本人電子通信專業(yè)科班出身，有豐富硬件主板開發(fā)量產(chǎn)經(jīng)驗，累計出貨近百萬臺，年薪60W+，擅長高速數(shù)字電路設(shè)計（X86/FPGA/ARM等）。一些肺腑之言，希望給各位有所幫助。

游戲開始，你的目標是成為一名硬件工程師，用電烙鐵和電路板一統(tǒng)江湖，游戲共有九關(guān)。

GO!

第一關(guān)：基礎(chǔ)基礎(chǔ)還是基礎(chǔ)！

你要有一定的基礎(chǔ)，模電，數(shù)電這些都得會一些。一般科班出身的專業(yè)有電信，通信，自動化等等。

你如果完全沒這些基礎(chǔ)，連電阻，電容都不認識，那就需要在這關(guān)待上很久啦。

模電數(shù)電不用太糾結(jié)，專業(yè)課的課本就行，雖然網(wǎng)上有各種牛人牛課，你上學(xué)時跟著老師一次性把這些學(xué)會就好。

推薦功法：

模電：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 上交大 鄭益慧主講

數(shù)電：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字電路/數(shù)電） 清華大學(xué) 王紅主講

麻省理工-電路與電子學(xué)

第二關(guān)：知道硬件開發(fā)的基本職責、基本流程以及行情

硬件工程師需要和各種崗位交互，因此豐富的知識面、強大的協(xié)調(diào)能力必不可少。

硬件開發(fā)流程如下，也涵蓋了硬件工程師的主要工作內(nèi)容。

硬件工程師需具備的基本素質(zhì)和技能總結(jié)如下

第一、由需求分析至總體方案、詳細設(shè)計的設(shè)計創(chuàng)造能力；（初級的可能不具備）

第二、熟練運用設(shè)計工具，設(shè)計原理圖、PCB(分工細則會制定規(guī)則，能review布局布線即可)；

第三、運用焊接設(shè)備、萬用表、示波器、邏輯分析儀調(diào)測硬件的能力；

第四、掌握常用標準電路的設(shè)計能力，如π型濾波電路、高速信號傳輸線的匹配電路等；

第五、故障定位、解決問題的能力；

第六、文檔報告的寫作技能；

第七、接觸供應(yīng)商、獲取技術(shù)支持的技能；

第八、溝通能力、責任心、上進心、良好的學(xué)習能力;較強的抗壓能力和開放式思維。

了解下硬件工程師的行情吧

以深圳為例，不同年限的硬件工程師月薪范圍如圖，（某招聘軟件大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，不含年終）

研究生比上述數(shù)據(jù)要高一些?？砂闯艘?.4預(yù)估，大廠、風口行業(yè)工資更高，可能剛畢業(yè)30W起步

僅供參考，考慮到個人差異，請根據(jù)實際情況判斷

第三關(guān)：熟悉基礎(chǔ)的元器件原理、選型應(yīng)用

選型選不好，遲早得干跑。不懂元器件的基本原理，參數(shù)選型，是無法正常開展硬件開發(fā)工作的。是最基礎(chǔ)的部分?；A(chǔ)不牢地動山搖。

元器件的選型，是EE的一項重要技能，也是實力的體現(xiàn)

首先你要知道一些通用的選型規(guī)則

復(fù)用性

盡量復(fù)用以前驗證過的項目物料，減少風險，同時不用管理額外零件，還可以處理庫存。

成熟性

要是被廣泛使用驗證過的成熟方案，且生命周期良好，無EOL。最好有豐富參考設(shè)計資料。

適配性

在設(shè)計中，電氣參數(shù)/環(huán)境參數(shù)滿足設(shè)計需求，降額等，性能滿足，空間無干涉。

替代性

價格成本，交付周期，無EOL，合適的供應(yīng)商。成本很重要，料也得能買到

歸一性

在出貨量大的產(chǎn)品中，盡量減少物料種類，比如開頭說的，1%的電阻不得不用，那么5%的替換成1%的，物料種類就減少一種，量就大了，能不能爭取更優(yōu)的價格呢？

