2023年硬件工程师需要掌握必备知识.docx

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1、2023年硬件工程师需要掌握必备知识 第一篇：硬件工程师需要驾驭必备学问 作为一个硬件工程师，需要驾驭哪些理论学问呢？楼主以从事的通信行业主要是交换机、网关等为例，简洁笼统的总结了一下。主要是起抛砖引玉的作用，欢迎各位同行、专家绽开探讨。 1、分立器件的应用 主要包括电阻、电容、电感、磁珠、二极管、三极管、MOS管、变压器、光耦、继电器、连接器、RJ45、光模块1* 9、SFP、SFF、XFP等以及防护器件TVS管、压敏电阻、放电管、保险管、热敏电阻等 2、规律器件运用、硬件编程、语言、软件的运用、规律电平的应用以及匹配等； 3、电源的设计和应用； 主要包括DC/DC、LDO电源芯片设计的原理

2、，设计时各元器件的选型以及电源指标参数； 4、时序分析与设计 主要包括规律器件中时序分析与设计、存储器中时序分析与设计等； 5、复位和时钟的学问 主要包括复位电路的设计、晶体和晶振的原理、设计和起振问题分析、时钟的主要参数指标等； 6、存储器的应用 主要包括eeprom、flash、SDRAM、DDR23等学问原理、选型、电路设计以及调试等学问； 7、CPU最小系统学问 了解ARM、POWERPC、MIPS的CPU架构、主要是驾驭其最小系统的电路设计 8、总线的学问 包括各种高速总线-PCI、PCIE、USB还有一些交换之间总线SGMII、GMII、RGMII等，低速总线uart、I2C、SP

3、I、GPIO、Local Bus、JTAG等； 9、EMC、安规学问 包括各种测试、指标等，各种防护器件应用，问题解决的方法等 10、热设计、降额设计 11、PCB工艺、布局、可制造性、可测试性设计 12、交换学问 包括MAC、PHY的的芯片学问、工作原理、电路设计和调试以及各种交换接口，这里还可以包括软件的一些学问例如VLAN、生成树协议、广播、组播、端口聚合等交换机功能； 13、PoE供电学问 包括PoE原理、电路设计、测试、调试等学问14、1588和同步以太网 包括同步对时原理、电路设计、测试、调试等学问 15、PI、SI学问 16、测试学问、示波器运用等 其次篇：电子硬件工程师需要具备

4、的学问 电子硬件工程师要求驾驭的东西 第一部分：硬件学问 一、数字信号 1、TTL和带缓冲的TTL信号：规律门电路 2、RS232和定义：异步传输标准接口，通常以9个引脚(DB-9)或是25个引脚(DB-25)的型态出现，一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。 3、RS485/422平衡信号半双工/全双工 4、干接点信号：无源开关，具有闭合和断开的2种状态，2个接点之间没有极性，可以互换。各种开关如：限位开关、行程开关、脚踏开关、旋转开

5、关、温度开关、液位开关等； 各种按键； 各种传感器的输出，如：环境动力监控中的传感器、水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃裂开、振动、烟雾和凝聚传感器； 继电器、干簧管的输出。 湿接点信号：有源开关；具有有电和无电的2种状态；2个接点之间有极性，不能反接。 二、模拟信号视频 1、非平衡信号：非平稳信号是指分布参数或者分布律随时间发生转变的信号。现实世界中我们所遇到的信号大都是非平稳信号。平稳和非平稳都是针对随机信号说的，非平稳信号分析和处理的一般方法有时域分析、频域分析、时频联合分析。 2、平衡信号：信号在传输过程中，假如被干脆传送就是非平衡信号，假如把信号反相，然后同时传送反相的信号和原始信号，

6、就叫做平衡信号，平衡信号送入差动放大器，原信号和反相位信号相减，得到加强的原始信号，由于在传送中，两条线路受到的干扰差不多，在相减的过程中，减掉了一样的干扰信号，因此更加抗干扰。这种在平衡式信号线中抑制两极导线中所共同有的噪声的现象便称为共模抑制。所以平衡线路只需要在输入输出信号增加一个差动放大器就可以实现。 三、芯片 1、封装2、7407：TTL 集电极开路六正相高压驱动器。1入2出 3进4输出 5进6输出9进8输出 11进10输出 13进12输出。 3、7404：六组反向器。1入2出 3进4输出 5进6输出9进8输出 11进10输出 13进12输出。 4、7400：四组与门。1.2入3出，

