第一篇：硬件工程師所具備的能力

硬件工程師必看---必殺技學(xué)習(xí)

硬件工程師必看---必殺技學(xué)習(xí)充分了解各方的設(shè)計(jì)需求，確定合適的解決方案

啟動(dòng)一個(gè)硬件開發(fā)項(xiàng)目，原始的推動(dòng)力會(huì)來自于很多方面，比如市場(chǎng)的需要，基于整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的需要，應(yīng)用軟件部門的功能實(shí)現(xiàn)需要，提高系統(tǒng)某方面能力的需要等等，所以作為一個(gè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，要主動(dòng)的去了解各個(gè)方面的需求，并且綜合起來，提出最合適的硬件解決方案。比如A項(xiàng)目的原始推動(dòng)力來自于公司內(nèi)部的一個(gè)高層軟件小組，他們?cè)趯?shí)際當(dāng)中發(fā)現(xiàn)原有的處理器板IP轉(zhuǎn)發(fā)能力不能滿足要求，從而對(duì)于系統(tǒng)的配置和使用都會(huì)造成很大的不便，所以他們提出了對(duì)新硬件的需求。根據(jù)這個(gè)目標(biāo)，硬件方案中就針對(duì)性的選用了兩個(gè)高性能網(wǎng)絡(luò)處理器，然后還需要深入的和軟件設(shè)計(jì)者交流，以確定內(nèi)存大小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)外接口和調(diào)試接口的數(shù)量及類型等等細(xì)節(jié)，比如軟件人員喜歡將控制信令通路和數(shù)據(jù)通路完全分開來，這樣在確定內(nèi)部數(shù)據(jù)走向的時(shí)候要慎重考慮。項(xiàng)目開始之初是需要召開很多的討論會(huì)議的，應(yīng)該盡量邀請(qǐng)所有相關(guān)部門來參與，好處有三個(gè)，第一可以充分了解大家的需要，以免在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上遺漏重要的功能，第二是可以讓各個(gè)部門了解這個(gè)項(xiàng)目的情況，提早做好時(shí)間和人員上協(xié)作的準(zhǔn)備，第三是從感情方面講，在設(shè)計(jì)之初各個(gè)部門就參與了進(jìn)來，這個(gè)項(xiàng)目就變成了大家共同的一個(gè)心血結(jié)晶，會(huì)得到大家的呵護(hù)和良好合作，對(duì)完成工作是

很有幫助的。原理圖設(shè)計(jì)中要注意的問題

原理圖設(shè)計(jì)中要有“拿來主義”，現(xiàn)在的芯片廠家一般都可以提供參考設(shè)計(jì)的原理圖，所以要盡量的借助這些資源，在充分理解參考設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，做一些自己的發(fā)揮。當(dāng)主要的芯片

選定以后，最關(guān)鍵的外圍設(shè)計(jì)包括了電源，時(shí)鐘和芯片間的互連。

電源是保證硬件系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)中要詳細(xì)的分析：系統(tǒng)能夠提供的電源輸入；單板需要產(chǎn)生的電源輸出；各個(gè)電源需要提供的電流大??；電源電路效率；各個(gè)電源能夠允許的波動(dòng)范圍；整個(gè)電源系統(tǒng)需要的上電順序等等。比如A項(xiàng)目中的網(wǎng)絡(luò)處理器需要1.25V作為核心電壓，要求精度在＋5%-－3%之間，電流需要12A左右，根據(jù)這些要求，設(shè)計(jì)中采用5V的電源輸入，利用Linear的開關(guān)電源控制器和IR的MOSFET搭建了合適的電源供應(yīng)電路，精度要求決定了輸出電容的ESR選擇，并且為防止電流過大造成的電壓跌落，加入了遠(yuǎn)

端反饋的功能。

時(shí)鐘電路的實(shí)現(xiàn)要考慮到目標(biāo)電路的抖動(dòng)等要求，A項(xiàng)目中用到了GE的PHY器件，剛開始的時(shí)候使用一個(gè)內(nèi)部帶鎖相環(huán)的零延時(shí)時(shí)鐘分配芯片提供100MHz時(shí)鐘，結(jié)果GE鏈路上出現(xiàn)了丟包，后來?yè)Q成簡(jiǎn)單的時(shí)鐘Buffer器件就解決了丟包問題，分析起來就是內(nèi)部的鎖相環(huán)

引入了抖動(dòng)。

芯片之間的互連要保證數(shù)據(jù)的無誤傳輸，在這方面，高速的差分信號(hào)線具有速率高，好布線，信號(hào)完整性好等特點(diǎn)，A項(xiàng)目中的多芯片間互連均采用了高速差分信號(hào)線，在調(diào)試和測(cè)試中

沒有出現(xiàn)問題。PCB設(shè)計(jì)中要注意的問題

PCB設(shè)計(jì)中要做到目的明確，對(duì)于重要的信號(hào)線要非常嚴(yán)格的要求布線的長(zhǎng)度和處理地環(huán)路，而對(duì)于低速和不重要的信號(hào)線就可以放在稍低的布線優(yōu)先級(jí)上。重要的部分包括：電源的分

割；內(nèi)存的時(shí)鐘線，控制線和數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度要求；高速差分線的布線等等。

A項(xiàng)目中使用內(nèi)存芯片實(shí)現(xiàn)了1G大小的DDR memory，針對(duì)這個(gè)部分的布線是非常關(guān)鍵的，要考慮到控制線和地址線的拓?fù)浞植迹瑪?shù)據(jù)線和時(shí)鐘線的長(zhǎng)度差別控制等方面，在實(shí)現(xiàn)的過程中，根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)和實(shí)際的工作頻率可以得出具體的布線規(guī)則要求，比如同一組內(nèi)的數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度相差不能超過多少個(gè)mil，每個(gè)通路之間的長(zhǎng)度相差不能超過多少個(gè)mil等等。當(dāng)這些要求確定后就可以明確要求PCB設(shè)計(jì)人員來實(shí)現(xiàn)了，如果設(shè)計(jì)中所有的重要布線要求都明確了，可以轉(zhuǎn)換成整體的布線約束，利用CAD中的自動(dòng)布線工具軟件來實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)，這也是在高速PCB設(shè)計(jì)中的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。檢查和調(diào)試

當(dāng)準(zhǔn)備調(diào)試一塊板的時(shí)候，一定要先認(rèn)真的做好目視檢查，檢查在焊接的過程中是否有可見的短路和管腳搭錫等故障，檢查是否有元器件型號(hào)放置錯(cuò)誤，第一腳放置錯(cuò)誤，漏裝配等問題，然后用萬用表測(cè)量各個(gè)電源到地的電阻，以檢查是否有短路，這個(gè)好習(xí)慣可以避免貿(mào)然上電后損壞單板。調(diào)試的過程中要有平和的心態(tài)，遇見問題是非常正常的，要做的就是多做比較和分析，逐步的排除可能的原因，要堅(jiān)信“凡事都是有辦法解決的”和“問題出現(xiàn)一定

