三年數(shù)電五年模電，硬件工程師到底該如何發(fā)展？

本人是硬件工程師，目前畢業(yè)3年多，畢業(yè)一開(kāi)始崗位是EMC工程師，做了1年又10個(gè)月，對(duì)電磁兼容和賣(mài)硬件設(shè)備的公司有了一定的了解，覺(jué)得EMC工程師沒(méi)前途，于是跳槽去新公司做硬件工程師，到目前為止設(shè)計(jì)過(guò)7、8塊單板。

計(jì)算機(jī)硬件如PC、手機(jī)、攝像機(jī)、路由器、交換機(jī)、服務(wù)器等產(chǎn)品的基礎(chǔ)就是硬件單板，硬件工程師就是設(shè)計(jì)合格的單板。之前做EMC的時(shí)候，覺(jué)得硬件工程師無(wú)非就是參考設(shè)計(jì)那來(lái)一抄，原理圖連連線(xiàn)就好，后來(lái)發(fā)現(xiàn)不是。

一、硬件工程師的職責(zé)與定位

首先，介紹下一個(gè)硬件產(chǎn)品的研發(fā)流程，如下圖所示：

公司內(nèi)所有的崗位是同等重要的，有些公司可能沒(méi)有研發(fā)或者部分研發(fā)工作外包。雖然各團(tuán)隊(duì)的重要性是一致的，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的位置應(yīng)該更加核心，研發(fā)人員可以轉(zhuǎn)去做市場(chǎng)、測(cè)試、供應(yīng)鏈或者質(zhì)量管理等，但市場(chǎng)等崗位的人卻很難轉(zhuǎn)做研發(fā)。一來(lái)研發(fā)門(mén)檻較高，二來(lái)研發(fā)工作接觸面廣。

硬件工程師在研發(fā)團(tuán)隊(duì)中重要的一員，硬件產(chǎn)品的研發(fā)團(tuán)隊(duì)大致組成如下圖所示：

一個(gè)硬件產(chǎn)品的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中，有兩個(gè)和所有人打交道的角色，一是項(xiàng)目經(jīng)理，另外一個(gè)就是硬件工程師。硬件工程師需要和各種研發(fā)人員打交道，協(xié)調(diào)工作，這也要求硬件工程師具有豐富的知識(shí)面、強(qiáng)大的協(xié)調(diào)能力。

硬件工程工程師的本職工作，如下圖所示：

硬件工程師可以大致分為如下四個(gè)階段：

• 初階的硬件工程師

在別人指導(dǎo)下完成階段三和四的一部分工作，應(yīng)屆畢業(yè)生入職3個(gè)月基本可以達(dá)到。

• 普通的硬件工程師

獨(dú)立完成階段三和四的工作，一般工作1到2年即可

• 資深的硬件工程師

主導(dǎo)完成階段三和四的工作，參與完成階段二總體設(shè)計(jì)的工作

• 專(zhuān)家級(jí)硬件工作師

主導(dǎo)完成階段一和二的工作

這里，你可以定位一下自己目前處于哪個(gè)階段。

二、硬件工程師的發(fā)展方向

不管什么崗位都想明白自己的職業(yè)發(fā)展方向，軟件工程師不想一輩子寫(xiě)代碼，硬件工程師也不想一輩子奮戰(zhàn)在最基層畫(huà)原理圖、調(diào)板子。

就我理解，硬件工程師的發(fā)展方向大概有以下幾種：

1.產(chǎn)品經(jīng)理

產(chǎn)品經(jīng)理負(fù)責(zé)一條產(chǎn)品線(xiàn)工作、規(guī)劃及發(fā)展。硬件工程師由于工作涉及面比較廣，對(duì)產(chǎn)品整個(gè)流程的工作及問(wèn)題都涉及到，適合向產(chǎn)品經(jīng)理發(fā)展。

2.團(tuán)隊(duì)管理者

管理者協(xié)調(diào)資源、管理員工的工作分配以及績(jī)效、設(shè)計(jì)完善流程等。

3.技術(shù)專(zhuān)家或系統(tǒng)工程師

專(zhuān)家提供的是什么?不是源代碼、不是原理圖，而是產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的方案、思路以及技術(shù)發(fā)展的方向。

4.創(chuàng)業(yè)

雖然國(guó)家鼓勵(lì)這樣做，但創(chuàng)業(yè)是困難的，如果創(chuàng)業(yè)賣(mài)硬件，就更難了。做好準(zhǔn)備，也是一個(gè)選擇。