然后你要知道各個元器件的基本原理、分類、參數(shù)、應(yīng)用和選型

下面就是我整理的電阻電容電感的部分：

你要知道基本的器件原理

當然元器件有很多，參數(shù)也有很多，比如下面這個表

深挖參數(shù)，比如運放的參數(shù)，

第四關(guān)：能看懂芯片手冊和原理圖

1.看懂一份電路圖

對于初學(xué)者，最重要的是先能看懂一份電路圖，了解信號互聯(lián)及大致工作原理，有了這部分認知，再動手實踐才不會盲目。

一個新人如果能熟悉公司主流產(chǎn)品的原理圖，功能框圖，能會調(diào)試，將會是很可觀的成長?？赏ㄟ^這種方法提高自己的工作能力。

系統(tǒng)框圖是展示設(shè)計思路的一張圖，復(fù)雜的系統(tǒng)必須有系統(tǒng)框圖。

其包含以下幾個方面:

整機接口：接口名稱，數(shù)量，接口信號

芯片方案：CPU,各外設(shè)芯片。應(yīng)繪制出各模塊最小系統(tǒng)框圖。

電源樹：各級電源轉(zhuǎn)換關(guān)系，電流流向及路徑。

原理圖的部分要結(jié)合系統(tǒng)框圖和元器件的原理進行深挖學(xué)習。

2. 搞懂數(shù)據(jù)手冊datasheet

什么是數(shù)據(jù)手冊?datasheet就是電子元器件的數(shù)據(jù)手冊，也叫規(guī)格書-SPEC。是硬件工程師最常查閱的文檔之一。

數(shù)據(jù)手冊就像是家里電器的說明書一樣，他都有什么功能，該怎么用，嚴禁怎么用都說得很詳細。

閱讀datasheet，更應(yīng)該是搜索，是帶著目的去讀。需求-位置-提取正確內(nèi)容。

但如果你是一個還在學(xué)習的新手，倒不妨多走走彎路，多閱讀閱讀手冊，也是有好處的

每家公司的datasheet都有嚴格的規(guī)范，及獨特的風格，有時候還會穿插一些原理性的介紹，比如ADI公司的一些ADC/DAC器件資料里面，還會包含AD/DA轉(zhuǎn)換的原理性講解內(nèi)容，Datasheet既可以是我們設(shè)計上的好幫手，也是學(xué)習的好資料。

閱讀數(shù)據(jù)手冊有幾個技巧

第一，盡量知道datasheet的內(nèi)容的排布，大多數(shù)手冊都是有目錄的，可以從目錄跳轉(zhuǎn)，大大提高自己的搜索效率

第二，搜索，Ctrl+F,這里需要積累常用的英文名詞，比如封裝是PACKAGE,功耗是consumption。搜索單位也是非常有效的方法，比如溫漂的PPM。這個是需要積累的，看多了，積累多了，就心中有數(shù)了，我整理的專業(yè)單詞表分享給大家

第三，要注意一些note的標注，有可能有特殊的設(shè)計用法，這個要格外注意。

第四，選用最新的手冊，避免漏掉一些勘誤。

詳細講解視頻可以看這一個：

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg4OTU2NDczNw==&mid=2247491798&idx=1&sn=9e638375fdf00fd0fabec02f3a3c6942&chksm=cfeb5bf8f89cd2ee2b4ad8c4d98d1a42b476549e38761f933760b831dad38059b10bdaa30f7b&token=503830520&lang=zh_CN#rd