有它的原因”，這樣最后一定能調(diào)試成功。一些總結(jié)的話

現(xiàn)在從技術(shù)的角度來說，每個(gè)設(shè)計(jì)最終都可以做出來，但是一個(gè)項(xiàng)目的成功與否，不僅僅取決于技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)，還與完成的時(shí)間，產(chǎn)品的質(zhì)量，團(tuán)隊(duì)的配合密切相關(guān)，所以良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，透明坦誠(chéng)的項(xiàng)目溝通，精細(xì)周密的研發(fā)安排，充裕的物料和人員安排，這樣才能保證

一個(gè)項(xiàng)目的成功。

一個(gè)好的硬件工程師實(shí)際上就是一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理，他/她需要從外界交流獲取對(duì)自己設(shè)計(jì)的需求，然后匯總，分析成具體的硬件實(shí)現(xiàn)。還要跟眾多的芯片和方案供應(yīng)商聯(lián)系，從中挑選出合適的方案，當(dāng)原理圖完成后，他/她要組織同事來進(jìn)行配合評(píng)審和檢查，還要和CAD工程師一起工作來完成PCB的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，還要準(zhǔn)備好BOM清單，開始采購(gòu)和準(zhǔn)備物料，聯(lián)

系加工廠家完成板的貼裝。在調(diào)試的過程中他/她要組織好軟件工程師來一起攻關(guān)調(diào)試，配合測(cè)試工程師一起解決測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的問題，等到產(chǎn)品推出到現(xiàn)場(chǎng)，如果出現(xiàn)問題，還需要做到及時(shí)的支持。所以做一個(gè)硬件設(shè)計(jì)人員要鍛煉出良好的溝通能力，面對(duì)壓力的調(diào)節(jié)能力，同一時(shí)間處理多個(gè)事務(wù)的協(xié)調(diào)和決斷能力和良好平和的心態(tài)等等。

還有細(xì)心和認(rèn)真，因?yàn)橛布O(shè)計(jì)上的一個(gè)小疏忽往往就會(huì)造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失，比如以前碰到一塊板在PCB設(shè)計(jì)完備出制造文件的時(shí)候誤操作造成了電源層和地層連在了一起，PCB板制造完畢后又沒有檢查直接上生產(chǎn)線貼裝，到測(cè)試的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)短路問題，但是元器件已經(jīng)都焊接到板上了，結(jié)果造成了幾十萬的損失。所以細(xì)心和認(rèn)真的檢查，負(fù)責(zé)任的測(cè)試，不懈的學(xué)習(xí)和積累，才能使得一個(gè)硬件設(shè)計(jì)人員持續(xù)不斷的進(jìn)步，而后術(shù)業(yè)有所小成。

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如何設(shè)計(jì)一個(gè)合適的電源

對(duì)于現(xiàn)在一個(gè)電子系統(tǒng)來說，電源部分的設(shè)計(jì)也越來越重要，我想通過和大家探討一些自己關(guān)于電源設(shè)計(jì)的心得，來個(gè)拋磚引玉，讓我們?cè)陔娫丛O(shè)計(jì)方面能夠都有所深入和長(zhǎng)進(jìn)。

Q1：如何來評(píng)估一個(gè)系統(tǒng)的電源需求

Answer：對(duì)于一個(gè)實(shí)際的電子系統(tǒng)，要認(rèn)真的分析它的電源需求。不僅僅是關(guān)心輸入電壓，輸出電壓和電流，還要仔細(xì)考慮總的功耗，電源實(shí)現(xiàn)的效率，電源部分對(duì)負(fù)載變化的瞬態(tài)響應(yīng)能力，關(guān)鍵器件對(duì)電源波動(dòng)的容忍范圍以及相應(yīng)的允許的電源紋波，還有散熱問題等等。功耗和效率是密切相關(guān)的，效率高了，在負(fù)載功耗相同的情況下總功耗就少，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的功率預(yù)算就非常有利了，對(duì)比LDO和開關(guān)電源，開關(guān)電源的效率要高一些。同時(shí)，評(píng)估效

率不僅僅是看在滿負(fù)載的時(shí)候電源電路的效率，還要關(guān)注輕負(fù)載的時(shí)候效率水平。至于負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)能力，對(duì)于一些高性能的CPU應(yīng)用就會(huì)有嚴(yán)格的要求，因?yàn)楫?dāng)CPU突然開始運(yùn)行繁重的任務(wù)時(shí)，需要的啟動(dòng)電流是很大的，如果電源電路響應(yīng)速度不夠，造成瞬間電

壓下降過多過低，造成CPU運(yùn)行出錯(cuò)。

一般來說，要求的電源實(shí)際值多為標(biāo)稱值的＋－5%，所以可以據(jù)此計(jì)算出允許的電源紋波，當(dāng)然要預(yù)留余量的。

散熱問題對(duì)于那些大電流電源和LDO來說比較重要，通過計(jì)算也是可以評(píng)估是否合適的。

Q2：如何選擇合適的電源實(shí)現(xiàn)電路

Answer：根據(jù)分析系統(tǒng)需求得出的具體技術(shù)指標(biāo)，可以來選擇合適的電源實(shí)現(xiàn)電路了。一般對(duì)于弱電部分，包括了LDO（線性電源轉(zhuǎn)換器），開關(guān)電源電容降壓轉(zhuǎn)換器和開關(guān)電源電感

電容轉(zhuǎn)換器。相比之下，LDO設(shè)計(jì)最易實(shí)現(xiàn)，輸出紋波小，但缺點(diǎn)是效率有可能不高，發(fā)熱量大，可提供的電流相較開關(guān)電源不大等等。而開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)靈活，效率高，但紋波大，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，調(diào)試比較煩瑣等等。

Q3：如何為開關(guān)電源電路選擇合適的元器件和參數(shù)

Answer：很多的未使用過開關(guān)電源設(shè)計(jì)的工程師會(huì)對(duì)它產(chǎn)生一定的畏懼心理，比如擔(dān)心開關(guān)電源的干擾問題，PCB layout問題，元器件的參數(shù)和類型選擇問題等。其實(shí)只要了解了，使用一個(gè)開關(guān)電源設(shè)計(jì)還是非常方便的。

一個(gè)開關(guān)電源一般包含有開關(guān)電源控制器和輸出兩部分，有些控制器會(huì)將MOSFET集成到芯片中去，這樣使用就更簡(jiǎn)單了，也簡(jiǎn)化了PCB設(shè)計(jì)，但是設(shè)計(jì)的靈活性就減少了一些。開關(guān)控制器基本上就是一個(gè)閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)，所以一般都會(huì)有一個(gè)反饋輸出電壓的采樣電路以及反饋環(huán)的控制電路。因此這部分的設(shè)計(jì)在于保證精確的采樣電路，還有來控制反饋

深度，因?yàn)槿绻答伃h(huán)響應(yīng)過慢的話，對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)能力是會(huì)有很多影響的。