無(wú)論選擇什么方向，對(duì)我們這群目前畢業(yè)幾年還在底層的硬件工程師來(lái)說(shuō)最需要做的就是積累，明白自己的路需要什么。

三、硬件工程師所需關(guān)注的事情

關(guān)注本職工作以外的事情

1.技術(shù)上，關(guān)注軟件或者FPGA工程師的工作。這不是讓我們學(xué)習(xí)寫(xiě)代碼，而了解軟件或FPGA實(shí)現(xiàn)功能的方法、流程和思想。也就是從系統(tǒng)的角度思考產(chǎn)品是如何工作。研發(fā)的過(guò)程會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)各種BUG，產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題，研發(fā)的每個(gè)人都有份，不能說(shuō)這個(gè)問(wèn)題是軟件BUG，我就不管了。和軟件或FPGA工程師之間都討論或者爭(zhēng)論有利于提高效率，打開(kāi)思路。

2.關(guān)注市場(chǎng)，也就是提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，目前國(guó)內(nèi)硬件產(chǎn)品貌似不停走向低成本，cost down是公司永恒的主題，越來(lái)越多的產(chǎn)品被做爛了。換一個(gè)角度思考，市場(chǎng)上那么多同質(zhì)的產(chǎn)品，有沒(méi)有不完善的地方?可不可以通過(guò)增加某項(xiàng)功能，突出自己產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力?進(jìn)而和研發(fā)團(tuán)隊(duì)思考功能如何實(shí)現(xiàn)。

3.關(guān)注項(xiàng)目管理、質(zhì)量管理上的事情，硬件工程師不可避免要面對(duì)這些問(wèn)題，產(chǎn)線(xiàn)的問(wèn)題要找你，物料供應(yīng)的事情要找你，產(chǎn)品返修要找你，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)要找你，這些都是提升的機(jī)會(huì)，問(wèn)題來(lái)了要用科學(xué)的方法做事情，多學(xué)習(xí)質(zhì)量管理，可靠性設(shè)計(jì)的知識(shí)。

注重學(xué)習(xí)，任何行業(yè)的人都要不停的學(xué)習(xí)

個(gè)人覺(jué)得硬件工程師需要知識(shí)儲(chǔ)備比較多，電子信息領(lǐng)域的技術(shù)和知識(shí)本來(lái)就很多，人需要不斷的學(xué)習(xí)。我大概列舉一些，是自己工作以來(lái)學(xué)習(xí)的方向，當(dāng)然工作中會(huì)不到遇到各種更新更深入的問(wèn)題需要學(xué)習(xí)。

1.EMC與安規(guī)

EMC與安規(guī)在規(guī)模較大的公司都有專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)，但小公司只能硬件工程師親手來(lái)。

CE認(rèn)證測(cè)試項(xiàng)目最多，學(xué)習(xí)可以先關(guān)注CE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。不同行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，汽車(chē)電子和信息技術(shù)設(shè)備的測(cè)試方法和要求都不一樣。

EMC理論個(gè)人覺(jué)得已經(jīng)發(fā)展的比較形象(不像電磁場(chǎng)那么理論抽象)，精髓就是EMC三要素，干擾源、敏感源和耦合路徑。設(shè)計(jì)分析就是關(guān)注共模電路的回流路徑或者泄放路徑

2.RF與天線(xiàn)

同樣的RF與天線(xiàn)在規(guī)模較大的公司也有專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)。

行業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，硬件工程師的RF和天線(xiàn)設(shè)計(jì)工作基本就是選型了。因此，需要明白一些基本的參數(shù)如增益、P1dB、IP2、IP3、天線(xiàn)的方向性等等。

3.電源

電源部門(mén)在規(guī)模較大的公司也有專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)，無(wú)論板級(jí)DCDC電源還是電源適配器都有專(zhuān)人完成設(shè)計(jì)、選型或測(cè)試工作，硬件工程師應(yīng)用時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電路拿來(lái)用即可。

關(guān)于電源大概就以下幾個(gè)方面。

DCDC有幾種基本拓?fù)?效率與什么有關(guān)?

LDO原理是什么?設(shè)計(jì)需要注意哪些參數(shù)?

POE協(xié)議是否熟悉?

4.時(shí)鐘

晶體和晶振有什么區(qū)別?怎么設(shè)計(jì)?

時(shí)鐘信號(hào)有哪些關(guān)鍵參數(shù)?

PLL的原理是什么?環(huán)路帶寬是什么意思?PLL失鎖的可能有哪些?

時(shí)鐘芯片如何選型?

