解讀優(yōu)秀的硬件工程師必備的能力

　　硬件工程師Hardware Engineer職位 要求熟悉計算機市場行情;制定計算機組裝計劃;能夠選購組裝需要的硬件設(shè)備，并能合理配置、安裝計算機和外圍設(shè)備;安裝和配置計算機軟件系統(tǒng);保養(yǎng)硬件和外圍設(shè)備;清晰描述出現(xiàn)的計算機軟硬件故障。下面就由yjbys小編來告訴大家硬件工程師必備的幾個能力。想了解更多相關(guān)資訊請持續(xù)關(guān)注我們應(yīng)屆畢業(yè)生培訓網(wǎng)。

　　1、充分了解各方的設(shè)計需求，確定合適的解決方案

　　啟動一個硬件開發(fā)項目，原始的推動力會來自于很多方面，比如市場的需要，基于整個系統(tǒng)架構(gòu)的需要，應(yīng)用軟件部門的功能實現(xiàn)需要，提高系統(tǒng)某方面 能力的需要等等，所以作為一個硬件系統(tǒng)的設(shè)計者，要主動的去了解各個方面的需求，并且綜合起來，提出最合適的硬件解決方案。

　　比如A項目的原始推動力來自于公司內(nèi)部的一個高層軟件小組，他們在實際當中發(fā)現(xiàn)原有的處理器板IP轉(zhuǎn)發(fā)能力不能滿足要求，從而對于系統(tǒng)的`配置和使用都會造成很大的不便，所以他們提出了對新硬件的需求。

　　根據(jù)這個目標，硬件方案中就針對性的選用了兩個高性能網(wǎng)絡(luò)處理器，然后還需要深入的和軟件設(shè)計者交流，以確定內(nèi)存大小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對外接口和調(diào)試接口的數(shù)量及類型等等細節(jié)，比如軟件人員喜歡將控制信令通路和數(shù)據(jù)通路完全分開來，這樣在確定內(nèi)部數(shù)據(jù)走向的時候要慎重考慮。

　　項目開始之初是需要召開很多的討論會議的，應(yīng)該盡量邀請所有相關(guān)部門來參與，好處有三個：

　　第一可以充分了解大家的需要，以免在系統(tǒng)設(shè)計上遺漏重要的功能。

　　第二是可以讓各個部門了解這個項目的情況，提早做好時間和人員上協(xié)作的準備。

　　第三是從感情方面講，在設(shè)計之初各個部門就參與了進來，這個項目就變成了大家共同的一個心血結(jié)晶，會得到大家的呵護和良好合作，對完成工作是很有幫助的。

　　2、原理圖設(shè)計中要注意的問題

　　原理圖設(shè)計中要有“拿來主義”，現(xiàn)在的芯片廠家一般都可以提供參考設(shè)計的原理圖，所以要盡量的借助這些資源，在充分理解參考設(shè)計的基礎(chǔ)上，做一些自己的發(fā)揮。當主要的芯片選定以后，最關(guān)鍵的外圍設(shè)計包括了電源，時鐘和芯片間的互連。

　　電源是保證硬件系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，設(shè)計中要詳細的分析：系統(tǒng)能夠提供的電源輸入;單板需要產(chǎn)生的電源輸出;各個電源需要提供的電流大小;

　　電源電路效率;各個電源能夠允許的波動范圍;整個電源系統(tǒng)需要的上電順序等等。

　　比如A項目中的網(wǎng)絡(luò)處理器需要1.25V作為核心電壓，要求精度在+5%-

　　-3%之間，電流需要12A左右，根據(jù)這些要求，設(shè)計中采用5V的電源輸入，利用Linear的開關(guān)電源控制器和IR的MOSFET搭建了合適的電源供應(yīng)電路，精度要求決定了輸出電容的ESR選擇，并且為防止電流過大造成的電壓跌落，加入了遠端反饋的功能。

　　時鐘電路的實現(xiàn)要考慮到目標電路的抖動等要求，A項目中用到了GE的.PHY器件，剛開始的時候使用一個內(nèi)部帶鎖相環(huán)的零延時時鐘分配芯片提供 100MHz時鐘，結(jié)果GE鏈路上出現(xiàn)了丟包，后來換成簡單的時鐘Buffer器件就解決了丟包問題，分析起來就是內(nèi)部的鎖相環(huán)引入了抖動。

　　芯片之間的互連要保證數(shù)據(jù)的無誤傳輸，在這方面，高速的差分信號線具有速率高，好布線，信號完整性好等特點，A項目中的多芯片間互連均采用了高速差分信號線，在調(diào)試和測試中沒有出現(xiàn)問題。

　　3、PCB設(shè)計中要注意的問題

　　PCB設(shè)計中要做到目的明確，對于重要的信號線要非常嚴格的要求布線的長度和處理地環(huán)路，而對于低速和不重要的信號線就可以放在稍低的布線優(yōu)先級上。

　　重要的部分包括：電源的分割;內(nèi)存的時鐘線，控制線和數(shù)據(jù)線的長度要求;高速差分線的布線等等。

　　A項目中使用內(nèi)存芯片實現(xiàn)了1G大小的DDR memory，針對這個部分的布線是非常關(guān)鍵的，要考慮到控制線和地址線的拓撲分布，數(shù)據(jù)線和時鐘線的長度差別控制等方面，在實現(xiàn)的過程中，根據(jù)芯片的.數(shù)據(jù)手冊和實際的工作頻率可以得出具體的布線規(guī)則要求，比如同一組內(nèi)的數(shù)據(jù)線長度相差不能超過多少個mil，每個通路之間的長度相差不能超過多少個mil等等。

　　當這些要求確定后就可以明確要求PCB設(shè)計人員來實現(xiàn)了，如果設(shè)計中所有的重要布線要求都明確了，可以轉(zhuǎn)換成整體的布線約束，利用CAD中的自動布線工具軟件來實現(xiàn)PCB設(shè)計，這也是在高速PCB設(shè)計中的一個發(fā)展趨勢。

　　4、 檢查和調(diào)試

　　當準備調(diào)試一塊板的時候，一定要先認真的做好目視檢查，檢查在焊接的過程中是否有可見的短路和管腳搭錫等故障，檢查是否有元器件型號放置錯誤，

　　第一腳放置錯誤，漏裝配等問題，然后用萬用表測量各個電源到地的電阻，以檢查是否有短路，這個好習慣可以避免貿(mào)然上電后損壞單板。調(diào)試的過程中要有平和的心態(tài)，遇見問題是非常正常的，要做的就是多做比較和分析，逐步的.排除可能的原因，要堅信“凡事都是有辦法解決的”和“問題出現(xiàn)一定有它的原因”，這樣最后一定能調(diào)試成功。

　　5、總結(jié)

　　現(xiàn)在從技術(shù)的角度來說，每個設(shè)計最終都可以做出來，但是一個項目的成功與否，不僅僅取決于技術(shù)上的實現(xiàn)，還與完成的時間，產(chǎn)品的質(zhì)量，團隊的配 合密切相關(guān)，所以良好的團隊協(xié)作，透明坦誠的項目溝通，精細周密的`研發(fā)安排，充裕的物料和人員安排，這樣才能保證一個項目的成功。

　　所以細心和認真的檢查，負責任的測試，不懈的學習和積累，才能使得一個硬件設(shè)計人員持續(xù)不斷的進步，而后術(shù)業(yè)有所小成。

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