計(jì)算機(jī)硬件如PC、手機(jī)、攝像機(jī)、路由器、交換機(jī)、服務(wù)器等產(chǎn)品的基礎(chǔ)就是硬件單板，硬件工程師就是設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)那來(lái)一抄，原理圖連連線(xiàn)就好，后來(lái)發(fā)現(xiàn)不是。

我是一個(gè)還沒(méi)有踏上社會(huì)的學(xué)生，對(duì)硬件有著無(wú)限的熱情與愛(ài)好，對(duì)未來(lái)也有著無(wú)限的憧憬與向往，沒(méi)有豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)閱歷，所以凡想在此文中獲取高深的人生哲理與職業(yè)箴言，那我懇請(qǐng)您趕緊不要看下去，如若不然，我恐怕受到您的譏笑。

僅以此文獻(xiàn)給那些剛剛踏上硬件之路和還在徘徊的同學(xué)們，我簡(jiǎn)要的記錄了我的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和其間自己所獲的一些心得，以避免初學(xué)者走彎路或者是少走彎路。

我總是想用最簡(jiǎn)短的話(huà)語(yǔ)來(lái)表達(dá)我的思想，說(shuō)出我最想對(duì)初學(xué)者說(shuō)的話(huà)，但是往往力不能及。

也深知大家時(shí)間的寶貴，不愿把時(shí)間浪費(fèi)在毫無(wú)意義的事情上，所以我把我最想說(shuō)的話(huà)用提綱的形式列在文章的前頭了，沒(méi)有時(shí)間的話(huà)，各位看官只需看看前頭就可以了。首先，介紹下一個(gè)硬件產(chǎn)品的研發(fā)流程，如下圖所示：

硬件工程師在研發(fā)團(tuán)隊(duì)中重要的一員，硬件產(chǎn)品的研發(fā)團(tuán)隊(duì)大致組成如下圖所示：

優(yōu)秀硬件工程師需要什么：

1． 對(duì)硬件無(wú)限的熱情2． 數(shù)字電路、模擬電路、protel 等（高頻等其他的知識(shí)我還沒(méi)有用過(guò)）3． C 語(yǔ)言4． 單片機(jī)（匯編語(yǔ)言）5． FPGA（包括verilog/vhdl、sopc）6． ARM（包括嵌入式操作系統(tǒng)，建議先學(xué)UCOS，適合初學(xué)者）7． DSP

1．學(xué)習(xí)單片機(jī)的話(huà)，仿真器是必不可少的，有沒(méi)有編程器倒是影響不大，建議自己買(mǎi)一塊即插即用的萬(wàn)能板，自己搭建系統(tǒng)來(lái)試驗(yàn)。還有有一臺(tái)示波器的話(huà)那是再理想不過(guò)了，那會(huì)幫助我們分析解決問(wèn)題，特別是在做串口實(shí)驗(yàn)、中斷、I2CEEPROM 讀寫(xiě)的時(shí)候。

2．學(xué)習(xí)FPGA，那么就不能像學(xué)習(xí)單片機(jī)一樣找來(lái)一片芯片就可以動(dòng)手了。像51 類(lèi)單片機(jī)的引腳不是很多，但是FPGA 就不一樣了，往往有幾十個(gè)甚至一百多的引腳，所以這個(gè)時(shí)候我們就必須在市場(chǎng)上買(mǎi)一個(gè)開(kāi)發(fā)板了。

我用的是altera 公司的EP1C20cyclone 系列的開(kāi)發(fā)板，是我們辦公室的人以前買(mǎi)的，現(xiàn)在正好我用。

據(jù)說(shuō)是5000 元，還是大學(xué)計(jì)劃時(shí)候買(mǎi)的。有條件用好的當(dāng)然好，但是對(duì)于我們一般初學(xué)者用的話(huà)，只要帶有常用功能的開(kāi)發(fā)板就可以了，市場(chǎng)上1000 元左右的還是有的。3.ARM 學(xué)習(xí)的話(huà)，當(dāng)然也離不開(kāi)開(kāi)發(fā)板的購(gòu)買(mǎi)，上次給我二導(dǎo)提建議給我買(mǎi)一個(gè)，他很爽快的答應(yīng)了，讓我挑選一塊，我選了周立功的smartarm2200，1980 元RMB，貨現(xiàn)在還沒(méi)有來(lái)。