而輸出部分設(shè)計(jì)包含了輸出電容，輸出電感以及MOSFET等等，這些的選擇基本上就是要滿足一個(gè)性能和成本的平衡，比如高的開關(guān)頻率就可以使用小的電感值（意味著小的封裝和便宜的成本），但是高的開關(guān)頻率會(huì)增加干擾和對(duì)MOSFET的開關(guān)損耗，從而效率降低。使用

低的開關(guān)頻率帶來的結(jié)果則是相反的。

對(duì)于輸出電容的ESR和MOSFET的Rds_on參數(shù)選擇也是非常關(guān)鍵的，小的ESR可以減小輸出紋波，但是電容成本會(huì)增加，好的電容會(huì)貴嘛。開關(guān)電源控制器驅(qū)動(dòng)能力也要注意，過多的MOSFET是不能被良好驅(qū)動(dòng)的。

一般來說，開關(guān)電源控制器的供應(yīng)商會(huì)提供具體的計(jì)算公式和使用方案供工程師借鑒的。

第二篇：硬件工程師

硬件工程師必看---必殺技學(xué)習(xí)(轉(zhuǎn))充分了解各方的設(shè)計(jì)需求,確定合適的解決方案

啟動(dòng)一個(gè)硬件開發(fā)項(xiàng)目,原始的推動(dòng)力會(huì)來自于很多方面,比如市場(chǎng)的需要,基于整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的需要,應(yīng)用軟件部門的功能實(shí)現(xiàn)需要,提高系統(tǒng)某方面能力的需要等等,所以作為一個(gè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者,要主動(dòng)的去了解各個(gè)方面的需求,并且綜合起來,提出最合適的硬件解決方案。比如A項(xiàng)目的原始推動(dòng)力來自于公司內(nèi)部的一個(gè)高層軟件小組,他們?cè)趯?shí)際當(dāng)中發(fā)現(xiàn)原有的處理器板IP轉(zhuǎn)發(fā)能力不能滿足要求,從而對(duì)于系統(tǒng)的配置和使用都會(huì)造成很大的不便,所以他們提出了對(duì)新硬件的需求。根據(jù)這個(gè)目標(biāo),硬件方案中就針對(duì)性的選用了兩個(gè)高性能網(wǎng)絡(luò)處理器,然后還需要深入的和軟件設(shè)計(jì)者交流,以確定內(nèi)存大小,內(nèi)部結(jié)構(gòu),對(duì)外接口和調(diào)試接口的數(shù)量及類型等等細(xì)節(jié),比如軟件人員喜歡將控制信令通路和數(shù)據(jù)通路完全分開來,這樣在確定內(nèi)部數(shù)據(jù)走向的時(shí)候要慎重考慮。項(xiàng)目開始之初是需要召開很多的討論會(huì)議的,應(yīng)該盡量邀請(qǐng)所有相關(guān)部門來參與,好處有三個(gè),第一可以充分了解大家的需要,以免在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上遺漏重要的功能,第二是可以讓各個(gè)部門了解這個(gè)項(xiàng)目的情況,提早做好時(shí)間和人員上協(xié)作的準(zhǔn)備,第三是從感情方面講,在設(shè)計(jì)之初各個(gè)部門就參與了進(jìn)來,這個(gè)項(xiàng)目就變成了大家共同的一個(gè)心血結(jié)晶,會(huì)得到大家的呵護(hù)和良好合作,對(duì)完成工作是很有幫助的。原理圖設(shè)計(jì)中要注意的問題

原理圖設(shè)計(jì)中要有“拿來主義”,現(xiàn)在的芯片廠家一般都可以提供參考設(shè)計(jì)的原理圖,所以要盡量的借助這些資源,在充分理解參考設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,做一些自己的發(fā)揮。當(dāng)主要的芯片選定以后,最關(guān)鍵的外圍設(shè)計(jì)包括了電源,時(shí)鐘和芯片間的互連。

電源是保證硬件系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ),設(shè)計(jì)中要詳細(xì)的分析：系統(tǒng)能夠提供的電源輸入;單板需要產(chǎn)生的電源輸出;各個(gè)電源需要提供的電流大小;電源電路效率;各個(gè)電源能夠允許的波動(dòng)范圍;整個(gè)電源系統(tǒng)需要的上電順序等等。比如A項(xiàng)目中的網(wǎng)絡(luò)處理器需要1.25V作為核心電壓,要求精度在＋5%-－3%之間,電流需要12A左右,根據(jù)這些要求,設(shè)計(jì)中采用5V的電源輸入,利用Linear的開關(guān)電源控制器和IR的MOSFET搭建了合適的電源供應(yīng)電路,精度要求決定了輸出電容的ESR選擇,并且為防止電流過大造成的電壓跌落,加入了遠(yuǎn)端反饋的功能。

時(shí)鐘電路的實(shí)現(xiàn)要考慮到目標(biāo)電路的抖動(dòng)等要求,A項(xiàng)目中用到了GE的PHY器件,剛開始的時(shí)候使用一個(gè)內(nèi)部帶鎖相環(huán)的零延時(shí)時(shí)鐘分配芯片提供100MHz時(shí)鐘,結(jié)果GE鏈路上出現(xiàn)了丟包,后來?yè)Q成簡(jiǎn)單的時(shí)鐘Buffer器件就解決了丟包問題,分析起來就是內(nèi)部的鎖相環(huán)引入了抖動(dòng)。

芯片之間的互連要保證數(shù)據(jù)的無誤傳輸,在這方面,高速的差分信號(hào)線具有速率高,好布線,信號(hào)完整性好等特點(diǎn),A項(xiàng)目中的多芯片間互連均采用了高速差分信號(hào)線,在調(diào)試和測(cè)試中沒有出現(xiàn)問題。PCB設(shè)計(jì)中要注意的問題

PCB設(shè)計(jì)中要做到目的明確,對(duì)于重要的信號(hào)線要非常嚴(yán)格的要求布線的長(zhǎng)度和處理地環(huán)路,而對(duì)于低速和不重要的信號(hào)線就可以放在稍低的布線優(yōu)先級(jí)上。重要的部分包括：電源的分割;內(nèi)存的時(shí)鐘線,控制線和數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度要求;高速差分線的布線等等。

A項(xiàng)目中使用內(nèi)存芯片實(shí)現(xiàn)了1G大小的DDR memory,針對(duì)這個(gè)部分的布線是非常關(guān)鍵的,要考慮到控制線和地址線的拓?fù)浞植?數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線的長(zhǎng)度差別控制等方面,在實(shí)現(xiàn)的過程中,根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)和實(shí)際的工作頻率可以得出具體的布線規(guī)則要求,比如同一組內(nèi)的數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度相差不能超過多少個(gè)mil,每個(gè)通路之間的長(zhǎng)度相差不能超過多少個(gè)mil等等。當(dāng)這些要求確定后就可以明確要求PCB設(shè)計(jì)人員來實(shí)現(xiàn)了,如果設(shè)計(jì)中所有的重要布線要求都明確了,可以轉(zhuǎn)換成整體的布線約束,利用CAD中的自動(dòng)布線工具軟件來實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì),這也是在高速PCB設(shè)計(jì)中的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。檢查和調(diào)試

