一、硬件工程師的職責(zé)與定位

首先，介紹下一個硬件產(chǎn)品的研發(fā)流程，如下圖所示：

公司內(nèi)所有的崗位是同等重要的，有些公司可能沒有研發(fā)或者部分研發(fā)工作外包。雖然各團隊的重要性是一致的，研發(fā)團隊在產(chǎn)品開發(fā)中的位置應(yīng)該更加核心，研發(fā)人員可以轉(zhuǎn)去做市場、測試、供應(yīng)鏈或者質(zhì)量管理等，但市場等崗位的人卻很難轉(zhuǎn)做研發(fā)。一來研發(fā)門檻較高，二來研發(fā)工作接觸面廣。

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

一個硬件產(chǎn)品的項目團隊中，有兩個和所有人打交道的角色，一是項目經(jīng)理，另外一個就是硬件工程師。硬件工程師需要和各種研發(fā)人員打交道，協(xié)調(diào)工作，這也要求硬件工程師具有豐富的知識面、強大的協(xié)調(diào)能力。

硬件工程工程師的本職工作，如下圖所示：

硬件工程師可以大致分為如下四個階段：

? 初階的硬件工程師

在別人指導(dǎo)下完成階段三和四的一部分工作，應(yīng)屆畢業(yè)生入職3個月基本可以達到。

? 普通的硬件工程師

獨立完成階段三和四的工作，一般工作1到2年即可

? 資深的硬件工程師

主導(dǎo)完成階段三和四的工作，參與完成階段二總體設(shè)計的工作

? 專家級硬件工作師

主導(dǎo)完成階段一和二的工作

這里，你可以定位一下自己目前處于哪個階段。

二、硬件工程師的發(fā)展方向

不管什么崗位都想明白自己的職業(yè)發(fā)展方向，軟件工程師不想一輩子寫代碼，硬件工程師也不想一輩子奮戰(zhàn)在最基層畫原理圖、調(diào)板子。

就我理解，硬件工程師的發(fā)展方向大概有以下幾種：

1.產(chǎn)品經(jīng)理

產(chǎn)品經(jīng)理負責(zé)一條產(chǎn)品線工作、規(guī)劃及發(fā)展。硬件工程師由于工作涉及面比較廣，對產(chǎn)品整個流程的工作及問題都涉及到，適合向產(chǎn)品經(jīng)理發(fā)展。

2.團隊管理者

管理者協(xié)調(diào)資源、管理員工的工作分配以及績效、設(shè)計完善流程等。

3.技術(shù)專家或系統(tǒng)工程師

專家提供的是什么?不是源代碼、不是原理圖，而是產(chǎn)品實現(xiàn)的方案、思路以及技術(shù)發(fā)展的方向。

4.創(chuàng)業(yè)

雖然國家鼓勵這樣做，但創(chuàng)業(yè)是困難的，如果創(chuàng)業(yè)賣硬件，就更難了。做好準(zhǔn)備，也是一個選擇。

無論選擇什么方向，對我們這群目前畢業(yè)幾年還在底層的硬件工程師來說最需要做的就是積累，明白自己的路需要什么。

三、硬件工程師所需關(guān)注的事情

關(guān)注本職工作以外的事情

1.技術(shù)上，關(guān)注軟件或者FPGA工程師的工作。這不是讓我們學(xué)習(xí)寫代碼，而了解軟件或FPGA實現(xiàn)功能的方法、流程和思想。也就是從系統(tǒng)的角度思考產(chǎn)品是如何工作。研發(fā)的過程會經(jīng)常出現(xiàn)各種BUG，產(chǎn)品出現(xiàn)問題，研發(fā)的每個人都有份，不能說這個問題是軟件BUG，我就不管了。和軟件或FPGA工程師之間都討論或者爭論有利于提高效率，打開思路。

2.關(guān)注市場，也就是提高產(chǎn)品的競爭力，目前國內(nèi)硬件產(chǎn)品貌似不停走向低成本，cost down是公司永恒的主題，越來越多的產(chǎn)品被做爛了。換一個角度思考，市場上那么多同質(zhì)的產(chǎn)品，有沒有不完善的地方?可不可以通過增加某項功能，突出自己產(chǎn)品的競爭力?進而和研發(fā)團隊思考功能如何實現(xiàn)。

3.關(guān)注項目管理、質(zhì)量管理上的事情，硬件工程師不可避免要面對這些問題，產(chǎn)線的問題要找你，物料供應(yīng)的事情要找你，產(chǎn)品返修要找你，現(xiàn)場維護要找你，這些都是提升的機會，問題來了要用科學(xué)的方法做事情，多學(xué)習(xí)質(zhì)量管理，可靠性設(shè)計的知識。

注重學(xué)習(xí)，任何行業(yè)的人都要不停的學(xué)習(xí)

個人覺得硬件工程師需要知識儲備比較多，電子信息領(lǐng)域的技術(shù)和知識本來就很多，人需要不斷的學(xué)習(xí)。我大概列舉一些，是自己工作以來學(xué)習(xí)的方向，當(dāng)然工作中會不到遇到各種更新更深入的問題需要學(xué)習(xí)。

1.EMC與安規(guī)