學(xué)習(xí)arm 的話(huà)，嵌入式操作系統(tǒng)是少不了的。操作系統(tǒng)有很多，用的最多的是linux ，由之發(fā)展而來(lái)的有uclinux、armlinux 等；其次是ucos。

本人建議先學(xué)習(xí)ucos，它代碼量少，容易學(xué)習(xí)。要是有altera 的nios 開(kāi)發(fā)板的話(huà)，也可以學(xué)習(xí)ucos，altera 公司的nios ide 支持好幾種RTOS，其中就包括ucos，直接用就ok 了。4．ＤＳＰ屬于比較高的層次，對(duì)人的要求比較高。開(kāi)發(fā)板價(jià)格應(yīng)該也不菲，我現(xiàn)在還沒(méi)有用過(guò)。

大部分的我們是沒(méi)有這份閑錢(qián)的，同學(xué)們可以找?guī)讉€(gè)志同道合的同學(xué)一塊買(mǎi)，還可以一塊討論。

要是學(xué)校實(shí)驗(yàn)室有的話(huà)就在實(shí)驗(yàn)室搞，要是導(dǎo)師有就找導(dǎo)師要，總之不要放過(guò)任何可能的機(jī)會(huì)，同志們要深知我們的命運(yùn)把握在我們自己手中，既然選擇了硬件這條路，就要認(rèn)認(rèn)真真地走下去，不光要走下去，還要想方設(shè)法走的很好。熱情不是唯一的原因，還有另外一個(gè)原因就是試驗(yàn)室給我提供了很好的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)習(xí)單片機(jī)的時(shí)候，試驗(yàn)室有現(xiàn)成的winbond 51 單片機(jī)，有偉福仿真器，有advanced labtool 48uxp 萬(wàn)能編程器，有一臺(tái)十二萬(wàn)的示波器，自己買(mǎi)個(gè)萬(wàn)能板，找本書(shū)就在上邊進(jìn)行試驗(yàn)了。

從簡(jiǎn)單的led 閃爍、數(shù)碼管顯示、pwm 到中斷、串口通信（單片機(jī)與單片機(jī)通信，單片機(jī)與pc 機(jī)通信）、I2Ceeprom 讀寫(xiě)、A/D轉(zhuǎn)換、溫度的測(cè)量等等，給我成就感的是每一個(gè)試驗(yàn)經(jīng)過(guò)資料的查找、程序的編寫(xiě)以及調(diào)試、再到后來(lái)問(wèn)題的解決，那份成就感與喜悅之心只有有過(guò)這種經(jīng)歷的人才能夠體會(huì)。

正是有這份熱情和愛(ài)好，常常在實(shí)驗(yàn)室呆上十二三個(gè)小時(shí)，通常是晚飯?jiān)谑程贸粤撕笾苯拥津?yàn)室，晚上九點(diǎn)半回寢室（辦公樓10 點(diǎn)關(guān)門(mén)）。雖說(shuō)那時(shí)候沒(méi)有做過(guò)什么大項(xiàng)目，但是這每一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)也是人生知識(shí)的積累，有了這些知識(shí)的積累，我想也為以后作更大的項(xiàng)目打下了基礎(chǔ)。

剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，我的二導(dǎo)就給了我一塊開(kāi)發(fā)版，是altera 公司的nios ep1c20 cyclone 系列開(kāi)發(fā)板，當(dāng)時(shí)是以大學(xué)計(jì)劃買(mǎi)的，5000RMB。于是就開(kāi)始了我的fpga 學(xué)習(xí)之路。

以前學(xué)習(xí)過(guò)verilog，當(dāng)時(shí)只是停留在純粹的理論階段，編幾個(gè)小小的程序，用quartus-ii 自帶的仿真軟件進(jìn)行一下仿真就ok 了。

