一般硬件工程师工作时间

这个视频将分享我的硬件工程师经历，以及我对想成为硬件工程师朋友们的一些忠告和建议。

硬件是什么？硬件工程师是干嘛的？其实很多人都可能好奇这个问题，今天就借题主地方分享下我的看法。

1、什么是硬件。

狭义来说，一般我们所说的软件和硬件指的是电子领域的。

软件代码也是人编写的，我们所熟知的语言比如C、C++等都是通过编译器翻译成汇编语言，然后汇编语言通过汇编器翻译成二进制机器语言，机器语言操控门电路完成相应的动作。个人觉得，没有硬件，软件就没有存在的意义，硬件是一切的基础，这里可以看出硬件设计是多重要。

但软件和硬件又有明显的区分，至少工作内容区别很大。按照行业内描述硬件属于底层（一般称为底层硬件），软件称为上层（软件又分为：底层驱动、上层业务以及应用层等）。如果非要举个例子来说明软件和硬件， 那最好的例子就是人，硬件指人的躯体，而软件指人的思维。

2、什么是硬件设计

一般来说硬件设计指的是电路设计，这样说是没问题的，因为你所有的工作都是围绕电路设计，最终的目标也是产出一个优秀的电路，能够满足各种要求，经历各种考验。但实际上我们要求的是产品，而不是单板。

网上有一篇文章讲的挺好："硬件设计就是根据产品经理的需求PRS（Product Requirement Specification），在COGS（Cost of Goods Sale）的要求下，利用目前业界成熟的芯片方案或者技术，在规定时间内完成硬件产品，而且要符合以下要求：PRS功能（Function）、性能（perrformance）、电源设计（power Supply）、功耗（power Consumption）、散热（Thermal/Cooling）噪音（Noise）、信号完整性（Signal Integrity）、电磁辐射（EMC/EMI）、安规（Safet）、器件采购（Component Sourcing）、可靠性（Reliability）、可测试性（DFT: design for test）、可生产性（DFM：design for manufacture）

详细了解硬件设计开发的伙伴可以看这里，刚毕业的时候就是在这里学习硬件相关知识，对初学者来说收益很大，适合刚入职场的各位~~

硬件工程师必看

3、什么是硬件工程师

硬件工程师负责整个产品的硬件设计

硬件产品的研发团队可以如上图所示，在整个项目研发团队中，有两个人和所有人打交道，一个就是项目经理，另一个就是硬件工程师。硬件工程师需要和各种研发人员打交道 、协调工作，这也要求硬件工程师具有丰富的知识面和强大的协调能力。

硬件工程师的本职工作，如下图所示：

硬件工程师可以大致分为如下四个阶段：

o   初级硬件工程师

在别人的指导下完成阶段三、四的部分，这个是应届毕业生入职三个月基本可以达到。

o   普通的硬件工程师

独立完成阶段三、四的工作，一般工作1到2年即可。

o   资深的硬件工程师

主导完成阶段三、四的工作，参与完成阶段二总体设计的工作。

o   专家级硬件工程师

主导完成阶段一、二的工作。

作为一个硬件工程师，负责整个产品的研发过程。所以必须对每个时间段进行精确把握。项目都会有项目周期，虽然项目经理在把控时间，但具体的操作还是硬件工程师来搞。

4、硬件工程师需要的工作能力

硬件工程师的目标是产品零缺陷。

在这个过程中，需要设计电路、解BUG、部门沟通交流，各方面能力都需要提高。

关于硬件工程师基本素质与技术，在这里给出华为硬件工程师手册中的定位，如下图所示。

最后就是硬件工程师的自我修养：

沟通能力强、性格温和、谦虚谨慎 、认真仔细 、要有耐心 、不会就问  、有责任心、分清主次、乐善好学。

从上面可以看到硬件工程师不是我们认为的一个纯技术型岗位，更多的是还需要跨部门沟通，团队协作，所以说一个人的力量是有限的，一群人的力量是无限的，和不同的同行业交流可以学习更多的知识。

