硬件工程师必须掌握基础

第一部分．硬件工程师必须掌握基础知识与经验精华目的：基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。

成为合格的硬件工程师的必备知识，全部来源于工程实践的实际要求.1) 基本设计规范2) CPU基本知识、架构、性能及选型指导（MIPS，POWERPC，X86）3) MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知识、性能详解及选型指导4) 网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)基本知识、架构、性能及选型5) 多核CPU的基础知识及典型应用6) 常用总线的基本知识、性能详解（总线带宽、效率等）7) 各种存储器详细性能介绍,设计要点及选型指导（DDR I，DDR II，L2 CACHE）8) DATACOM、TELECOM常用物理层接口芯片基本知识、性能、设计要点及选型指导9) 常用器件选型指导10)FPGA、CPLD、EPLD的详细性能、设计要点及选型指导11)VHDL or Verilog HDL12)网络基础：交换，路由13)国内大型硬件设备公司的硬件研发规范和研发流程介绍:第二部分．硬件开发工具目的：“工欲善其事，必先利其器”，熟练使用业界最新、最流行的专业设计工具，才可完成复杂的硬件设计。

为了让学员对自己的培训投资能够物超所值,我们不会象某些培训机构那样, 将大量时间浪费在工具的使用上面,课堂上我们将基本不讲授这些工具的使用方法,而是希望学员能够通过自己在课下学习,此部分我们只进行课堂上的关键部分的指导,本部分不是课程的重点内容,虽然工具的使用对于成为合格的硬件工程师是必须和必备的技能;1) INNOVEDA公司的ViewDraw，PowerPCB，Cam3502) CADENCE公司的OrCad，Allegro，Spectra3) Altera公司的MAX+PLUS II4) XILINX公司的FOUNDATION、ISE第三部分．硬件总体设计及原理图设计的核心经验与知识精华此部分，讲师将依据国内著名硬件设备公司的产品开发流程，以基于高速总线结构和高端CPU的几个硬件开发项目为主线，将详细、深入、专业地讲解、剖析硬件总体设计和原理设计的核心经验和知识精华，把业内一些“概不外传”的经验与精髓传授给学员。

我们希望通过"真正的经验传授"使你迅速成长为优秀的硬件总体设计师；核心要点: 1)原理图设计全部经验揭密2) 原理图检查checklist 3) 设计理念的根本改变：“纸上”作业4) 结合已经批量转产的高端产品的原理图（原件）进行讲解1) 产品需求分析2) 开发可行性分析3) 系统方案调研，给出我们自己总结的、非常实用有效的、相关的检查项，4) 硬件总体设计的检查: checklist5) 总体架构，CPU选型，总线类型6) 通信接口类型选择7) 任务分解8) PowerPC系列的原理图设计精华（IBM、FREESCALE）9) 网络处理器原理性设计精华10)图象处理等的原理性设计精华11)多核CPU的原理图设计精华（MIPS）12)低端CPU（ARM、MIPS、IXP425等）原理性设计精华13)网络设备（ROUTER、SWITCH）的原理图设计精华14)总线（PCI，PCI－E，SPI4.2，LVDS等）的原理性设计精华15)内存（DDR I，DDR II，SSB SRAM）的原理性设计精华16)网络处理器原理性设计精华17)通用物理层接口原理性设计精华18)给出我们自己总结的、非常实用有效的原理图检查项，checklist19)大公司在原理设计中曾经犯过的重大错误20)大公司原理图设计规范第四部分硬件PCB图设计经验与知识精华目的：通过具体的项目案例，进行PCB设计全部经验揭密，使你迅速成长为优秀的硬件工程师,核心要点:1) 纸上作业的理念2)拓扑结构的理念3)可生产、可维护的理念4)产品的理念5)一板成功的根本方法6)PCB设计的检查项，checklist 7)结合已经批量转产的高端产品的PCB图（原件）进行讲解1) PCB设计规范及工作流程2) 普通PCB的设计精华3) 高速PCB的设计精华4) PowerPC系列的PCB设计精华5) INTEL公司PC主板的PCB设计精华6) 网络处理器的PCB设计精华7) 低端CPU（ARM、MIPS、IXP425等）PCB设计精华8) 高速总线（PCI，PCI－E，SPI4.2，LVDS等）的PCB设计精华9) 高速存储器：SB—SRAM、DDR I、DDR II、SDRAM、SRAM等的PCB设计精华10)网络设备（ROUTER、SWITCH）的PCB设计精华11)常用物理层接口(百兆、千兆以太网，ATM等)的PCB设计精华12)生产、加工工艺的相关要求，检查项，可生产，可维护13)给出我们自己总结的、非常实用有效的PCB设计的检查项，checklist14)大公司在PCB设计中曾经犯过的重大错误第五部分．硬件调试经验目的：以具体的项目案例，传授硬件调试、测试经验与要点1) 硬件调试等同于黑箱调试，如何快速分析、解决问题？2) 大量调试经验的传授；3) 如何加速硬件调试过程4) 如何迅速解决硬件调试问题5) 硬件设备的CE测试要求6) 如何判别是软件的错？7) 如何与软件进行联合调试？8) 大量的联合调试经验的传授；第六部分项目实例讲解在此阶段，讲师将拿出几个典型的成功项目案例(已经在市场上应用并获得巨大市场效益的硬件项目),从总体设计, 原理图, PCB,硬件调试, 生产工艺等等各个方面,来分别讲解,帮助学员梳理整个知识与经验体系,并力图在硬件研发领域出现质的飞跃;授课过程中，穿插讲解的内容：《硬件工程师职业生涯指导》目的：明确职业发展的方向与定位，真正理解大企业对人才的要求，明确个人在职业技能方面努力的方向。