用仿真軟件進(jìn)行仿真，往往能夠得出你所想要的結(jié)果，但是一旦下載到芯片里邊運(yùn)行的話(huà)問(wèn)題就會(huì)接踵而來(lái)。和單片機(jī)機(jī)學(xué)習(xí)一樣，萬(wàn)事開(kāi)有難。

我做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)也是點(diǎn)亮led。自己編寫(xiě)程序（幾行而已），編譯，引腳分配，仿真，然后就用jtag 下載線(xiàn)連接開(kāi)發(fā)版板和pc 機(jī)，將sof 文件下載到芯片。

現(xiàn)在想起來(lái)這是多么簡(jiǎn)單的幾個(gè)步驟，但是對(duì)于當(dāng)時(shí)的我來(lái)說(shuō)，是花費(fèi)了很多的時(shí)間和精力來(lái)查找資料和埋頭做實(shí)驗(yàn)的。

特別是引腳的分配，對(duì)著文檔只說(shuō)需要這么做，然而為什么要這么做呢？當(dāng)時(shí)沒(méi)有過(guò)多的想法，只想讓我看到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，有了結(jié)果我就有了無(wú)限的成就感和對(duì)做實(shí)驗(yàn)的熱情。

所以當(dāng)看到經(jīng)過(guò)我的努力，在我的第一個(gè)fpga 實(shí)驗(yàn)里led 按照我的意圖來(lái)動(dòng)作的時(shí)候，那種喜悅之情與當(dāng)初學(xué)習(xí)單片機(jī)時(shí)候?qū)崿F(xiàn)led 閃爍的情形是多么的相似。

這也是我做實(shí)驗(yàn)的一個(gè)慣例和一個(gè)經(jīng)驗(yàn)，那就是邊做實(shí)驗(yàn)邊看書(shū)，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，遇到不懂的問(wèn)題或者原理在查找相關(guān)的文檔，我習(xí)慣動(dòng)手，要是讓我坐在實(shí)驗(yàn)室看上哪怕是1 天的純理論書(shū)籍，我的腦袋也會(huì)爆炸的，赫赫，因?yàn)闆](méi)有這么看過(guò)書(shū)，所以腦袋也一直沒(méi)有爆炸。

以及后來(lái)學(xué)習(xí)ucos 嵌入式操作系統(tǒng)我也采用的這個(gè)方法，我把它叫做"階梯成就感"。

抱著這種熱情，自己后來(lái)一點(diǎn)一點(diǎn)地深入的學(xué)習(xí)fpga，一些常規(guī)邏輯電路的設(shè)計(jì)，包括邏輯門(mén)電路、數(shù)據(jù)選擇器、編譯碼器、加減乘除運(yùn)算器、移位器，到后來(lái)的稍微復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，包括FIFO、數(shù)字跑表、頻率計(jì)、狀態(tài)機(jī)、交通等的控制、卡式電話(huà)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)以及UART 等。開(kāi)始學(xué)習(xí)sopc。從最小系統(tǒng)硬件平臺(tái)的搭建，到簡(jiǎn)單的led 閃爍程序的編寫(xiě)，到sof 文件在芯片上跑起來(lái)，看著led 的亮與滅，心中一直充滿(mǎn)著無(wú)限的熱清。

每一次接觸新知識(shí)都有一種發(fā)自?xún)?nèi)心的激動(dòng)，每一次接觸的新東西我都是從最簡(jiǎn)單的led 閃爍開(kāi)始，從單片機(jī)到fpga 到sopc 再到ucos，只有每天的一個(gè)小小的進(jìn)步才能讓我擁有對(duì)工作的熱情，只有這每天小小的看得見(jiàn)的"階梯成就感"，才能激發(fā)自己對(duì)更多知識(shí)的追求。

最近一段時(shí)間在學(xué)習(xí)ucos 嵌入式操作系統(tǒng)，主要是運(yùn)用在FPGA 里面。nios 已經(jīng)為我們移植好了，不需要修改任何文件。在nios 用戶(hù)界面里進(jìn)行一些相應(yīng)的設(shè)置，就可以用它了。許多模版為我們提供的模板里邊有幾個(gè)很好的例子，任務(wù)管理、信號(hào)量、郵箱傳遞、事件標(biāo)志、時(shí)間管理等都為我們提供了很好的模板。