5.小模擬電路和小邏輯電路

硬件工程師的工作是系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用，不是IC設(shè)計(jì)的大神，工作中很少用分立器件設(shè)計(jì)電路。

二極管、三極管、MOS管和運(yùn)放的特性要熟悉會(huì)分析，簡(jiǎn)單的電路要設(shè)計(jì)。

如三極管電平轉(zhuǎn)換電路怎么設(shè)計(jì)，為毛低溫就不工作了?

如MOS管雙向電平轉(zhuǎn)換怎么設(shè)計(jì)?要關(guān)注什么參數(shù)?

如MOS管的米勒效應(yīng)，能不能定量的用公式分析?

6.高速信號(hào)及信號(hào)完整性

建立時(shí)間與保持時(shí)間?

時(shí)鐘的抖動(dòng)分哪幾類(lèi)?

數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)是什么?

CDR是什么?

抖動(dòng)與誤碼率的關(guān)系是什么?

EQ、去加重、預(yù)加重?

7.低速信號(hào)

I2C、UART、SPI是什么?會(huì)不會(huì)通過(guò)示波器測(cè)量判斷通信數(shù)據(jù)對(duì)不對(duì)?

8.RAM 和ROM

NAND FLASH和NOR FLASH有什么區(qū)別?

DDR3 SDRAM原理是什么?CL、AL、RL、WL是什么?各種參數(shù)的會(huì)不會(huì)設(shè)置?

9.CPU、SOC、FPGA

X86、ARM、MIPS、POWERPC有什么區(qū)別?

FPGA設(shè)計(jì)需要注意什么?IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域了解嘛?

關(guān)注自己的行業(yè)

不同行業(yè)的技術(shù)是不一樣的，應(yīng)用環(huán)境及解決方案也不一樣

如你是設(shè)計(jì)智能電視的

1、視頻相關(guān)知識(shí)?BT1120是啥?H.264是啥?YUV是啥?4：2：2是啥?什么是HDMI?具體協(xié)議是啥?

2、思考下產(chǎn)品，內(nèi)容重要還是硬件重要?能不能優(yōu)化下3D?

如你是設(shè)計(jì)交換機(jī)的

1.802.3了解嘛?啥是MAC?啥是PHY?GMII接口如何設(shè)計(jì)?

2.交換機(jī)如何工作的?VLAN是啥?

3.客戶(hù)是啥?教育網(wǎng)還是運(yùn)營(yíng)商?

如果你設(shè)計(jì)無(wú)線(xiàn)路由器的

1.802.11 a/b/g/n/ac的區(qū)別?TCP/IP協(xié)議是啥?ARP是啥?路由的工作原理?

2.天線(xiàn)如何設(shè)計(jì)的?增益、方向圖是什么?各種PA、LNA如何選型?

3.客戶(hù)是啥，需求如何?150塊賣(mài)給普通人，還是1000塊賣(mài)給企業(yè)級(jí)用戶(hù)?

以上都是我思考的一些點(diǎn)，水平有限，也不夠深入。

四、最后幾點(diǎn)

硬件工程師最大的優(yōu)勢(shì)就是在研發(fā)工作中可以涉及到各種各樣的問(wèn)題、學(xué)習(xí)各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，這是成長(zhǎng)的基石，不停地總結(jié)，可以從整個(gè)產(chǎn)品的角度思考問(wèn)題。有人說(shuō)什么都懂得一點(diǎn)的人注定只是普通的硬件工程師，但我們必須都要懂一點(diǎn)，這是硬件工程師的基礎(chǔ)。但我們還需要在自己的領(lǐng)域成為專(zhuān)家，因此需要在技術(shù)上對(duì)一個(gè)行業(yè)非常的了解。

個(gè)人覺(jué)得有兩個(gè)領(lǐng)域值得去深入研究，以后是物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)通信的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。

1.網(wǎng)絡(luò)

也是交換機(jī)和路由器等應(yīng)用與組網(wǎng)?，F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)基于以太網(wǎng)，802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了MAC和PHY規(guī)范。上層協(xié)議如TCP/IP、UDP、ARP、環(huán)網(wǎng)等等，總之網(wǎng)絡(luò)的水很深，值得一探。

2.無(wú)線(xiàn)通信

如移動(dòng)通訊、WIFI、sub 1GHz等等應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多，之前國(guó)家發(fā)布的什么旅游規(guī)劃，有一條就是景區(qū)要實(shí)現(xiàn)免費(fèi)WIFI覆蓋。無(wú)線(xiàn)通信也基本是802.x協(xié)議族?；鶐Ш蚏F都可以深入學(xué)習(xí)。

我現(xiàn)在也很迷茫，不知道往那條路上走，但有一條是不變的那就是學(xué)習(xí)，硬件工程師需要保持好奇心，不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)。