硬件工程師自我定位與發(fā)展方向，送給迷茫的你

　　本人也是硬件工程師，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，對電磁兼容和賣(mài)硬件設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，到目前為止設計過(guò)7、8塊單板。

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

　　一、硬件工程師的職責與定位

　　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。雖然各團隊的重要性是一致的，研發(fā)團隊在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的位置應該更加核心，研發(fā)人員可以轉去做市場(chǎng)、測試、供應鏈或者質(zhì)量管理等，但市場(chǎng)等崗位的人卻很難轉做研發(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)團隊中重要的一員，硬件產(chǎn)品的研發(fā)團隊大致組成如下圖所示：

　　一個(gè)硬件產(chǎn)品的項目團隊中，有兩個(gè)和所有人打交道的角色，一是項目經(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)調工作，這也要求硬件工程師具有豐富的知識面、強大的協(xié)調能力。

　　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

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

　　普通的硬件工程師

　　獨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

　　主導完成階段三和四的工作，參與完成階段二總體設計的工作

　　專(zhuān)家級硬件工作師

　　主導完成階段一和二的工作

　　這里，題主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在最基層畫(huà)原理圖、調板子。

　　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)理負責一條產(chǎn)品線(xiàn)工作、規劃及發(fā)展。硬件工程師由于工作涉及面比較廣，對產(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. 團隊管理者

　　管理者協(xié)調資源、管理員工的工作分配以及績(jì)效、設計完善流程等。

　　3. 技術(shù)專(zhuān)家或系統工程師

　　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)現的方案、思路以及技術(shù)發(fā)展的方向。

　　4. 創(chuàng )業(yè)

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

　　無(wú)論選擇什么方向，對我們這群目前畢業(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)習寫(xiě)代碼，而了解軟件或FPGA實(shí)現功能的方法、流程和思想。也就是從系統的角度思考產(chǎn)品是如何工作。研發(fā)的過(guò)程會(huì )經(jīng)常出現各種BUG，產(chǎn)品出現問(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)品的競爭力，目前國內硬件產(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)增加某項功能，突出自己產(chǎn)品的競爭力?進(jìn)而和研發(fā)團隊思考功能如何實(shí)現。

　　3.關(guān)注項目管理、質(zhì)量管理上的事情，硬件工程師不可避免要面對這些問(wèn)題，產(chǎn)線(xiàn)的問(wèn)題要找你，物料供應的事情要找你，產(chǎn)品返修要找你，現場(chǎng)維護要找你，這些都是提升的機會(huì )，問(wèn)題來(lái)了要用科學(xué)的方法做事情，多學(xué)習質(zhì)量管理，可靠性設計的知識。

　　注重學(xué)習，任何行業(yè)的人都要不停的學(xué)習

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

　　1.EMC與安規

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

　　CE認證測試項目最多，學(xué)習可以先關(guān)注CE的相關(guān)標準。不同行業(yè)的標準是不一樣的，汽車(chē)電子和信息技術(shù)設備的測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。設計分析就是關(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)在規模較大的公司也有專(zhuān)門(mén)的團隊。

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

　　3. 電源

　　電源部門(mén)在規模較大的公司也有專(zhuān)門(mén)的團隊，無(wú)論板級DCDC電源還是電源適配器都有專(zhuān)人完成設計、選型或測試工作，硬件工程師應用時(shí)標準電路拿來(lái)用即可。

　　關(guān)于電源大概就以下幾個(gè)方面。

　　DCDC有幾種基本拓撲?效率與什么有關(guān)?

　　LDO原理是什么?設計需要注意哪些參數?

　　POE協(xié)議是否熟悉?

　　4. 時(shí)鐘

　　晶體和晶振有什么區別?怎么設計?

　　時(shí)鐘信號有哪些關(guān)鍵參數?

　　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級應用，不是IC設計的大神，工作中很少用分立器件設計電路。

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

　　如三極管電平轉換電路怎么設計，為毛低溫就不工作了?

　　如MOS管雙向電平轉換怎么設計?要關(guān)注什么參數?

　　如MOS管的米勒效應，能不能定量的用公式分析?

　　6. 高速信號及信號完整性

　　建立時(shí)間與保持時(shí)間?

　　時(shí)鐘的抖動(dòng)分哪幾類(lèi)?

　　數據相關(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、預加重?

　　7. 低速信號

　　I2C、UART、SPI是什么?會(huì )不會(huì )通過(guò)示波器測量判斷通信數據對不對?

　　8. RAM 和ROM

　　NAND FLASH和NOR FLASH有什么區別?

　　DDR3 SDRAM原理是什么?CL、AL、RL、WL是什么?各種參數的會(huì )不會(huì )設置?

　　9. CPU、SOC、FPGA

　　X86、ARM、MIPS、POWERPC有什么區別?

　　FPGA設計需要注意什么?IC設計領(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，應用環(huán)境及解決方案也不一樣

　　如你是設計智能電視的

　　1、視頻相關(guān)知識?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，內容重要還是硬件重要?能不能優(yōu)化下3D?

　　如你是設計交換機的

　　1.802.3了解嘛?啥是MAC?啥是PHY?GMII接口如何設計?

　　2.交換機如何工作的?VLAN是啥?

　　3.客戶(hù)是啥?教育網(wǎng)還是運營(yíng)商?

　　如果你設計無(wú)線(xiàn)路由器的

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

　　2.天線(xiàn)如何設計的?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)習各個(gè)領(lǐng)域的知識，這是成長(cháng)的基石，不停地總結，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。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)通信的應用會(huì )越來(lái)越多。

　　1.網(wǎng)絡(luò )

　　也是交換機和路由器等應用與組網(wǎng)?，F在互聯(lián)網(wǎng)基于以太網(wǎng)，802.3標準規定了MAC和PHY規范。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等等應用會(huì )越來(lái)越多，之前國家發(fā)布的什么旅游規劃，有一條就是景區要實(shí)現免費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。

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