
3) 许多的联合调试经历的教授。
总结：
现在从技能的视点来说，每个规划终究都能够做出来，可是一个项目的成功与否，不仅仅取决于技能上的完结，还与完结的时刻，产品的质量，团队的协作密切相关，所以杰出的团队协作，通明坦白的项目交流，精密缜密的研制安排，富余的物料和人员安排，这样才干保证一个项目的成功。
一个好的硬件工程师实践上便是一个项目司理，他/她需求从外界交流获取对自己规划的需求，然后汇总，剖析成详细的硬件完结。还要跟许多的芯片和方案供货商联络，从中挑选出适宜的方案，当原理图完结后，他/她要安排搭档来进行协作评定和查看，还要和CAD工程师一同作业来完结PCB的规划。与此同时，还要预备好BOM清单，开端收购和预备物料，联络加工厂家完结板的贴装。在调试的进程中他/她要安排好软件工程师来一同攻关调试，协作测验工程师一同处理测验中发现的问题，比及产品推出到现场，假如呈现问题，还需求做到及时的支撑。所以做一个硬件规划人员要训练出杰出的交流才干，面临压力的调理才干，同一时刻处理多个事务的协谐和决断才干和杰出平缓的心态等等。
才干要求
还有细心和细心，由于硬件规划上的一个小忽略往往就会形成十分大的经济丢失，比方曾经碰到一块板在PCB规划齐备出制作文件的时分误操作形成了电源层和地层连在了一同，PCB板制作结束后又没有查看直接上出产线贴装，到测验的时分才发现短路问题，可是元器材现已都焊接到板上了，成果形成了几十万的丢失。所以细心和细心的查看，负责任的测验，不懈的学习和堆集，才干使得一个硬件规划人员继续不断的前进，然后术业有所小成。
工程开发一个重要特色便是“踩在前人的脚印”，便是经过曩昔几十上百年的工程实践，关于各种状况有了许多经历数据和经历办法，比方关于PCB layout来说，底子上每个公司都有自己的design guidelines/check list，这便是公司在曩昔许多项目中总结出来的，每一条能够说都付出了“血”的价值，这是关于板级规划来说了;关于中心芯片和器材，就更是如此了，芯片 或器材公司几十数百人历时数年搞出来的一款芯片和器材，又岂是你经过几百页datasheet能够完全了解的。
大多数状况下，知道首要接口，参数，功用和功用就足够了，特别是芯片/器材公司供给的design guidelines或许application notes，里边一般都是芯片/器材工程师的由衷之言，经历之谈，一般来说没有个十年二十年作业经历的工程师是写不了这些东西的。 看起来尽管很简略，看起来像是废话，可是细细剖析，结合电路定理和电磁规律，稍微剖析，就会发现几乎字字珠玑。刚结业的好学生(一般来说学习好，喜爱 啃难题，学习才干强，求知欲强)初干硬件规划，就会发现触及的常识点和技能要害太多了，假如这个常识点想要了解透彻，那个常识点也要了解透彻，会发现一天 24小时底子不够用，可是对不住，公司请你过来不是让你学习的，是要干硬件规划的，过一个月就要见原理图了，你还在这捧着OrCAD手册一个指令一个指令 学习OrCAD运用技巧，研讨为啥要有串行电阻呢，研讨这个电容是取0.1uF仍是0.01uF.。
有求知欲是功德，可是那是在作业之余，项目之余，谦虚向长辈学习，尽量运用各种design guidelines，赶快完结规划作业，记载自己的常识缺陷，在业余时刻尽力学习，了解透彻，经过规划验证/测验，加深关于常识点的了解，这才是正确的作业办法。
我在刚结业的时分欢喜的发现传输线理论太重要了，遂花了一个月把传输线理论尽力了一把，并推导了许多公式进行验证，其实总结起来便是几句话，阻抗匹 配，假如接纳端阻抗大于发送端，信号会怎么样;假如小于，信号会怎么样;假如开路，会怎么样;假如短路，会怎么样，这几条底子每本信号完整性的书上都会介 绍，也不会有很杂乱的数学公式推导，知道就行了，然后便是怎么平衡发射端的阻抗，串行电阻，PCB阻抗，匹配阻抗等等，都是简略的数学公式。
关于硬件规划的各种技能/规范/芯片/器材都要知道，需求的时分，能够信手拈来，功用功用，参数特性，长处缺陷。