當(dāng)準(zhǔn)備調(diào)試一塊板的時(shí)候,一定要先認(rèn)真的做好目視檢查,檢查在焊接的過程中是否有可見的短路和管腳搭錫等故障,檢查是否有元器件型號(hào)放置錯(cuò)誤,第一腳放置錯(cuò)誤,漏裝配等問題,然后用萬用表測(cè)量各個(gè)電源到地的電阻,以檢查是否有短路,這個(gè)好習(xí)慣可以避免貿(mào)然上電后損壞單板。調(diào)試的過程中要有平和的心態(tài),遇見問題是非常正常的,要做的就是多做比較和分析,逐步的排除可能的原因,要堅(jiān)信“凡事都是有辦法解決的”和“問題出現(xiàn)一定有它的原因”,這樣最后一定能調(diào)試成功。一些總結(jié)的話

現(xiàn)在從技術(shù)的角度來說,每個(gè)設(shè)計(jì)最終都可以做出來,但是一個(gè)項(xiàng)目的成功與否,不僅僅取決于技術(shù)上的實(shí)現(xiàn),還與完成的時(shí)間,產(chǎn)品的質(zhì)量,團(tuán)隊(duì)的配合密切相關(guān),所以良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作,透明坦誠(chéng)的項(xiàng)目溝通,精細(xì)周密的研發(fā)安排,充裕的物料和人員安排,這樣才能保證一個(gè)項(xiàng)目的成功。

一個(gè)好的硬件工程師實(shí)際上就是一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理,他/她需要從外界交流獲取對(duì)自己設(shè)計(jì)的需求,然后匯總,分析成具體的硬件實(shí)現(xiàn)。還要跟眾多的芯片和方案供應(yīng)商聯(lián)系,從中挑選出合適的方案,當(dāng)原理圖完成后,他/她要組織同事來進(jìn)行配合評(píng)審和檢查,還要和CAD工程師一起工作來完成PCB的設(shè)計(jì)。與此同時(shí),還要準(zhǔn)備好BOM清單,開始采購(gòu)和準(zhǔn)備物料,聯(lián)系加工廠家完成板的貼裝。在調(diào)試的過程中他/她要組織好軟件工程師來一起攻關(guān)調(diào)試,配合測(cè)試工程師一起解決測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的問題,等到產(chǎn)品推出到現(xiàn)場(chǎng),如果出現(xiàn)問題,還需要做到及時(shí)的支持。所以做一個(gè)硬件設(shè)計(jì)人員要鍛煉出良好的溝通能力,面對(duì)壓力的調(diào)節(jié)能力,同一時(shí)間處理多個(gè)事務(wù)的協(xié)調(diào)和決斷能力和良好平和的心態(tài)等等。

還有細(xì)心和認(rèn)真,因?yàn)橛布O(shè)計(jì)上的一個(gè)小疏忽往往就會(huì)造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失,比如以前碰到一塊板在PCB設(shè)計(jì)完備出制造文件的時(shí)候誤操作造成了電源層和地層連在了一起,PCB板制造完畢后又沒有檢查直接上生產(chǎn)線貼裝,到測(cè)試的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)短路問題,但是元器件已經(jīng)都焊接到板上了,結(jié)果造成了幾十萬的損失。所以細(xì)心和認(rèn)真的檢查,負(fù)責(zé)任的測(cè)試,不懈的學(xué)習(xí)和積累,才能使得一個(gè)硬件設(shè)計(jì)人員持續(xù)不斷的進(jìn)步,而后術(shù)業(yè)有所小成。

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如何設(shè)計(jì)一個(gè)合適的電源

對(duì)于現(xiàn)在一個(gè)電子系統(tǒng)來說,電源部分的設(shè)計(jì)也越來越重要,我想通過和大家探討一些自己關(guān)于電源設(shè)計(jì)的心得,來個(gè)拋磚引玉,讓我們?cè)陔娫丛O(shè)計(jì)方面能夠都有所深入和長(zhǎng)進(jìn)。

Q1：如何來評(píng)估一個(gè)系統(tǒng)的電源需求

Answer：對(duì)于一個(gè)實(shí)際的電子系統(tǒng),要認(rèn)真的分析它的電源需求。不僅僅是關(guān)心輸入電壓,輸出電壓和電流,還要仔細(xì)考慮總的功耗,電源實(shí)現(xiàn)的效率,電源部分對(duì)負(fù)載變化的瞬態(tài)響應(yīng)能力,關(guān)鍵器件對(duì)電源波動(dòng)的容忍范圍以及相應(yīng)的允許的電源紋波,還有散熱問題等等。功耗和效率是密切相關(guān)的,效率高了,在負(fù)載功耗相同的情況下總功耗就少,對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的功率預(yù)算就非常有利了,對(duì)比LDO和開關(guān)電源,開關(guān)電源的效率要高一些。同時(shí),評(píng)估效率不僅僅是看在滿負(fù)載的時(shí)候電源電路的效率,還要關(guān)注輕負(fù)載的時(shí)候效率水平。

至于負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)能力,對(duì)于一些高性能的CPU應(yīng)用就會(huì)有嚴(yán)格的要求,因?yàn)楫?dāng)CPU突然開始運(yùn)行繁重的任務(wù)時(shí),需要的啟動(dòng)電流是很大的,如果電源電路響應(yīng)速度不夠,造成瞬間電壓下降過多過低,造成CPU運(yùn)行出錯(cuò)。

一般來說,要求的電源實(shí)際值多為標(biāo)稱值的＋－5%,所以可以據(jù)此計(jì)算出允許的電源紋波,當(dāng)然要預(yù)留余量的。

散熱問題對(duì)于那些大電流電源和LDO來說比較重要,通過計(jì)算也是可以評(píng)估是否合適的。

Q2：如何選擇合適的電源實(shí)現(xiàn)電路

Answer：根據(jù)分析系統(tǒng)需求得出的具體技術(shù)指標(biāo),可以來選擇合適的電源實(shí)現(xiàn)電路了。一般對(duì)于弱電部分,包括了LDO（線性電源轉(zhuǎn)換器）,開關(guān)電源電容降壓轉(zhuǎn)換器和開關(guān)電源電感電容轉(zhuǎn)換器。相比之下,LDO設(shè)計(jì)最易實(shí)現(xiàn),輸出紋波小,但缺點(diǎn)是效率有可能不高,發(fā)熱量大,可提供的電流相較開關(guān)電源不大等等。而開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)靈活,效率高,但紋波大,實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜,調(diào)試比較煩瑣等等。

Q3：如何為開關(guān)電源電路選擇合適的元器件和參數(shù)

Answer：很多的未使用過開關(guān)電源設(shè)計(jì)的工程師會(huì)對(duì)它產(chǎn)生一定的畏懼心理,比如擔(dān)心開關(guān)電源的干擾問題,PCB layout問題,元器件的參數(shù)和類型選擇問題等。其實(shí)只要了解了,使用一個(gè)開關(guān)電源設(shè)計(jì)還是非常方便的。