EMC與安規(guī)在規(guī)模較大的公司都有專門的團隊，但小公司只能硬件工程師親手來。

CE認證測試項目最多，學(xué)習(xí)可以先關(guān)注CE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。不同行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，汽車電子和信息技術(shù)設(shè)備的測試方法和要求都不一樣。

EMC理論個人覺得已經(jīng)發(fā)展的比較形象(不像電磁場那么理論抽象)，精髓就是EMC三要素，干擾源、敏感源和耦合路徑。設(shè)計分析就是關(guān)注共模電路的回流路徑或者泄放路徑

2.RF與天線

同樣的RF與天線在規(guī)模較大的公司也有專門的團隊。

行業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，硬件工程師的RF和天線設(shè)計工作基本就是選型了。因此，需要明白一些基本的參數(shù)如增益、P1dB、IP2、IP3、天線的方向性等等。

3.電源

電源部門在規(guī)模較大的公司也有專門的團隊，無論板級DCDC電源還是電源適配器都有專人完成設(shè)計、選型或測試工作，硬件工程師應(yīng)用時標(biāo)準(zhǔn)電路拿來用即可。

關(guān)于電源大概就以下幾個方面。

DCDC有幾種基本拓撲?效率與什么有關(guān)?

LDO原理是什么?設(shè)計需要注意哪些參數(shù)?

POE協(xié)議是否熟悉?

4.時鐘

晶體和晶振有什么區(qū)別?怎么設(shè)計?

時鐘信號有哪些關(guān)鍵參數(shù)?

PLL的原理是什么?環(huán)路帶寬是什么意思?PLL失鎖的可能有哪些?

時鐘芯片如何選型?

5.小模擬電路和小邏輯電路

硬件工程師的工作是系統(tǒng)級應(yīng)用，不是IC設(shè)計的大神，工作中很少用分立器件設(shè)計電路。

二極管、三極管、MOS管和運放的特性要熟悉會分析，簡單的電路要設(shè)計。

如三極管電平轉(zhuǎn)換電路怎么設(shè)計，為毛低溫就不工作了?

如MOS管雙向電平轉(zhuǎn)換怎么設(shè)計?要關(guān)注什么參數(shù)?

如MOS管的米勒效應(yīng)，能不能定量的用公式分析?

6.高速信號及信號完整性

建立時間與保持時間?

時鐘的抖動分哪幾類?

數(shù)據(jù)相關(guān)抖動是什么?

CDR是什么?

抖動與誤碼率的關(guān)系是什么?

EQ、去加重、預(yù)加重?

7.低速信號

I2C、UART、SPI是什么?會不會通過示波器測量判斷通信數(shù)據(jù)對不對?

8.RAM 和ROM

NAND FLASH和NOR FLASH有什么區(qū)別?

DDR3 SDRAM原理是什么?CL、AL、RL、WL是什么?各種參數(shù)的會不會設(shè)置?

9.CPU、SOC、FPGA

X86、ARM、MIPS、POWERPC有什么區(qū)別?

FPGA設(shè)計需要注意什么?IC設(shè)計領(lǐng)域了解嘛?

關(guān)注自己的行業(yè)

不同行業(yè)的技術(shù)是不一樣的，應(yīng)用環(huán)境及解決方案也不一樣

如你是設(shè)計智能電視的

1、視頻相關(guān)知識?BT1120是啥?H.264是啥?YUV是啥?4：2：2是啥?什么是HDMI?具體協(xié)議是啥?

2、思考下產(chǎn)品，內(nèi)容重要還是硬件重要?能不能優(yōu)化下3D?

如你是設(shè)計交換機的

1.802.3了解嘛?啥是MAC?啥是PHY?GMII接口如何設(shè)計?

2.交換機如何工作的?VLAN是啥?

3.客戶是啥?教育網(wǎng)還是運營商?

如果你設(shè)計無線路由器的

1.802.11 a/b/g/n/ac的區(qū)別?TCP/IP協(xié)議是啥?ARP是啥?路由的工作原理?

2.天線如何設(shè)計的?增益、方向圖是什么?各種PA、LNA如何選型?

3.客戶是啥，需求如何?150塊賣給普通人，還是1000塊賣給企業(yè)級用戶?

以上都是我思考的一些點，水平有限，也不夠深入。

四、最后幾點

硬件工程師最大的優(yōu)勢就是在研發(fā)工作中可以涉及到各種各樣的問題、學(xué)習(xí)各個領(lǐng)域的知識，這是成長的基石，不停地總結(jié)，可以從整個產(chǎn)品的角度思考問題。有人說什么都懂得一點的人注定只是普通的硬件工程師，但我們必須都要懂一點，這是硬件工程師的基礎(chǔ)。但我們還需要在自己的領(lǐng)域成為專家，因此需要在技術(shù)上對一個行業(yè)非常的了解。

個人覺得有兩個領(lǐng)域值得去深入研究，以后是物聯(lián)網(wǎng)的時代，網(wǎng)絡(luò)和無線通信的應(yīng)用會越來越多。

1.網(wǎng)絡(luò)

也是交換機和路由器等應(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.無線通信

如移動通訊、WIFI、sub 1GHz等等應(yīng)用會越來越多，之前國家發(fā)布的什么旅游規(guī)劃，有一條就是景區(qū)要實現(xiàn)免費WIFI覆蓋。無線通信也基本是802.x協(xié)議族。基帶和RF都可以深入學(xué)習(xí)。