第五關(guān)：不斷建立完善的硬件知識體系

賽程過半，走到這很不容易，你懂了元器件的基礎(chǔ)，能夠自己去看原理圖了。

硬件設(shè)計是一門很雜的學(xué)問。需要不斷積累擴充，一專多能。因此接下來需要做一件很重要的事：建立知識體系，并且不斷完善它。

我做一個事喜歡用思維導(dǎo)圖，先歸納。

如下是一些思維導(dǎo)圖，與大家分享

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg4OTU2NDczNw==&mid=2247492305&idx=1&sn=bfc5b4ec38524b6e7ded607a939954a7&chksm=cfeb59fff89cd0e9a3a6ca97a476c72ad232e9fe0621f92b398759d4634ad234b7588c280c7b#rd

第六關(guān)：原理圖設(shè)計和PCB設(shè)計

如果說前面學(xué)的是內(nèi)功，那這一關(guān)，是招式、是工具的使用，原理圖和PCB設(shè)計都有對應(yīng)的工具，教程也很多，且比較容易上手。遵循一定的規(guī)范去操作即可。

你如果用AD的話，我可以送你一套元器件庫，提高效率。

除了工具的使用我們還要知道原理圖和PCB設(shè)計的一些規(guī)范和基礎(chǔ)。

原理圖方面：規(guī)范通常以checklist的表格形式存在，如下有些聯(lián)發(fā)科，海思，路飛自己整理的等?？晒W(xué)習，積累，迭代

PCB方面：

1.你首先要知道PCB的基本概念和PCB設(shè)計流程。

印制電路板，常用英文縮寫PCB（Printed circuit board），是 電子元件的支撐體，在這其中有金屬 導(dǎo)體作為連接電子元器件的線路。

傳統(tǒng)的電路板，采用印刷蝕刻阻劑的工法，做出電路的線路及圖面，因此被稱為印刷電路板或印刷線路板。 由于電子產(chǎn)品不斷微小化跟精細化，目前大多數(shù)的電路板都是采用貼附蝕刻阻劑（壓膜或涂布），經(jīng)過曝光顯影后，再以蝕刻做出電路板。

2.要知道疊層、阻抗的一些概念

3. 要知道一些PCB布局布線基礎(chǔ)及PCB評審方法。

你可以不會親自畫PCB，大公司有專業(yè)的Layout工程師，但你要知道設(shè)計規(guī)則。

PCB布局規(guī)則：

第一，滿足結(jié)構(gòu)DXF

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求將連接器放置在電路板邊緣并鎖定其位置，將主模塊放入板內(nèi)

散熱考量

第二，放置主要功能芯片，如微控制器、運算放大器、驅(qū)動器和電源芯片等。

電源的供電線路

以功能電路為單位放置，注意信號流向

優(yōu)先關(guān)照：關(guān)鍵IC,預(yù)估信號是否順暢走出、高速SI可提前評估

總的連線盡可能短，關(guān)鍵信號線最短；高電壓、大電流信號與小電流、低電壓的弱信號分開， 模擬信號與數(shù)字信號分開；高頻信號與低頻信號分開；高頻元器件的間隔要充分。

第三，然后將晶體、去耦電容等輔助元件靠近相關(guān)的主芯片放置

第四，放置所有無源元件，如串聯(lián)電阻、上拉電阻、ESD 二極管等。

第五，從裝配制造DFM的角度來看

PCB布線規(guī)則

第七關(guān)：仿真工具的使用

這個很多人覺得不是必須的，但根據(jù)我的學(xué)習經(jīng)驗來看，有時仿真能夠驗證我們的很多思路。還是有必要學(xué)習的。

常用的仿真軟件也就那幾個，multisim、labview、pspice、ADS、saber等，其中大多數(shù)是用spice仿真模型。

1.、multisim。這個軟件很適合仿真模擬電路，其實它本質(zhì)是spice仿真，只是界面做得簡單很多，適合初學(xué)者使用。

2.Pspice。這個軟件是cadence或者叫SPB開發(fā)套件中的一個軟件，一般是在capture中調(diào)出來的。使用capture就可以不用輸入spice的點命令，非常方便。其中，pspice的圖表要比multisim的要好看一些，比如，測幾個節(jié)點的電壓，在pspice一張圖就看得很清晰了。