一個(gè)開關(guān)電源一般包含有開關(guān)電源控制器和輸出兩部分,有些控制器會(huì)將MOSFET集成到芯片中去,這樣使用就更簡(jiǎn)單了,也簡(jiǎn)化了PCB設(shè)計(jì),但是設(shè)計(jì)的靈活性就減少了一些。

開關(guān)控制器基本上就是一個(gè)閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng),所以一般都會(huì)有一個(gè)反饋輸出電壓的采樣電路以及反饋環(huán)的控制電路。因此這部分的設(shè)計(jì)在于保證精確的采樣電路,還有來控制反饋深度,因?yàn)槿绻答伃h(huán)響應(yīng)過慢的話,對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)能力是會(huì)有很多影響的。

而輸出部分設(shè)計(jì)包含了輸出電容,輸出電感以及MOSFET等等,這些的選擇基本上就是要滿足一個(gè)性能和成本的平衡,比如高的開關(guān)頻率就可以使用小的電感值（意味著小的封裝和便宜的成本）,但是高的開關(guān)頻率會(huì)增加干擾和對(duì)MOSFET的開關(guān)損耗,從而效率降低。使用低的開關(guān)頻率帶來的結(jié)果則是相反的。

對(duì)于輸出電容的ESR和MOSFET的Rds_on參數(shù)選擇也是非常關(guān)鍵的,小的ESR可以減小輸出紋波,但是電容成本會(huì)增加,好的電容會(huì)貴嘛。開關(guān)電源控制器驅(qū)動(dòng)能力也要注意,過多的MOSFET是不能被良好驅(qū)動(dòng)的。

一般來說,開關(guān)電源控制器的供應(yīng)商會(huì)提供具體的計(jì)算公式和使用方案供工程師借鑒的。窗體底端

第三篇：硬件工程師必備

硬件工程師必備1

1充分了解各方的設(shè)計(jì)需求，確定合適的解決方案

啟動(dòng)一個(gè)硬件開發(fā)項(xiàng)目，原始的推動(dòng)力會(huì)來自于很多方面，比如市場(chǎng)的需要，基于整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的需要，應(yīng)用軟件部門的功能實(shí)現(xiàn)需要，提高系統(tǒng)某方面能力的需要等等，所以作為一個(gè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，要主動(dòng)的去了解各個(gè)方面的需求，并且綜合起來，提出最合適的硬件解決方案。比如A項(xiàng)目的原始推動(dòng)力來自于公司內(nèi)部的一個(gè)高層軟件小組，他們?cè)趯?shí)際當(dāng)中發(fā)現(xiàn)原有的處理器板IP轉(zhuǎn)發(fā)能力不能滿足要求，從而對(duì)于系統(tǒng)的配置和使用都會(huì)造成很大的不便，所以他們提出了對(duì)新硬件的需求。根據(jù)這個(gè)目標(biāo)，硬件方案中就針對(duì)性的選用了兩個(gè)高性能網(wǎng)絡(luò)處理器，然后還需要深入的和軟件設(shè)計(jì)者交流，以確定內(nèi)存大小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)外接口和調(diào)試接口的數(shù)量及類型等等細(xì)節(jié)，比如軟件人員喜歡將控制信令通路和數(shù)據(jù)通路完全分開來，這樣在確定內(nèi)部數(shù)據(jù)走向的時(shí)候要慎重考慮。項(xiàng)目開始之初是需要召開很多的討論會(huì)議的，應(yīng)該盡量邀請(qǐng)所有相關(guān)部門來參與，好處有三個(gè)，第一可以充分了解大家的需要，以免在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上遺漏重要的功能，第二是可以讓各個(gè)部門了解這個(gè)項(xiàng)目的情況，提早做好時(shí)間和人員上協(xié)作的準(zhǔn)備，第三是從感情方面講，在設(shè)計(jì)之初各個(gè)部門就參與了進(jìn)來，這個(gè)項(xiàng)目就變成了大家共同的一個(gè)心血結(jié)晶，會(huì)得到大家的呵護(hù)和良好合作，對(duì)完成工作是很有幫助的。原理圖設(shè)計(jì)中要注意的問題

原理圖設(shè)計(jì)中要有“拿來主義”，現(xiàn)在的芯片廠家一般都可以提供參考設(shè)計(jì)的原理圖，所以要盡量的借助這些資源，在充分理解參考設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，做一些自己的發(fā)揮。當(dāng)主要的芯片選定以后，最關(guān)鍵的外圍設(shè)計(jì)包括了電源，時(shí)鐘和芯片間的互連。電源是保證硬件系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)中要詳細(xì)的分析：系統(tǒng)能夠提供的電源輸入；單板需要產(chǎn)生的電源輸出；各個(gè)電源需要提供的電流大?。浑娫措娐沸?；各個(gè)電源能夠允許的波動(dòng)范圍；整個(gè)電源系統(tǒng)需要的上電順序等等。比如A項(xiàng)目中的網(wǎng)絡(luò)處理器需要1.25V作為核心電壓，要求精度在＋5%-－3%之間，電流需要12A左右，根據(jù)這些要求，設(shè)計(jì)中采用5V的電源輸入，利用Linear的開關(guān)電源控制器和IR的MOSFET搭建了合適的電源供應(yīng)電路，精度要求決定了輸出電容的ESR選擇，并且為防止電流過大造成的電壓跌落，加入了遠(yuǎn)端反饋的功能。

時(shí)鐘電路的實(shí)現(xiàn)要考慮到目標(biāo)電路的抖動(dòng)等要求，A項(xiàng)目中用到了GE的PHY器件，剛開始的時(shí)候使用一個(gè)內(nèi)部帶鎖相環(huán)的零延時(shí)時(shí)鐘分配芯片提供100MHz時(shí)鐘，結(jié)果GE

鏈路上出現(xiàn)了丟包，后來?yè)Q成簡(jiǎn)單的時(shí)鐘Buffer器件就解決了丟包問題，分析起來就是內(nèi)部的鎖相環(huán)引入了抖動(dòng)。

芯片之間的互連要保證數(shù)據(jù)的無誤傳輸，在這方面，高速的差分信號(hào)線具有速率高，好布線，信號(hào)完整性好等特點(diǎn)，A項(xiàng)目中的多芯片間互連均采用了高速差分信號(hào)線，在調(diào)試和測(cè)試中沒有出現(xiàn)問題。PCB設(shè)計(jì)中要注意的問題

PCB設(shè)計(jì)中要做到目的明確，對(duì)于重要的信號(hào)線要非常嚴(yán)格的要求布線的長(zhǎng)度和處理地環(huán)路，而對(duì)于低速和不重要的信號(hào)線就可以放在稍低的布線優(yōu)先級(jí)上。重要的部分包括：電源的分割；內(nèi)存的時(shí)鐘線，控制線和數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度要求；高速差分線的布線等等。