1. 快速学习的才干：
一方面，通讯技能，规范，芯片更新的太快了，快到你底子来不及体系的了解它，只能经过特定的项目，需求进行了解;另一方面关于公司来说，需求做的硬件 产品也是改变很快，客户需求T1， E1， PDH， SDH，Ethernet， VoIP， Switch， Router， 没有人是什么都懂的，都需求能够结合客户的需求，挑选的芯片方案进行详细了解，特别关于接口协议和电气特性。
2. 通讯协议和规范的了解：
通讯设备，望文生义，便是用来完结多种通讯协议(比方T1， E1， V.35，PDH， SDH/SONET， ATM， USB， VoIP， WiFi， Ethernet， TCP/IP，RS232等等常用协议)完结通讯的设备，各种电路，PCB板，电源都是为了通讯协议服务的。
通讯协议一般都是由芯片完结，要么是老练的 ASIC，要么是自己开发的FPGA/CPLD，芯片工程师或许FPGA工程师比硬件工程师跟接近通讯协议，他们需求关于通讯协议了解很透彻，完结各种逻 辑上的状态机以及满意协议规则的电气参数规范。依照OSI的七层模型，硬件工程师特别需求专心于一层物理层和二层数据链路层的协议规范，以 Ethernet间隔，物理层是由PHY/transceiver芯片完结，数据链路层是由MAC/switch 芯片完结，关于从事Ethernet相关开发的硬件工程师来说，需求关于PHY和Switch芯片了解透彻，从编码方法，电气参数，眼图规范，模板，信号 频率到帧格局，转发处理逻辑，VLAN等等。 关于传统PDH/SDH/SONET设备就更是如此，PDH/SDH/SONET是更硬件的设备，便是说首要协议都是经过ASIC完结的，软件的功用 首要是办理，装备，监督，告警，功用，关于硬件工程师来说，有必要要了解运用的相关协议和接口规范，特别关于电气规范，眼图模板，这样在规划验证的时分才干胸中有数。
3. 写文档的才干：
诚如软件规划相同，好的软件规划需求好的规划文档，清晰需求，完结什么功用，到达什么检验规范，跟着芯片集成度的添加，接口速率的前进，单板杂乱度的 前进，硬件规划也越来越杂乱以及对应热稳定性，可靠性，电磁兼容，环境维护的要求，现已不是经过小米加步木。仓的游击战能够处理了，每一个硬件项目都是一 场战役，都需求好好的规划，好好的剖析，这就需求好好做文档。
关于硬件工程师来说，最重要的文档有两个：一个是硬件规划规范(HDS ： hardware design specification)和硬件测验报告(一般叫EVT：Engineering Validation& Test report或许DVT： Design Validation & Test report)，关于HDS的要求是内容详实，清晰，主芯片的挑选/硬件初始化，CPU的挑选和初始化，接口芯片的挑选/初始化/办理，各芯片之间衔接关 系框图(Block Diagram)，DRAM类型/巨细/速度，FLASH类型/巨细/速度，片选，中止，GPIO的界说，复位逻辑和拓扑图，时钟/晶振挑选/拓 扑，RTC的运用，内存映射(Memory map)联系， I2C器材挑选/拓扑，接口器材/线序界说，LED的巨细/色彩/驱动，散热片，电扇，JTAG，电源拓扑/时序/电路等等。
关于DVT来说，要求很简略也很杂乱：板卡上有什么接口，芯片，首要器材，电路，就要测验什么，特别在板卡正常作业的状况下的电源/电压/纹波/时 序，事务接口的眼图/模板，内部数据总线的信号完整性和时序(如MII， RGMII， XAUI， PCIe，PCM bus， Telecom Bus， SERDES， UART等等)，CPU子体系(如时钟，复位，SDRAM/DDR，FLASH接口)。
好的硬件工程师不管是做的文档仍是报导都是令人一望而知，这个硬件体系需求用什么方案和电路，终究验证测验的成果怎么。内容详实，不遗失各种接口/电路;简略名了，不说废话;图文并茂，需求的时分一个时序图，一个示波器抓图就很能阐明问题了。