我們需要作的是認(rèn)真的閱讀它，研究它，必要的話(huà)對(duì)模板進(jìn)行一些改寫(xiě)來(lái)完成自己的功能，這是模仿的更高的一個(gè)境地了，把他的一些東西進(jìn)行吸收轉(zhuǎn)化成為自己的東西，我想這是一個(gè)硬件愛(ài)好者和初學(xué)者非常樂(lè)于做的事情。在進(jìn)行fpga 學(xué)習(xí)的時(shí)候，我遇到過(guò)事情停滯不前，沒(méi)有進(jìn)展，心情沮喪的時(shí)候。那個(gè)時(shí)候?qū)Φ讓佑布粺o(wú)所知，連對(duì)基本的原理圖也看不懂，更別說(shuō)程序在開(kāi)發(fā)板上是怎么運(yùn)行的了。

再到后來(lái)進(jìn)行nios 開(kāi)發(fā)的時(shí)候，這種沮喪感與日俱增，每天一點(diǎn)進(jìn)步也沒(méi)有，那是一個(gè)很漫長(zhǎng)的日子，現(xiàn)在想起來(lái)，依然慶幸自己沒(méi)有絕望，沒(méi)有對(duì)自己熱愛(ài)的硬件失去信心。后來(lái)事件出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。

有一次我和我辦公室的一個(gè)工程師聊天，談到了我的空惑，他建議我先學(xué)習(xí)單片機(jī)，自己搭建硬件平臺(tái)從最小系統(tǒng)做起。這個(gè)工程師熱心助人，學(xué)習(xí)方面的問(wèn)題他總是很耐心的為我解答，讓我受益匪淺。

我想說(shuō)的是，遇到問(wèn)題的時(shí)候，當(dāng)我們感覺(jué)事情沒(méi)法進(jìn)展下去的時(shí)候，我們不妨換一種方式，多與周邊的人聊聊天。在我的環(huán)境里，我的導(dǎo)師是一個(gè)擁有近30 年硬件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的資深研究員，才開(kāi)始的時(shí)候我什么都不懂，但是我總喜歡跑到我導(dǎo)師的辦公室和他瞎聊。人生總是有很多坎坷，我們的學(xué)習(xí)也是的。

在這個(gè)時(shí)候我們就要看看任正非寫(xiě)給華為員工的一封信《要快樂(lè)的度過(guò)充滿(mǎn)困難的一生》，在那里我們可以找到好好活下去的理由；當(dāng)看中了某件事情的時(shí)候，我們就需要鼓足勇氣，滿(mǎn)腔熱情地去迎接它，遇到困難的時(shí)候多和別人交流，或者是去網(wǎng)上看看李嘉誠(chéng)的寫(xiě)給青年的《are you ready》，在那里我們可以學(xué)到謙虛、勇氣、智慧、毅力。

個(gè)人覺(jué)得硬件工程師需要知識(shí)儲(chǔ)備比較多，電子信息領(lǐng)域的技術(shù)和知識(shí)本來(lái)就很多，人需要不斷的學(xué)習(xí)。我大概列舉一些，是自己工作以來(lái)學(xué)習(xí)的方向，當(dāng)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(xí)。

最后幾點(diǎn)

硬件工程師最大的優(yōu)勢(shì)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(xí)各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，這是成長(zhǎng)的基石，不停地總結(jié)，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(chǔ)。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(duì)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(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。

1.網(wǎng)絡(luò):也是交換機(jī)和路由器等應(yīng)用與組網(wǎng)。現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)基于以太網(wǎng)，802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了MAC和PHY規(guī)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、sub1GHz等等應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多，之前國(guó)家發(fā)布的什么旅游規(guī)劃，有一條就是景區(qū)要實(shí)現(xiàn)免費(fèi)WIFI覆蓋。無(wú)線(xiàn)通信也基本是802.x協(xié)議族。基帶和RF都可以深入學(xué)習(xí)。

我現(xiàn)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(xí)，硬件工程師需要保持好奇心，不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)。不知道燒友們有什么建議，歡迎在評(píng)論區(qū)告訴小編。