A項(xiàng)目中使用內(nèi)存芯片實(shí)現(xiàn)了1G大小的DDR memory，針對(duì)這個(gè)部分的布線是非常關(guān)鍵的，要考慮到控制線和地址線的拓?fù)浞植?，?shù)據(jù)線和時(shí)鐘線的長(zhǎng)度差別控制等方面，在實(shí)現(xiàn)的過程中，根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)和實(shí)際的工作頻率可以得出具體的布線規(guī)則要求，比如同一組內(nèi)的數(shù)據(jù)線長(zhǎng)度相差不能超過多少個(gè)mil，每個(gè)通路之間的長(zhǎng)度相差不能超過多少個(gè)mil等等。當(dāng)這些要求確定后就可以明確要求PCB設(shè)計(jì)人員來實(shí)現(xiàn)了，如果設(shè)計(jì)中所有的重要布線要求都明確了，可以轉(zhuǎn)換成整體的布線約束，利用CAD中的自動(dòng)布線工具軟件來實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)，這也是在高速PCB設(shè)計(jì)中的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。4 檢查和調(diào)試

當(dāng)準(zhǔn)備調(diào)試一塊板的時(shí)候，一定要先認(rèn)真的做好目視檢查，檢查在焊接的過程中是否有可見的短路和管腳搭錫等故障，檢查是否有元器件型號(hào)放置錯(cuò)誤，第一腳放置錯(cuò)誤，漏裝配等問題，然后用萬用表測(cè)量各個(gè)電源到地的電阻，以檢查是否有短路，這個(gè)好習(xí)慣可以避免貿(mào)然上電后損壞單板。調(diào)試的過程中要有平和的心態(tài)，遇見問題是非常正常的，要做的就是多做比較和分析，逐步的排除可能的原因，要堅(jiān)信“凡事都是有辦法解決的”和“問題出現(xiàn)一定有它的原因”，這樣最后一定能調(diào)試成功。一些總結(jié)的話

現(xiàn)在從技術(shù)的角度來說，每個(gè)設(shè)計(jì)最終都可以做出來，但是一個(gè)項(xiàng)目的成功與否，不僅僅取決于技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)，還與完成的時(shí)間，產(chǎn)品的質(zhì)量，團(tuán)隊(duì)的配合密切相關(guān)，所以良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，透明坦誠(chéng)的項(xiàng)目溝通，精細(xì)周密的研發(fā)安排，充裕的物料和人員安排，這樣才能保證一個(gè)項(xiàng)目的成功。

一個(gè)好的硬件工程師實(shí)際上就是一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理，他/她需要從外界交流獲取對(duì)自己設(shè)計(jì)的需求，然后匯總，分析成具體的硬件實(shí)現(xiàn)。還要跟眾多的芯片和方案供應(yīng)商聯(lián)系，從中挑選出合適的方案，當(dāng)原理圖完成后，他/她要組織同事來進(jìn)行配合評(píng)審和檢查，還要和CAD工程師一起工作來完成PCB的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，還要準(zhǔn)備好BOM清單，開始采購(gòu)和準(zhǔn)備物料，聯(lián)系加工廠家完成板的貼裝。在調(diào)試的過程中他/她要組織好軟件工程師來一起攻關(guān)調(diào)試，配合測(cè)試工程師一起解決測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的問題，等到產(chǎn)品推出到現(xiàn)場(chǎng)，如果出現(xiàn)問題，還需要做到及時(shí)的支持。所以做一個(gè)硬件設(shè)計(jì)人員要鍛煉出良好的溝通能力，面對(duì)壓力的調(diào)節(jié)能力，同一時(shí)間處理多個(gè)事務(wù)的協(xié)調(diào)和決斷能力和良好平和的心態(tài)等等。

還有細(xì)心和認(rèn)真，因?yàn)橛布O(shè)計(jì)上的一個(gè)小疏忽往往就會(huì)造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失，比如以前碰到一塊板在PCB設(shè)計(jì)完備出制造文件的時(shí)候誤操作造成了電源層和地層連在了一起，PCB板制造完畢后又沒有檢查直接上生產(chǎn)線貼裝，到測(cè)試的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)短路問題，但是元器件已經(jīng)都焊接到板上了，結(jié)果造成了幾十萬的損失。所以細(xì)心和認(rèn)真的檢查，負(fù)責(zé)任的測(cè)試，不懈的學(xué)習(xí)和積累，才能使得一個(gè)硬件設(shè)計(jì)人員持續(xù)不斷的進(jìn)步，而后術(shù)業(yè)有所小成。

第四篇：電子硬件工程師需要具備的知識(shí)

電子硬件工程師要求掌握的東西

第一部分：硬件知識(shí)

一、數(shù)字信號(hào)

1、TTL和帶緩沖的TTL信號(hào)：邏輯門電路

2、RS232和定義：異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口，通常以9個(gè)引腳(DB-9)或是25個(gè)引腳(DB-25)的型態(tài)出現(xiàn)，一般個(gè)人計(jì)算機(jī)上會(huì)有兩組 RS-232 接口，分別稱為 COM1 和 COM2。數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

3、RS485/422（平衡信號(hào)）半雙工/全雙工

4、干接點(diǎn)信號(hào)：無源開關(guān)，具有閉合和斷開的2種狀態(tài)，2個(gè)接點(diǎn)之間沒有極性，可以互換。各種開關(guān)如：限位開關(guān)、行程開關(guān)、腳踏開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、溫度開關(guān)、液位開關(guān)等； 各種按鍵； 各種傳感器的輸出，如：環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控中的傳感器、水浸傳感器、火災(zāi)報(bào)警傳感器、玻璃破碎、振動(dòng)、煙霧和凝結(jié)傳感器； 繼電器、干簧管的輸出。

濕接點(diǎn)信號(hào)：有源開關(guān)；具有有電和無電的2種狀態(tài)；2個(gè)接點(diǎn)之間有極性，不能反接。

二、模擬信號(hào)視頻

1、非平衡信號(hào)：非平穩(wěn)信號(hào)是指分布參數(shù)或者分布律隨時(shí)間發(fā)生變化的信號(hào)?，F(xiàn)實(shí)世界中我們所碰到的信號(hào)大都是非平穩(wěn)信號(hào)。平穩(wěn)和非平穩(wěn)都是針對(duì)隨機(jī)信號(hào)說的，非平穩(wěn)信號(hào)分析和處理的一般方法有時(shí)域分析、頻域分析、時(shí)頻聯(lián)合分析。

2、平衡信號(hào)：信號(hào)在傳輸過程中，如果被直接傳送就是非平衡信號(hào)，如果把信號(hào)反相，然后同時(shí)傳送反相的信號(hào)和原始信號(hào)，就叫做平衡信號(hào)，平衡信號(hào)送入差動(dòng)放大器，原信號(hào)和反相位信號(hào)相減，得到加強(qiáng)的原始信號(hào)，由于在傳送中，兩條線路受到的干擾差不多，在相減的過程中，減掉了一樣的干擾信號(hào)，因此更加抗干擾。這種在平衡式信號(hào)線中抑制兩極導(dǎo)線中所共同有的噪聲的現(xiàn)象便稱為共模抑制。所以平衡線路只需要在輸入輸出信號(hào)增加一個(gè)差動(dòng)放大器就可以實(shí)現(xiàn)。