7、4.5入6出，9.10入8出，12.13入11出。 5、74LS573：八位三状态输出D触发器。 6、ULN2023：高耐压、大电流达林顿陈设，由七个硅NPN 达林顿管组成。 7、74LS244：3态8位缓冲器，一般用作总线驱动器，没有锁存的功能。 8、74LS240：3态总线转换器，一般用于总线的电平匹配问题，为单向传送。 9、74LS245：3态总线转换器，一般用于总线的电平匹配问题，为双向传送。 10、74LS138：3线-8线译码器 74LS238：加法器 11、CPLD(EPM7128)12、116113、max69114、max485/7517615、mc148916、mc1488

8、17、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、电源的爱惜 1)桥的爱惜 2)单二极管爱惜 八、修理

9、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继电器反向规律 3)TTL固态继电器 4)TTLLED8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处理实力的考虑 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)本钱分析 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)本钱核算 1.如何计算电路板的本钱？ 2.如何降低

10、本钱？选用功能满意价格廉价的器件 十、思索题 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：DC12 2)接口：RS232 3)4位38字连在一起 4)亮度检测 5)二级调光 4、设计一个33位18字的显示板 1)电源：DC5V 2)接口：RS232 3)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)译码规律 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：DC5V 2)接口：PCL725/MOXA 8个RS232 1.PCL725，直立DB37，孔

11、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限制和驱动，接口：固态继电器5.08直立，继电器3.81直立 4)开关量输入调理：干接点闭合为1或0可选，接口：3.81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、0 3.无需光电隔离 4.接口形式：DB9针直立 其次部分：软件学问 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。 为什么要驾驭这些学问？ 事实上，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别时无法

12、完成的功能，做成一个成品。所需要的技能越高、功能越困难本钱越低、市场上对相应的东东的需求越大，就越胜利。这就是电子工程师的自身的价值。从本钱到产品售出，之间的差价就是企业的追求。作为企业的老板，是在市场上去找寻这样的应用；对电子工程师而言，是将老板提出的需求或者应用依据确定的构思原则本钱最低、牢靠性最高、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，跟电子工程师的娴熟程度、工作效率和工作时间干脆有关。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 bu

13、s/以太网/USB 3)开关量TTL，电流环路，干接点 4)模拟量420ma、010ma、05V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420ma，010ma，05V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系列单片机如今看来，只能做一些简洁的应用，说白了，这个芯片也就是做单一的一件事情，做多了，不如运用arm来做；还可以在arm上加

14、一个操作系统，程序既牢靠又简洁编写最近三星的arm受到追捧，价格廉价，以太网和USB的接口也有，周立功的开发系统也廉价，作为学习ARM的产品来说，应当是最好的；作为工业级的限制，是不是合适，在网友中有不同的看法和争议。本公司运用atmel ARM91系列开发的1个室外使的产品，在北京室外运用，没有任何的通风和加热的措施，从去年的5月份到如今，运行状况良好。已经有个胜利应用的案例。 但对于初学者来说，应当从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

15、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上面去做困难的并行扩展是没有必要的，比方，扩展I/O口和A/D、D/A等等，可以干脆买带有A/D、D/A的单片机；或者干脆运用ARM，它的I/O口线口多。可以运用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 这些学问，是全部产品都具备的要素。所以要学，再具体应用。 第三篇：成为结构工程师需要驾驭的一些学

16、问 成为一个的基本要求对于一个合格的结构工程师来说，确定还要具备从 整体和大局着眼，从小处入手的素养。也就是说我们的工作需要我们细致，也就是说无论做什么工作都要做到这一点。要有足够的信念和志气去面对和担当我们所要面临的一切。什么叫从整体和大局着眼呢? 1、三性统筹：牢靠性、适用性(先进性)、经济性加以统一的辩正考虑，以牢靠地满意工作性能为基准，反对不切实际的强调先进，反对不讲求经济效益。 2、四位一体：建筑、结构、水电、暖通要有机地协作，各得其所，发挥专长。 3、多方兼顾：勘察、设计、施工、管理、运用、维护、保养要全面地综合分析，贯穿到整个建筑物中去。 4、要把人的因素考虑进去，从施工过程和实