4. 外表/软件的运用才干：
外表包含电烙铁，万用表，示波器，逻辑剖析仪，误码仪，传输剖析仪，以太网测验仪Smartbits/IXIA，热量计，衰减器，光功率计，射频信号 强度计等等;软件包含Office(Outlook，Word， Excel， PowerPoint， Project， Visio)，PDF，常用原理图软件Pads或许OrCAD，常用PCB软件Pads或许Allegro，Allegro Viewer，电路仿真软件PSPICE，信号仿真软件HyperLynx等等。
不管外表仍是软件，在政治经济学里说都是出产东西，都是促进出产力前进的，作为硬件工程师来说，这些外表和软件便是手中的木。仓炮，硬件工程师很大一 部分才干的表现都在与外表和软件的运用上，特别关于原理图软件和示波器的运用，更是十分重要，原理图软件的运用是硬件规划的详细完结，经过一个个器材的摆 放，一个个NET的衔接，构成了是十分杂乱的硬件逻辑软件，是整个硬件规划的中心作业，任何一个原理图上的失误和过错形成的丢失都是巨大的，真是“如履薄 冰，战战兢兢”。
别的，原理图软件的运用还表现在原理图的漂亮上，好的规划，简略明了，注释清晰，不管是谁，顺着思路就能很快搞清楚规划目的，需求特别留意之处，欠好 的规划，东一个器材，西一个器材，没有逻辑，命名奇怪，难以了解，日后维护起来适当费事;示波器在一切测验外表之中，关于硬件工程师是最重要的，不管原理 图仍是PCB都是规划作业，可是任何规划都需求细心的验证测验，特别在信号方面，都需求许多的示波器作业，不会正确的运用示波器底子谈不上正确的验证，接 地有没有接好，测验点的挑选，触发的挑选，延时的挑选，起伏、时刻的挑选，都决议着测验的成果。假如过错的运用示波器必定带来过错的测验成果，这种状况 下，有或许本来是过错的规划被误认为是正确的，带来巨大的危险;本来是正确的规划被误认为是过错的，带来许多的时刻精力糟蹋。
5. 电路规划的才干：
跟着芯片集成度的前进，硬件规划好像变简略了。首先是逻辑衔接，其次考虑信号完整性需求的串行电阻挑选和并行电容挑选，电源滤波，退耦。不过关于好的 硬件工程师来说，简略的逻辑衔接(这个芯片的相同总线的输出接另一个芯片的输入，等等)，仅仅硬件规划的最底子技能，电路是芯片功用，通讯协议和各种软件 的载体，没有对电路的深化了解，底子谈不上对硬件规划的深化了解，特别关于芯片后边列的电气功用参数或许离散器材各种参数的了解，胡乱乱接，或许在 3.3V的总线上能够作业，可是现在作业电压现已降到1V了，什么概念，信号线上的噪声都现已大到能够使采样呈现误判了，跟着信号速率的前进和作业电压的 下降，数字信号现已越来越模仿化了，这就需求关于PCB的阻抗，容抗，感抗，离散器材(电阻，电容，电感，二极管，三极管，MOSFET，变压器 等)，ASIC的接口电气参数深化了解，这都需求对电路原理，模仿电路乃至电磁场理论深化学习，电路能够说是电磁场理论的子集，没有电磁场理论的了解，根 本谈不上关于电容，电感，串扰，电磁辐射的了解。
特别关于电源电路规划上，现在芯片电压多样化，电压越来越低，电流越来越大，运营商关于通讯设备功耗的严厉要求，散热要求，关于电源规划的应战越来越 大。能够说，关于一个硬件规划来说，40%的作业都是在于电源电路的原理图/PCB规划和后期测验验证，电源电路规划是硬件工程师电路才干的集中表现，各 种被迫器材、半导体器材、维护器材、DC/DC转化典型拓扑，都有许多参数，公式需求考虑到，计算到。
6.交流和大局操控的才干：
硬件工程师在一个硬件项目中，一般处于Team leader的效果，要对这个硬件项目全权负责，需求协调好PCB工程师，结构工程师，信号完整性工程师，电磁兼容工程师等各种资源，并与产品司理，项目 司理，软件工程师，出产工程师，收购工程师紧密协作，保证各个环节墨守成规，需求对整个项目方案了然于胸，各个子使命的发布时刻，关于或许呈现的技能难题 和危险的估量，操控。