三、芯片

1、封裝2、7407：TTL 集電極開路六正相高壓驅(qū)動(dòng)器。1入2出 3進(jìn)4輸出 5進(jìn)6輸出9進(jìn)8輸出 11進(jìn)10輸出 13進(jìn)12輸出。

3、7404：六組反向器。1入2出 3進(jìn)4輸出 5進(jìn)6輸出9進(jìn)8輸出 11進(jìn)10輸出 13進(jìn)12輸出。

4、7400：四組與門。1.2入3出，4.5入6出，9.10入8出，12.13入11出。

5、74LS573：八位三狀態(tài)輸出D觸發(fā)器。

6、ULN2003：高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個(gè)硅NPN 達(dá)林頓管組成。

7、74LS244：3態(tài)8位緩沖器，一般用作總線驅(qū)動(dòng)器，沒有鎖存的功能。

8、74LS240：3態(tài)總線轉(zhuǎn)換器，一般用于總線的電平匹配問題，為單向傳送。

9、74LS245：3態(tài)總線轉(zhuǎn)換器，一般用于總線的電平匹配問題，為雙向傳送。

10、74LS138：3線-8線譯碼器

74LS238：加法器

11、CPLD(EPM7128)12、116113、max69114、max485/7517615、mc148916、mc148817、ICL232/max23218、89C51

四、分立器件

1、封裝

2、電阻：功耗和容值

3、電容

1)獨(dú)石電容

2)瓷片電容

3)電解電容

4、電感

5、電源轉(zhuǎn)換模塊

6、接線端子

7、LED發(fā)光管8、8字（共陽(yáng)和共陰）

9、三極管2N555110、蜂鳴器

五、單片機(jī)最小系統(tǒng)

1、單片機(jī)

2、看門狗和上電復(fù)位電路

3、晶振和瓷片電容

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驅(qū)動(dòng)、max7129

七、電源設(shè)計(jì)

1、開關(guān)電源：器件的選擇

2、線性電源：

1)變壓器

2)橋

3)電解電容

3、電源的保護(hù)

1)橋的保護(hù)

2)單二極管保護(hù)

八、維修

1、電源

2、看門狗

3、信號(hào)

九、設(shè)計(jì)思路

1、電源：電壓和電流

2、接口：串口、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出

3、開關(guān)量信號(hào)輸出調(diào)理

1)TTL―>繼電器

2)TTL―>繼電器（反向邏輯）

3)TTL―>固態(tài)繼電器

4)TTL―>LED（8字）

5)繼電器―>繼電器

6)繼電器―>固態(tài)繼電器

4、開關(guān)量信號(hào)輸入調(diào)理

1)干接點(diǎn)―>光耦

2)TTL―>光耦

5、CPU處理能力的考慮

6、成為產(chǎn)品的考慮：

1)電路板外形：大小尺寸、異形、連接器、空間體積

2)電路板模塊化設(shè)計(jì)

3)成本分析

4)器件的冗余度

1.電阻的功耗

2.電容的耐壓值等

5)機(jī)箱

6)電源的選擇

7)模塊化設(shè)計(jì)

8)成本核算

1.如何計(jì)算電路板的成本？

2.如何降低成本？選用功能滿足價(jià)格便宜的器件

十、思考題

1、如何檢測(cè)和指示RS422信號(hào)

2、如何檢測(cè)和指示RS232信號(hào)

3、設(shè)計(jì)一個(gè)4位8字的顯示板

1)電源：DC12

2)接口：RS232

3)4位3”8字（連在一起）

4)亮度檢測(cè)

5)二級(jí)調(diào)光

4、設(shè)計(jì)一個(gè)33位1”8字的顯示板

1)電源：DC5V

2)接口：RS232

3)3排 11位8字，分4個(gè)、3個(gè)、4個(gè)3組，帶行與行之間帶間隔

4)單片機(jī)最小系統(tǒng)

5)譯碼邏輯

6)顯示驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)器件

5、設(shè)計(jì)一個(gè)PCL725和MOXA C168P的接口板

1)電源：DC5V

2)接口：PCL725/MOXA 8個(gè)RS232

1.PCL725，直立DB37，孔

2.MOXA C168P，DB62彎

3)開關(guān)量輸出信號(hào)調(diào)理：6個(gè)固態(tài)繼電器和8個(gè)繼電器，可以被任何一路信號(hào)控制和驅(qū)動(dòng)，接口：固態(tài)繼電器5.08直立，繼電器3.81直立

4)開關(guān)量輸入調(diào)理：干接點(diǎn)閉合為1或0可選，接口：3.81直立

5)RS232調(diào)理：

1.LED指示

2.前4路RS232全信號(hào)，后4路只需要TX、RX、0

3.無需光電隔離

4.接口形式：DB9（針）直立

第二部分：軟件知識(shí)

一、匯編語(yǔ)言

二、C51

該部分可以從市場(chǎng)上買到的N種開發(fā)板上學(xué)到，至于第一部分，需要人來帶吧。

為什么要掌握這些知識(shí)？

實(shí)際上，電子工程師就是將一堆器件搭在一起，注入思想（程序），完成原來的這些器件分離時(shí)無法完成的功能，做成一個(gè)成品。所需要的技能越高、功能越復(fù)雜成本越低、市場(chǎng)上對(duì)相應(yīng)的東東的需求越大，就越成功。這就是電子工程師的自身的價(jià)值。從成本到產(chǎn)品售出，之間的差價(jià)就是企業(yè)的追求。作為企業(yè)的老板，是在市場(chǎng)上去尋找這樣的應(yīng)用；對(duì)電子工程師而言，是將老板提出的需求或者應(yīng)用按照一定的構(gòu)思原則（成本最低、可靠性最高、電路板最小、功能最強(qiáng)大等）在最短的時(shí)間內(nèi)完成。最短的時(shí)間，跟電子工程師的熟練程度、工作效率和工作時(shí)間直接有關(guān)。這就是電子工程師的價(jià)值將電子產(chǎn)品抽象成一個(gè)硬件的模型，大約有以下組成：