17、际运用中的各种不怜悯况都加以综合考虑，要为用户服务，为运用者着想。 5、要有上部结构和地基基础共同作用的概念分析。 6、上部结构要有空间整体的分析模型和计算简图。 7、要考虑建筑物所在位置和四周建筑物及环境不同而引起的转变，同一建筑物在不同的地区会有不同的受力状态和整体模型。 8、还有就是无论做什么工作都要做到细心，要有足够的信念。 9、多方面考虑施工过程和实际运用中的各种不怜悯况。 从小处入手，就是要正确处理好荷载的取值和分布状况，正确选择结构构件，正确处理连接锚固的构造要求，细致地解决局部的各种详图等等。 还要有分解的概念，不仅仅是分解成单个的具体结构构件，更重要的是接受温度缝、沉降缝、防

18、震缝分解成一个个规则的结构单元，满意合理结构的要求。 第四篇：硬件工程师必需驾驭的内容 硬件工程师必需驾驭的内容 一、基本点 1基本设计规范 2CPU基本学问、架构、性能及选型指导 3MOTOROLA公司的PowerPC系列基本学问、性能详解及选型指导 4网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)的基本学问、架构、性能及选型 5常用总线的基本学问、性能详解 6各种存储器的具体性能介绍、设计要点及选型 7Datacom、Telecom领域常用物理层接口芯片基本学问,性能、设计要点及选型 8常用器件选型要点与精华 9FPGA、CPLD、EPLD的具体性能介绍、设计要点及选型指导 10VHD

19、L和Verilog HDL介绍 11网络基础 12国内大型通信设备公司硬件探讨开发流程; 二最流行的EDA工具指导 娴熟驾驭并运用业界最新、最流行的专业设计工具 1Innoveda公司的ViewDraw,PowerPCB,Cam350 2CADENCE公司的OrCad, Allegro,Spectra 3Altera公司的Quartus II 4学习娴熟运用VIEWDRAW、ORCAD、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO、CAM350、Quartus II、ISE、FOUNDATION等工具; 5XILINX公司的FOUNDATION、ISE 三、具体流程： 一硬件总体设计 驾

20、驭硬件总体设计所必需具备的硬件设计阅历与设计思路 1产品需求分析 2开发可行性分析 3系统方案调研 4总体架构,CPU选型,总线类型 5数据通信与电信领域主流CPU：M68k系列,PowerPC860,PowerPC8240,8260体系结构,性能及对比; 6总体硬件结构设计及应留意的问题; 7通信接口类型选择 8任务分解 9最小系统设计; 10PCI总线学问与规范; 11如何在总体设计阶段避开出现致命性错误; 12如何合理地进行任务分解以到达事半功倍的效果? 13项目案例：中、低端路由器等 二硬件原理图设计技术 目的：通过具体的项目案例,具体进行原理图设计全部阅历,设计要点与精髓揭密。 1电

21、信与数据通信领域主流CPUM68k,PowerPC860,8240,8260等的原理设计阅历与精华; 2Intel公司PC主板的原理图设计精髓 3网络处理器的原理设计阅历与精华; 4总线结构原理设计阅历与精华; 5内存系统原理设计阅历与精华; 6数据通信与电信领域通用物理层接口的原理设计阅历与精华; 7电信与数据通信设备常用的WATCHDOG的原理设计阅历与精华; 8电信与数据通信设备系统带电插拔原理设计阅历与精华; 9晶振与时钟系统原理设计阅历与精华; 10PCI总线的原理图设计阅历与精华; 11项目案例：中、低端路由器等 三硬件PCB图设计 目的：通过具体的项目案例,进行PCB设计全部阅历