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觉得一个电子工程师/硬件工程师应该有下面的能力：1、模拟/数字电路的分析和设计。教科书上讲的都应该会，包括分离元件和运放的信号放大，滤波，波形产生，稳压电源，逻辑化简，基本触发器，基本计数器、寄存器，脉冲产生和整形，ADC、DAC，锁相环等。要能定性和定量的分析和设计电路的功能和性能，比如说稳定性、频率特性等。这些东西一般需要日积月累才能到见多识广，然后熟能生巧。2、计算机组成原理和结构。现在的电子设备基本上没有不用到计算机的，所以对计算机一定要了解最好是熟悉。要明白计算机是怎么工作的，软件在计算机内是怎么运行的（最好自己写一写程序），要熟悉常用计算机系统的外围电路和接口，并且要明白CPU和外围电路是怎么协调工作的等等。最好能熟悉MCS-51，写程序不是问题，重要的是思路，但一定要做出来。3、PCB。基本要求是4层板，要了解PCB对EMI、ESD的影响并想办法避免。PCB能做得既美观又没有问题是需要花时间来训练的。4、VHDL。在国外这是要求掌握基本技能，在国内也正在普及。主要是用来开发FPGA/CPLD器件和逻辑仿真，还有IC设计也常用VHDL作输入。就目前来说，如果对自己要求不是很高的话可以不掌握。如果时间和精力允许的话，可以学一学操作系统、数据结构等，当然首先必须掌握好C(C++)语言，以便将来可以做（软/硬件）系统方面的工作。但模电/数电基础一定要好，这是学习其他的基础。开始时一般从分析电路入手，要搞清楚一个电路的电流是怎么流的，电压是怎么产生的，电感、电容是怎么冲放电的等等。从简单到复杂，慢慢养成习惯，很多东西自然而然就明白了。电子硬件工程师要求掌握的东西第一部分：硬件知识一、 数字信号1、 TTL和带缓冲的TTL信号2、 RS232和定义3、 RS485/422（平衡信号）4、 干接点信号二、 模拟信号视频1、 非平衡信号2、 平衡信号三、 芯片1、 封装2、 74073、 74044、 74005、 74LS5736、 ULN20037、 74LS2448、 74LS2409、 74LS24510、 74LS138/23811、 CPLD(EPM7128)12、 116113、 max69114、 max485/7517615、 mc148916、 mc148817、 ICL232/max23218、 89C51四、 分立器件1、 封装2、 电阻：功耗和容值3、 电容1) 独石电容2) 瓷片电容3) 电解电容4、 电感5、 电源转换模块6、 接线端子7、 LED发光管8、 8字（共阳和共阴）9、 三极管2N555110、 蜂鸣器五、 单片机最小系统1、 单片机2、 看门狗和上电复位电路3、 晶振和瓷片电容六、 串行接口芯片1、 eeprom2、 串行I/O接口芯片3、 串行AD、DA4、 串行LED驱动、max7129七、 电源设计1、 开关电源：器件的选择2、 线性电源：1) 变压器2) 桥3) 电解电容3、 电源的保护1) 桥的保护2) 单二极管保护八、 维修1、 电源2、 看门狗3、 信号九、 设计思路1、 电源：电压和电流2、 接口：串口、开关量输入、开关量输出3、 开关量信号输出调理1) TTL―>继电器2) TTL―>继电器（反向逻辑）3) TTL―>固态继电器4) TTL―>LED（8字）5) 继电器―>继电器6) 继电器―>固态继电器4、 开关量信号输入调理1) 干接点―>光耦2) TTL―>光耦5、 CPU处理能力的考虑6、 成为产品的考虑：1) 电路板外形：大小尺寸、异形、连接器、空间体积2) 电路板模块化设计3) 成本分析4) 器件的冗余度1. 电阻的功耗2. 电容的耐压值等5) 机箱6) 电源的选择7) 模块化设计8) 成本核算1. 如何计算电路板的成本？2. 如何降低成本？