1)輸入

2)處理核心

3)輸出

輸入基本上有以下的可能：

1)鍵盤

2)串行接口（RS232/485/can bus/以太網(wǎng)/USB）

3)開關(guān)量（TTL，電流環(huán)路，干接點(diǎn)）

4)模擬量（4~20ma、0~10ma、0~5V（平衡和非平衡信號(hào)））

輸出基本上有以下組成：

1)串行接口（RS232/485/can bus/以太網(wǎng)/USB）

2)開關(guān)量（TTL、電流環(huán)路、干接點(diǎn)、功率驅(qū)動(dòng)）

3)模擬量（4~20ma，0~10ma，0~5V（平衡和非平衡信號(hào)））

4)LED顯示：發(fā)光管、八字

5)液晶顯示器

6)蜂鳴器

處理核心主要有：

1)8位單片機(jī)，主要就是51系列

2)32位arm單片機(jī)，主要有atmel和三星系列

51系列單片機(jī)現(xiàn)在看來，只能做一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用，說白了，這個(gè)芯片也就是做單一的一件事情，做多了，不如使用arm來做；還可以在arm上加一個(gè)操作系統(tǒng)，程序既可靠又容易編寫最近三星的arm受到追捧，價(jià)格便宜，以太網(wǎng)和USB的接口也有，周立功的開發(fā)系統(tǒng)也便宜，作為學(xué)習(xí)ARM的產(chǎn)品來說，應(yīng)該是最好的；作為工業(yè)級(jí)的控制，是不是合適，在網(wǎng)友中有不同的看法和爭(zhēng)議。本公司使用atmel ARM91系列開發(fā)的1個(gè)室外使的產(chǎn)品，在北京室外使用，沒有任何的通風(fēng)和加熱的措施，從去年的5月份到現(xiàn)在，運(yùn)行情況良好。已經(jīng)有個(gè)成功應(yīng)用的案例。

但對(duì)于初學(xué)者來說，應(yīng)該從51著手，一方面，51還是入門級(jí)的芯片，作為初學(xué)者練手還是比較好的，可以將以上的概念走一遍；很多特殊的單片機(jī)也是在51的核的基礎(chǔ)上增加了一些I/O和A/D、D/A；也為今后學(xué)習(xí)更高一級(jí)的單片機(jī)和ARM打下基礎(chǔ)

再說了，哪個(gè)老板會(huì)將ARM級(jí)別的開發(fā)放在連51也沒有學(xué)過的新手手中在51上面去做復(fù)雜的并行擴(kuò)展是沒有必要的，比如，擴(kuò)展I/O口和A/D、D/A等等，可以直接買帶有A/D、D/A的單片機(jī)；或者直接使用ARM，它的I/O口線口多?？梢允褂肐2C接口的芯片，擴(kuò)展I/O口和A/D、D/A，以及SPI接口擴(kuò)展LED顯示，例如MAX7219等芯片

市面上一些比較古老的書籍中還有一些并行擴(kuò)展的例子，如：RAM、EPROM、A/D、D/A等，我覺得已經(jīng)沒有必要去看了，知道歷史上有這些一回事就行了

這些知識(shí)，是所有產(chǎn)品都具備的要素。所以要學(xué)，再具體應(yīng)用。

第五篇：鋼琴教師所具備的能力

優(yōu)秀的鋼琴教師所具備的能力

總體上來說，鋼琴老師需要具備的基本能力是音樂的實(shí)踐能力，即專業(yè)的演奏技術(shù)水平、音樂風(fēng)格的把握、音樂結(jié)構(gòu)的分析和豐富的樂理知識(shí)。以及以下幾點(diǎn)：

1、溫和、平易近人的態(tài)度

2、開朗、積極的性格（培養(yǎng)其社交能力、對(duì)事要大度）

3、良好的思想品德修養(yǎng)，有耐心、學(xué)會(huì)自我反省，不斷反思自身的教學(xué)問題并加以改正

4、頭腦靈活、具有幽默感（課程時(shí)間安排合理、內(nèi)容充實(shí)）

5、充滿活力（能夠感染學(xué)生、帶動(dòng)其學(xué)琴的熱情）

6、自信、謙虛（虛心求教、堅(jiān)持練習(xí)、進(jìn)修以提高自身的授課水平與質(zhì)量）

7、良好的教育理論修養(yǎng)（注重學(xué)生興趣愛好的培養(yǎng)）

8、因材施教的能力（具體問題具體分析，靈活多樣的教學(xué)方式，注重個(gè)性化發(fā)展）

9、清晰的語(yǔ)言表達(dá)能力、準(zhǔn)確的問題判斷與分析能力

10、準(zhǔn)確的聽覺聽辨能力（能夠辨別出音高、節(jié)奏、音色的差別，并及時(shí)給予學(xué)生以糾正）

11、優(yōu)秀的音樂藝術(shù)審美能力（直接影響學(xué)生審美水平）

12、堅(jiān)持進(jìn)行教學(xué)科研工作（在實(shí)踐中檢驗(yàn)，同時(shí)尋求新事物、新突破、不斷充實(shí)自己）

13、具有對(duì)鋼琴教學(xué)的熱情（能夠做到傾囊相授，使孩子產(chǎn)生學(xué)琴的興趣并激發(fā)其潛能）

因?yàn)殇撉倮蠋熡钟谐跫?jí)、中級(jí)、高級(jí)之分，初級(jí)主要針對(duì)的群體大多為兒童，他們多數(shù)對(duì)鋼琴一無所知，且有著孩子頑皮的天性，針對(duì)于此情況，又要求鋼琴老師需要具備以下能力：

1、負(fù)責(zé)任的態(tài)度，對(duì)孩子的全面發(fā)展負(fù)責(zé)（把握好學(xué)琴在兒童發(fā)展中的地位，以兒童心理的健康發(fā)展、豐富孩子童年生活為首要目的，調(diào)整教學(xué)規(guī)格、教學(xué)進(jìn)度與教學(xué)方法，使孩子能夠持續(xù)學(xué)琴）

2、掌握兒童教育學(xué)、心理學(xué)知識(shí)，從兒童生理特征出發(fā)，進(jìn)行科學(xué)施教（思考兩個(gè)問題（1）如何用音樂的美與樂器操作的樂趣吸引孩子的好奇心；（2）如何通過分析減化音樂的復(fù)雜性，從而降低學(xué)習(xí)量）

3、以鼓勵(lì)的方式讓孩子產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)力（出錯(cuò)時(shí)用表示遺憾、并給予鼓勵(lì)的方式指出不足，令其改正）

4、對(duì)孩子注意力的合理分配（抓住關(guān)鍵，多方面權(quán)衡問題）

5、對(duì)待孩子要有耐心（根據(jù)孩子的能力及學(xué)琴目的調(diào)整教學(xué)規(guī)格）

6、要培養(yǎng)孩子獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，針對(duì)孩子自身進(jìn)行講解，使其明白學(xué)琴是自己的事

7、選擇教材（注意音樂內(nèi)容的多樣性和生動(dòng)性，做到激發(fā)孩子學(xué)琴興趣）

8、做到尊重孩子，學(xué)會(huì)換位思考

9、了解家長(zhǎng)的心理，與家長(zhǎng)進(jìn)行有效溝通（掌握與家長(zhǎng)溝通的技巧）

高級(jí)鋼琴老師更加注重于是否擁有高層次的鋼琴演奏思維和鋼琴教學(xué)思維及其方法的能力；要做到對(duì)中國(guó)鋼琴作品有細(xì)致的研究彈奏，能夠從民族音樂中汲取精華、滋生靈感；能否做到技術(shù)嫻熟、樂感超長(zhǎng)、善于分析作品內(nèi)涵、把握作品風(fēng)格、演繹出作曲家靈魂以及是否具備豐富的音樂想象力和非凡的語(yǔ)言表現(xiàn)力。