22、揭密,使你快速成长为优秀的硬件工程师 1高速CPU板PCB设计阅历与精华; 2一般PCB的设计要点与精华 3MOTOROLA公司的PowerPC系列的PCB设计精华 4Intel公司PC主板的PCB设计精华 5PC主板、工控机主板、电信设备用主板的PCB设计阅历精华; 6国内著名通信公司PCB设计规范与工作流程; 7PCB设计中生产、加工工艺的相关要求; 8高速PCB设计中的传输线问题; 9电信与数据通信领域主流CPUPowerPC系列的PCB设计阅历与精华; 10电信与数据通信领域通用物理层接口(百兆、千兆以太网,ATM等)的PCB设计阅历与精华; 11网络处理器的PCB设计阅历与精华; 1

23、2PCB步线的拓扑结构极其重要性; 13PCI步线的PCB设计阅历与精华; 14SDRAM、DDR SDRAM125/133MHz的PCB设计阅历与精华; 15项目案例：中端路由器PCB设计 第五篇：施工员需要驾驭哪些学问 施工员需要驾驭哪些学问 一、施工员岗位职责与职业道德 1施工员岗位职责 1学习、贯彻执行国家和建设行政管理部门颁发的建设法律、规范、规程、技术标准；熟识基本建设程序、施工程序和施工规律，并在实际工作中具体运用。 2熟识建设工程结构特征与关键部位，驾驭施工现场的四周环境、社会含拆迁等和经济技术条件；负责本工程的定位、放线、抄平、沉降观测记录等。 3熟识审查图纸及有关资料，参与

24、图纸会审；参与施工预算编制；编制月度施工作业支配及资源支配。 4严格执行工艺标准、验收和质量验评标准，以及各种专业技术操作规程，制订质量、平安等方面的措施，严格依据图纸、技术标准、施工组织设计进行施工，经常进行催促检查；参加质量检验评定；参加质量事故调查。 5做好施工任务的下达和技术交底工作，并进行施工中的指导、检查与验收。 6做好现场材料的验收签证和管理；做好隐藏工程验收和工程量签证。 7参加施工中的竣工验收工作；关心预决算员搞好工程决算。 8刚好精确地搜集并整理施工生产过程、技术活动、材料运用、劳力调配、资金周转、经济活动分析的原始记录、台账和统计报表，记好施工日记。 9绘制竣工图，组织单

25、位工程竣工质量预检，负责整理好全部技术档案。10参与竣工后的回访活动，对需返修、检修的项目，尽快组织人员落实。11完成项目经理交办的其他任务。2施工员职业道德 施工员是施工现场重要的工程技术人员，其自身素养对工程项目的质量、本钱、进度有很大影响。因此，要求施工员应具有良好的职业道德。 1酷爱施工员本职工作，爱岗敬业，工作认真，一丝不苟，团结合作。 2遵纪遵守法律，模范地遵守建设职业道德规范。 3维护国家的荣誉和利益。 4执行有关工程建设的法律、法规、标准、规程和制度。 5努力学习专业技术学问，不断提高业务实力和水平。 6认真负责地履行自己的义务和职责，保证工程质量。 3施工员工作程序 1施工程

26、序的一般原则 施工程序是指一个建设项目或单位工程在施工过程中应遵循的合理施工依次，即施工前有准备、施工过程有支配。一般原则为： A先红线外上下水、电、电信、煤气、热力、交通道路等后红线内。 B红线内工程，先全场包括场地平整、道路管线等后单项。一般要坚持先地下后地上、先主体后维护、先结构后装修、先土建后设备的原则。场内与场外、土建与安装。 二、建筑施工技术与组织 一土方工程 二地基与基础工程 三脚手架工程及垂直运输设施 四砌筑工程 五钢筋混凝土工程 六预应力混凝土工程 七钢结构工程 八预制装配工程 九防水工程 十装饰工程 十一季节性施工 十二施工测量 十三建筑施工组织 三、工程建设施工相关法律、法规 一建筑法的主要内容 二建设工程质量管理条例的主要内容 三工程建设技术标准 四建设工程平安生产的相关内容 五城市建筑垃圾与建筑施工噪声污染防治的管理规定 六工程建设施工相关法律法规案例