自学硬件难度有多大？ - 知乎 - 路飞 - 程序猿·D·安宇雨 DeepMind

自学硬件难度有多大？ - 知乎 - 路飞

安宇雨 - 随手采集
2023-08-22 18:04:45
随手采集
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【高清图更新】

能解决问题，就能被认可。

本人电子通信专业科班出身，有丰富硬件主板开发量产经验，累计出货近百万台，擅长高速数字电路设计（X86/FPGA/ARM等）。一些肺腑之言，希望给各位有所帮助。

游戏开始，你的目标是成为一名硬件工程师，用电烙铁和电路板一统江湖，游戏共有九关。

GO!

第一关：基础基础还是基础！

你要有一定的基础，模电，数电这些都得会一些。一般科班出身的专业有电信，通信，自动化等等。

你如果完全没这些基础，连电阻，电容都不认识，那就需要在这关待上很久啦。

模电数电不用太纠结，专业课的课本就行，虽然网上有各种牛人牛课，你上学时跟着老师一次性把这些学会就好。

推荐功法：

模电：模拟电子技术基础上交大郑益慧主讲

数电：数字电子技术基础（数字电路/数电）清华大学王红主讲

麻省理工-电路与电子学

第二关：知道硬件开发的基本职责、基本流程以及行情

硬件工程师需要和各种岗位交互，因此丰富的知识面、强大的协调能力必不可少。

硬件开发流程如下，也涵盖了硬件工程师的主要工作内容。

硬件工程师需具备的基本素质和技能总结如下

第一、由需求分析至总体方案、详细设计的设计创造能力；（初级的可能不具备）

第二、熟练运用设计工具，设计原理图、PCB(分工细则会制定规则，能review布局布线即可)；

第三、运用焊接设备、万用表、示波器、逻辑分析仪调测硬件的能力；

第四、掌握常用标准电路的设计能力，如π型滤波电路、高速信号传输线的匹配电路等；

第五、故障定位、解决问题的能力；

第六、文档报告的写作技能；

第七、接触供应商、获取技术支持的技能；

第八、沟通能力、责任心、上进心、良好的学习能力;较强的抗压能力和开放式思维。

了解下硬件工程师的行情

以深圳为例，不同年限的硬件工程师月薪范围如图，（某招聘软件大数据统计，不含年终）

研究生比上述数据要高一些。可按乘以1.4预估，大厂、风口行业工资更高，可能刚毕业30W起步

仅供参考，考虑到个人差异，请根据实际情况判断

第三关：熟悉基础的元器件原理、选型应用

选型选不好，迟早得干跑。不懂元器件的基本原理，参数选型，是无法正常开展硬件开发工作的。是最基础的部分。基础不牢地动山摇。

元器件的选型，是EE的一项重要技能，也是实力的体现

首先你要知道一些通用的选型规则

复用性

尽量复用以前验证过的项目物料，减少风险，同时不用管理额外零件，还可以处理库存。

成熟性

要是被广泛使用验证过的成熟方案，且生命周期良好，无EOL。最好有丰富参考设计资料。

适配性

在设计中，电气参数/环境参数满足设计需求，降额等，性能满足，空间无干涉。

替代性

价格成本，交付周期，无EOL，合适的供应商。成本很重要，料也得能买到

归一性

在出货量大的产品中，尽量减少物料种类，比如开头说的，1%的电阻不得不用，那么5%的替换成1%的，物料种类就减少一种，量就大了，能不能争取更优的价格呢？

然后你要知道各个元器件的基本原理、分类、参数、应用和选型

下面就是我整理的电阻电容的部分：

你要知道基本的器件原理

当然元器件有很多，参数也有很多，比如下面这个表

深挖参数，比如运放的参数，

【一张图概括】运放关键参数

第四关：能看懂芯片手册和原理图

1.看懂一份电路图

对于初学者，最重要的是先能看懂一份电路图，了解信号互联及大致工作原理，有了这部分认知，再动手实践才不会盲目。

一个新人如果能熟悉公司主流产品的原理图，功能框图，能会调试，将会是很可观的成长。可通过这种方法提高自己的工作能力。

系统框图是展示设计思路的一张图，复杂的系统必须有系统框图。

其包含以下几个方面:

整机接口：接口名称，数量，接口信号

芯片方案：CPU,各外设芯片。应绘制出各模块最小系统框图。

电源树：各级电源转换关系，电流流向及路径。

原理图的部分要结合系统框图和元器件的原理进行深挖学习。

2. 搞懂数据手册datasheet

什么是数据手册?datasheet就是电子元器件的数据手册，也叫规格书-SPEC。是硬件工程师最常查阅的文档之一。

数据手册就像是家里电器的说明书一样，他都有什么功能，该怎么用，严禁怎么用都说得很详细。

阅读datasheet，更应该是搜索，是带着目的去读。需求-位置-提取正确内容。

但如果你是一个还在学习的新手，倒不妨多走走弯路，多阅读阅读手册，也是有好处的

每家公司的datasheet都有严格的规范，及独特的风格，有时候还会穿插一些原理性的介绍，比如ADI公司的一些ADC/DAC器件资料里面，还会包含AD/DA转换的原理性讲解内容，Datasheet既可以是我们设计上的好帮手，也是学习的好资料。

数据手册有几个技巧

第一，尽量知道datasheet的内容的排布，大多数手册都是有目录的，可以从目录跳转，大大提高自己的搜索效率

第二，搜索，Ctrl+F,这里需要积累常用的英文名词，比如封装是PACKAGE,功耗是consumption。搜索单位也是非常有效的方法，比如温漂的PPM。这个是需要积累的，看多了，积累多了，就心中有数了，我整理的专业单词表分享给大家

第三，要注意一些note的标注，有可能有特殊的设计用法，这个要格外注意。

第四，选用最新的手册，避免漏掉一些勘误。

详细讲解视频可以看这一个：

如何阅读芯片数据手册 datasheet 【新手进】

第五关：不断建立完善的硬件知识体系

赛程过半，走到这很不容易，你懂了元器件的基础，能够自己去看原理图了。

硬件设计是一门很杂的学问。需要不断积累扩充，一专多能。因此接下来需要做一件很重要的事：建立知识体系，并且不断完善它。

我做一个事喜欢用思维导图，先归纳。

如下是一些思维导图，与大家分享

思维导图

第六关：原理图设计和PCB设计

如果说前面学的是内功，那这一关，是招式、是工具的使用，原理图和PCB设计都有对应的工具，教程也很多，且比较容易上手。遵循一定的规范去操作即可。

你如果用AD的话，我可以送你一套元器件库，提高效率。回复元件库

除了工具的使用我们还要知道原理图和PCB设计的一些规范和基础。

原理图方面：规范通常以checklist的表格形式存在，如下有些联发科，海思，路飞自己整理的等。可供学习，积累，迭代

PCB方面：

1.你首先要知道PCB的基本概念和PCB设计流程。

印制电路板，常用英文缩写PCB（Printed circuit board），是电子元件的支撑体，在这其中有金属导体作为连接电子元器件的线路。传统的电路板，采用印刷蚀刻阻剂的工法，做出电路的线路及图面，因此被称为印刷电路板或印刷线路板。由于电子产品不断微小化跟精细化，目前大多数的电路板都是采用贴附蚀刻阻剂（压膜或涂布），经过曝光显影后，再以蚀刻做出电路板。