选用功能满足价格便宜的器件十、 思考题1、 如何检测和指示RS422信号2、 如何检测和指示RS232信号3、 设计一个4位8字的显示板1) 电源：DC122) 接口：RS2323) 4位3”8字（连在一起）4) 亮度检测5) 二级调光4、 设计一个33位1”8字的显示板1) 电源：DC5V2) 接口：RS2323) 3排 11位8字，分4个、3个、4个3组，带行与行之间带间隔4) 单片机最小系统5) 译码逻辑6) 显示驱动和驱动器件5、 设计一个PCL725和MOXA C168P的接口板1) 电源：DC5V2) 接口：PCL725/MOXA 8个RS2321. PCL725，直立DB37，孔2. MOXA C168P，DB62弯3) 开关量输出信号调理：6个固态继电器和8个继电器，可以被任何一路信号控制和驱动，接口：固态继电器直立，继电器直立4) 开关量输入调理：干接点闭合为1或0可选，接口：直立5) RS232调理：1. LED指示2. 前4路RS232全信号，后4路只需要TX、RX、03. 无需光电隔离4. 接口形式：DB9（针）直立第二部分：软件知识一、 汇编语言二、 C51该部分可以从市场上买到的N种开发板上学到，至于第一部分，需要人来带吧。为什么要掌握这些知识？实际上，电子工程师就是将一堆器件搭在一起，注入思想（程序），完成原来的这些器件分离时无法完成的功能，做成一个成品。所需要的技能越高、功能越复杂成本越低、市场上对相应的东东的需求越大，就越成功。这就是电子工程师的自身的价值。从成本到产品售出，之间的差价就是企业的追求。作为企业的老板，是在市场上去寻找这样的应用；对电子工程师而言，是将老板提出的需求或者应用按照一定的构思原则（成本最低、可靠性最高、电路板最小、功能最强大等）在最短的时间内完成。最短的时间，跟电子工程师的熟练程度、工作效率和工作时间直接有关。这就是电子工程师的价值将电子产品抽象成一个硬件的模型，大约有以下组成：1) 输入2) 处理核心3) 输出输入基本上有以下的可能：1) 键盘2) 串行接口（RS232/485/can bus/以太网/USB）3) 开关量（TTL，电流环路，干接点）4) 模拟量（4~20ma、 0~10ma、0~5V（平衡和非平衡信号））输出基本上有以下组成：1) 串行接口（RS232/485/can bus/以太网/USB）2) 开关量（TTL、电流环路、干接点、功率驱动）3) 模拟量（4~20ma， 0~10ma，0~5V（平衡和非平衡信号））4) LED显示：发光管、八字5) 液晶显示器6) 蜂鸣器处理核心主要有：1) 8位单片机，主要就是51系列2) 32位arm单片机，主要有atmel和三星系列51系列单片机现在看来，只能做一些简单的应用，说白了，这个芯片也就是做单一的一件事情，做多了，不如使用arm来做；还可以在arm上加一个操作系统，程序既可靠又容易编写最近三星的arm受到追捧，价格便宜，以太网和USB的接口也有，周立功的开发系统也便宜，作为学习ARM的产品来说，应该是最好的；作为工业级的控制，是不是合适，在网友中有不同的看法和争议。本公司使用atmel ARM91系列开发的1个室外使的产品，在北京室外使用，没有任何的通风和加热的措施，从去年的5月份到现在，运行情况良好。已经有个成功应用的案例。但对于初学者来说，应该从51着手，一方面，51还是入门级的芯片，作为初学者练手还是比较好的，可以将以上的概念走一遍；很多特殊的单片机也是在51的核的基础上增加了一些I/O和A/D、D/A；也为今后学习更高一级的单片机和ARM打下基础再说了，哪个老板会将ARM级别的开发放在连51也没有学过的新手手中在51上面去做复杂的并行扩展是没有必要的，比如，扩展I/O口和A/D、D/A等等，可以直接买带有A/D、D/A的单片机；或者直接使用ARM，它的I/O口线口多。可以使用I2C接口的芯片，扩展I/O口和A/D、D/A，以及SPI接口扩展LED显示，例如MAX7219等芯片市面上一些比较古老的书籍中还有一些并行扩展的例子，如：RAM、EPROM、A/D、D/A等，我觉得已经没有必要去看了，知道历史上有这些一回事就行了这些知识，是所有产品都具备的要素。所以要学，再具体应用