1）职业生涯咨询与指导2）如何成为优秀的硬件开发工程师并获取高薪与高职？3）硬件工程师的困境与出路4）优秀的硬件工程师的标准如果是从事嵌入式系统的硬件工程师需要懂得一些本系统使用的MCU系统的软件设计，特别是与输入输出口相关的汇编语言命令。

在设计硬件中，兼顾软件的需求。

这样可以使得软件设计更有效率。

系统设计师的一个主要职责就是寻求最佳的软硬件结合模式。

一个合格的硬件工程师.首先应是一个合格的嵌入式软件工程师在嵌入式产品开发过程中,由于嵌入式产品的性能、价格、质量以及生产和售后服务中涉及到的各种测试维修工具主要由硬件来决定，所以嵌入式产品从产品概念设计开始到产品最后的各种认证测试都是以硬件为主的。

但嵌入式系统的硬件又和其它硬件不同，其硬件中的许多元件需要由软件定制，如CPLD，FPGA，而一些关键的算法需要由硬件和软件来协同完成，而且硬件设计在先，如果硬件工程师不懂软件，他就不可能定制硬件，更谈不上和软件协同，因此一个合格的硬件工程师.首先应是一个合格的嵌入式软件工程师。

硬件工程师不但要负责原理图设计、PCB设计还要负责写硬件的测试程序，如果硬件工程师不能用自己写的硬件测试程序检证自己设计的每一项硬件功能都是正确的，则软件工程师可以不接硬件工程师设计的硬件系统。

科目大概有:1．电子技术基础1 ）电场与磁场：库仑定律、高斯定理、环路定律、电磁感应定律。

2 ）直流电路：电路基本元件、欧姆定律、基尔霍夫定律、叠加原理、戴维南定理。

3 ）正弦交流电路：正弦量三要素、有效值、复阻抗、单相和三相电路计算、功率及功率因数、串联与并联谐振、安全用电常识。

4）RC和RL电路暂态过程：三要素分析法。

5 ）变压器与电动机：变压器的电压、电流和阻抗变换、三相异步电动机的使用、常用继电-接触器控制电路。

6 ）二极管及整流、滤波、稳压电路7 ）三极管及单管放大电路8 ）运算放大器：理想运放组成的比例、加减和积分运算电路。

9）门电路和触发器：基本门电路RS、D、JK触发器。

10）懂得电子产品工艺流程11）了解计算机电路设计了解EDA电路设计方法会用Protel设计电路原理图会用Protel设计印制电路板了解其他的设计软件12）了解电子产品的结构和装配13）懂得调试和检修2．模拟电子技术1）了解半导体及二极管2）了解放大电路3）了解线性集成运算放大器和运算电路4）了解信号处理电路5）了解信号发生电路6）了解功率放大电路7）了解直流稳压电源3．数字电子技术1）懂得数字电路基础知识2）了解集成逻辑门电路3）懂得数字基础及逻辑函数化简4）了解集成组合逻辑电路5）了解触发器的工作原理6）了解时序逻辑电路7）理解脉冲波形的产生7.1 了解TTL与非门多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的结构、工作原理、参数计算和应用8）数模和模数转换8.1 了解逐次逼近和双积分模数转换工作原理；R-2R网络数模转换工作原理；模数和数模转换器的应用场合8.2 掌握典型集成数模和模数转换器的结构8.3 了解采样保持器的工作原理4．现代通信技术1）软交换技术了解软交换的概念了解软交换的网络结构了解软交换的应用2）多协议标记交换（MPLS）理解MPLS技术的主要特点理解MPLS的工作原理及体系结构3）通用多协议标记交换（GMPLS）了解通用标记结构理解通用标记交换路径了解链路管理4）现代宽带接入新技术了解电信网接入技术了解计算机网接入技术了解有线电视网接入技术了解其他网接入技术5）非对称数字用户环路（ADSL）理解ADSL的标准理解ADSL网络结构了解ADSL的传输理解ADSL接入传输系统的特点了解ADSL的应用及其存在的缺陷5．单片机应用系统1）了解单片机的分类及应用领域2）单片机I/O口的特点及操作了解89S（C）51单片机I/O口的特点了解89S（C）51单片机I/O口的使用技巧了解89S（C）51单片机I/O口在后向通道中的应用3）显示及显示器接口理解LED显示器的基本结构和原理了解LED显示器与单片机的接口懂得LED显示器与51单片机接口的软件实现方法了解LED显示的串行接口方式了解LED显示需要注意的问题4）单片机串行通信软硬件的实现了解89S（C）51单片机串口结构及其工作方式了解RS-232接口电路和单片机通信程序设计5）Windows环境下单片机与PC机串行通信的实现方法了解下位机（单片机部分）串行通信的实现方法了解Windows环境下上位机与单片机接口程序设计6．了解看门狗及其软硬件实现方法CMOS数字集成电路1）理解MOS场效应管的制造2）了解MOS晶体管3）了解动态逻辑电路4）了解半导体存储器5）了解低功耗CMOS逻辑电路6）了解芯片输入输出电路7．信号与系统分析1）了解信号与系统的基本概念2）理解连续系统的时域分析3）理解连续信号的频谱——傅立叶变换4）理解连续系统的频域分析5）理解连续时间信号与系统的复频域分析6）理解离散时间信号与系统的时域分析7）理解Z变换和离散时间系统的Z域分析8）懂得状态变量分析法电力电子器件模拟电子技术数字电子技术现代通信技术CMOS数字集成电路单片机应用系统信号与系统分析。