3.ADS。這個ADS是指Agilent的Advanced.Design.System，而不是指ARM編譯器ADS1.2。ADS可是電路仿真的神器啊，功能非常強大，一般是仿真高頻、射頻、微波電路用的，當然，集總參數(shù)電路也照樣可以仿真，但是不太適合初學(xué)者。

第八關(guān)：測試+DEBUG
掌握實驗室儀器工具的使用

你需要掌握各種常用儀表的使用。

1.萬用表。一般用它來測電壓、電流和電阻。

2.示波器?，F(xiàn)在都用數(shù)字示波器，一個auto鍵，可以輕松搞定，而且還帶FFT的功能，可以使用頻域分析法，是硬件工程師必須掌握的神兵利器。

3.電源：直流穩(wěn)壓電源提供系統(tǒng)供電。

4.邏輯分析儀：有時分析I2C等總線時需要?？砷L時間采集，比示波器方便。

5.數(shù)字電橋，也叫LCR、LCZ測試儀。用它可以測電感值、電容值、電阻值、Q值、D值等，精度比一般的萬用表要高。

6.信號發(fā)生器，也叫函數(shù)信號發(fā)生器?？梢暂敵稣也ā⒎讲?、三角波、已調(diào)信號。

7.頻率計。用法比較簡單，不再多說了

8.矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，也叫網(wǎng)分儀。用于測量射頻電路的S參數(shù)矩陣，還可以顯示史密斯圓圖。

9.頻譜儀。也就看一下頻譜，也有示波器的功能。

我之前收集了一些群友的意見，3000塊RMB搭建了一個電子實驗室，大家可以參考。

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg4OTU2NDczNw==&mid=2247488815&idx=1&sn=5f6d2744357d961ed4416e0422498091&chksm=cfe8ae01f89f2717c792efc53ab02ab9cba107b04a8624630d42ada157bbd2695ee0cc6d2e66&token=503830520&lang=zh_CN#rd

調(diào)試及DEBUG基本遵循以下思路：但具體問題還需具體分析，DEBUG是一項非常提高能力的工作。

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg4OTU2NDczNw==&mid=2247491828&idx=1&sn=c22df385ba00b392c47ec9d4accea8b6&chksm=cfeb5bdaf89cd2cc6537904fcbebf594ef95c5f43001b2a1ef1aa379d0779ab0cdba2ab76b15&token=503830520&lang=zh_CN#rd

第九關(guān)：這關(guān)你可能過不去

硬件學(xué)無止境，一山還比一山高。

你可能還需要掌握常用的總線協(xié)議。比如RS232、RS485、SPI、IIC、CAN、LIN、USB、PCIE、TCP/IP等。

還需要懂信號完整性SI、電源完整性PI、EMC/EMI電磁兼容性和電磁干擾等。

信號完整性就是研究如何讓驅(qū)動芯片發(fā)出的信號經(jīng)過傳輸通道被接收芯片正確接收的學(xué)問。我們常說的高速信號到底怎么判斷？

EMC/EMI電磁兼容性和電磁干擾

這兩個名詞看起來有點高大上，其實就是不干擾別人和防止被別人干擾的問題。EMC/EMI的問題可以歸結(jié)為SI的問題，但是EMC有一套驗證的標準，所以還是起了不同的名字。

推薦《EMC電磁兼容設(shè)計與測試案例分析》－鄭軍奇。

總結(jié)：

寫了很多，你走到第幾關(guān)了？我是一路帶飛，一個硬件工程師，期待一起交流進步。

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg4OTU2NDczNw==&mid=2247492306&idx=1&sn=7b2c49da0f22ca55ae30803b89441412&chksm=cfeb59fcf89cd0eaccfca4621f17dc2dba5c24ac4ef0e2d4ee1d602aa4ea5702db2e6b41d11f#rd