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硬件工程师的“精”“细”“全”

2014年06月23日 视频监控 ⁄ 共 2531字 ⁄ 字号 暂无评论 ⁄ 阅读 3,440 次

目前对硬件工程师的要求越来越高,尤其对于公司不是太大,分工不是特别明确的情况下。根据我的个人经验,与大家分享一下个人认为硬件工程师应具备哪些良好的特质。

硬件工程师的“精”“细”“全”

一、硬件工程师的“精”

这里的“精”有精明、精致以及精确的含义。

现在从技术的角度来说,每个设计最终都可以做出来,但是一个项目的成功与否,不仅仅取决于技术上的实现,还与完成的时间、产品的质量、团队的配合密切相关,所以只有良好的团队协作、透明坦诚的项目沟通、精细周密的研发安排、充裕的物料和人员安排才能保证一个项目的成功。一个优秀的硬件工程师会充分利用手头的资源,能拷贝的尽量拷贝,能借鉴的经验都要去借鉴,能够跟厂家索取的都需要索取,迅速推出一个可用的产品。

当一个单板基本功能都实现之后,针对一些硬件指标,我们需要去做到“精”,去做到精里求精,发现的硬件问题,不论大小都不放过。有些问题虽然从功能上表面上看不到影响,但是在长期稳定性上来看却未必。在分析这些问题的过程中,除了将产品质量优化的更稳定之外,还可大大提高自己的分析问题解决问题的能力。举个简单例子,比如一个纹波问题:如何解决纹波较高,其中有选型问题,有布局问题,也有参数配置问题等,在解决的过程中,逐项的实验将会让硬件工程师更清楚降低纹波的原理和方法。

现在安防行业硬件的比拼,尤其是模组的比拼,从一开始的功能上的比拼到稳定性的比拼,现在已经发展到模组的外观比拼:在器件摆放是否整齐,布局是否美观精致等方面,都是后续硬件工程师需要注意的。

硬件工程师具备的“精”,还包括PCB阻抗控制的精确、PCB等长约束的精确以及结构尺寸的精确等。

二、硬件工程师的“细”

硬件开发工程师需要非常的细心和认真。因为硬件设计上的一个小疏忽往往就会造成非常大的经济损失,比如以前碰到一块板在PCB设计完备出制造文件的时候,操作失误造成了电源层和地层连在了一起,PCB板制造完毕后又没有检查,直接上生产线贴装,到测试的时候才发现短路问题,但是元器件已经都焊接到板上了,结果造成了几十万的损失。从起初的原理图设计,都需要每个网络逐个检查。一个网络错误就会导致设计出来的单板无法直接使用;PCB设计中,每个关键信号的网络也要逐个检查,否则一个信号的走线失败也可能导致整板的失败;BOM制作过程中,需要针对每个器件逐个检查,从器件的正确性、数量以及功能上等方面都要检查,一块单板由几十个、上百个乃至上千个器件组成,遗漏一个或者用错一个,单板运行都会受到影响,轻则影响稳定性而不被发现,重则导致单板无法运行。

硬件不像软件,硬件PCB一旦做出来就无法更改了,而软件可以立马通过修改代码进行升级来解决,将大事化小,小事化无,不会产生直接的经济损失。硬件工程师的某个小的疏忽,都有可能导致单板返工维修甚至报废,每次的影响都很大,会直接导致经济损失。硬件测试出来的严重问题,即使能查到原因也要进行改版,周期很长成本很高,不允许反复出现修改-测试-修改的流程;而软件测试出来的问题,软件开发工程师修改一下代码就可以测试,有问题再修改,只有人力投入,可以反复执行修改-测试-修改的流程。因此硬件工程师的工作一定要细心、谨慎和小心,否则你付出的辛苦将会成为泡影。

硬件工程师需要不断的积累经验, 将前人犯过的错误避免在自己身上再犯,将细心和认真贯穿于硬件工程师工作的方方面面,如果做到这些,你一定会成为一个优秀的硬件工程师。

三、硬件工程师的“全”

硬件工程师需要具备多方面的知识和技能,需要在各个方面都要有所研究,这个就需要“全”。

硬件工程师在原理图设计中,要了解单板方案的原理,了解模拟电路和数字电路知识,涉及各个方向的专业知识,有X86架构的CPU、ARM、FPGA/EPLD、DDR、网络、FC、PCIE、SATA、SAS、USB以及音视频等多方面的知识。

硬件工程师要对电源了解,知道电源的工作原理,了解如何解决电源相关的问题。硬件工程师需要会PCB LAYOUT,知道哪些信号需要注意,了解影响单板EMC的因素,知道如何布局布线来满足信号完整性的要求和保证产品的EMC性能,使单板既满足功能稳定性又满足EMC性能。

硬件工程师在原理图设计阶段就需要多了解市场上的芯片使用,能够找到既能满足功能需求又能实现最佳性价比的芯片,在设计的时候就要考虑成本需要。硬件工程师需要负责单板BOM的整理,确保料单的正确性以及完整性,在PCB布局布线时需要考虑SMT的贴片以及波峰焊需要注意的事项,提高一次贴片成功率以及在测试阶段的效率问题,这些方面都需要硬件工程师了解生产相关的工艺类专业知识。

硬件工程师在硬件调试和维护阶段,需要具备定位解决问题的能力。这些问题有些是硬件问题,有些无法判断是硬件还是软件问题,这个时候需要硬件工程师了解一定于硬件相关的软件知识,能够深入的排查硬件还是软件问题,给软件工程师提供相应解决问题的思路。硬件工程师需要熟练使用一些测试仪器,便于测试、查找和验证问题,我们需要养成测量信号的习惯,在测量信号的过程中,会让你更清楚的理解硬件的工作原理和信号的要求,更快更有效的发现问题点。硬件工程师需要了解EMCI测试的方法步骤以及EMC原理,这样在出现EMC问题的时候,才知道从何处着手查找和解决。针对单板批量后存在部分硬件问题,有来料问题,也有硬件设计兼容性问题等等,硬件工程师也需要具备快速定位问题的能力。

综上所述,一个优秀的硬件工程师实际上就是一个项目经理,他/她需要从外界交流获取对自己设计的需求,然后汇总,分析成具体的硬件实现。还要跟众多的芯片和方案供应商联系,从中挑选出合适的方案,当原理图完成后,他/她要组织同事来进行配合评审和检查,还要和LAYOUT工程师一起或者自己独立来完成PCB的设计工作。与此同时,还要准备好BOM清单,开始采购和准备物料,联系加工厂家完成板的贴装,随时解决贴片加工过程中存在的问题。在调试的过程中他/她要组织好软件工程师来一起攻关调试,配合测试工程师一起解决测试中发现的问题,等到产品推出到现场,如果出现问题,还需要做到及时的支持。所以做一个硬件设计人员要锻炼出良好的沟通能力,面对压力的调节能力,同一时间处理多个事务的协调和决断能力以及良好平和的心态等等。


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