硬件工程师必杀技免费
硬件工程专业面试题目(3篇)
第1篇一、基础知识1. 请简要介绍电子电路的基本组成和功能。
2. 什么是基尔霍夫定律？请分别说明基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
3. 什么是晶体管？请列举晶体管的三种主要类型及其特点。
4. 请解释什么是放大电路？放大电路的主要参数有哪些？5. 什么是反馈电路？请列举反馈电路的几种类型及其应用。
6. 什么是频率响应？如何判断一个放大电路的稳定性？7. 什么是差分放大电路？为什么差分放大电路在模拟电路中应用广泛？8. 请解释什么是PCB（印刷电路板）？PCB设计过程中需要注意哪些问题？9. 什么是EMC（电磁兼容性）？为什么硬件工程师需要关注EMC？10. 请列举几种常见的无源元件及其符号和功能。
二、电路设计与分析1. 请设计一个简单的放大电路，并分析其性能参数。
2. 请设计一个稳压电路，并说明其工作原理和适用场景。
3. 请设计一个滤波电路，并分析其滤波效果。
4. 请设计一个开关电源，并说明其工作原理和主要参数。
5. 请设计一个PWM（脉冲宽度调制）电路，并分析其控制原理。
6. 请设计一个通信接口电路，并说明其工作原理和协议。
7. 请设计一个传感器电路，并分析其信号处理方法。
8. 请设计一个电源管理电路，并说明其功能。
三、数字电路与系统1. 请解释什么是数字电路？数字电路与模拟电路的主要区别是什么？2. 什么是逻辑门？请列举常见的逻辑门及其功能。
3. 什么是触发器？请列举几种常见的触发器及其功能。
4. 什么是时序电路？请列举几种常见的时序电路及其功能。
5. 什么是组合电路？请列举几种常见的组合电路及其功能。
6. 什么是微处理器？请列举微处理器的主要功能。
7. 什么是总线？请列举总线的主要类型及其特点。
8. 什么是嵌入式系统？请列举嵌入式系统的主要特点。
四、硬件描述语言与FPGA1. 什么是硬件描述语言（HDL）？请列举几种常见的HDL及其特点。
2. 什么是FPGA（现场可编程门阵列）？FPGA的主要特点是什么？3. 请用Verilog或VHDL设计一个简单的数字电路，并说明其工作原理。
成为合格的硬件工程师的基本知识
成为合格的硬件工程师的最基本知识目的：鉴于实质经验和实质项目详尽理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。
1）基本设计规范2） CPU 基本知识、架构、性能及选型指导3） MOTOROLA 企业的 PowerPC 系列基本知识、性能详解及选型指导4）网络办理器 (INTEL 、MOTOROLA 、IBM) 的基本知识、架构、性能及选型5）常用总线的基本知识、性能详解6）各样储存器的详尽性能介绍、设计重点及选型7） Datacom、Telecom 领域常用物理层接口芯片基本知识，性能、设计重点及选型8）常用器件选型重点和精髓9） FPGA、CPLD 、EPLD 的详尽性能介绍、设计重点及选型指导10） VHDL 和 Verilog HDL 介绍11）网络基础12）国内大型通讯设施企业硬件研究开发流程；二．最流行的 EDA 工具指导娴熟掌握并使用业界最新、最流行的专业设计工具1） Innoveda 企业的 ViewDraw ，PowerPCB，Cam3502） CADENCE 企业的 OrCad， Allegro ，Spectra3） Altera 企业的 QUARTUS II4）学习娴熟使用VIEWDRAW 、ORCAD 、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO 、CAM350 、MAX+PLUS II 、ISE、FOUNDATION等工具；5） XILINX企业的FOUNDATION、ISE一．硬件整体设计掌握硬件整体设计所一定具备的硬件设计经验和设计思路1）产品需求剖析2）开发可行性剖析3）系统方案调研4）整体架构， CPU 选型，总线种类5）数据通讯和电信领域主流CPU：M68k 系列，PowerPC860,PowerPC8240,8260系统构造，性能及对照;6）整体硬件构造设计及应注意的问题；7）通讯接口种类选择8）任务分解9）最小系统设计；10） PCI 总线知识和规范；11）怎样在整体设计阶段防止出现致命性错误；12）怎样合理地进行任务分解以达到事半功倍的成效?13）项目事例：中、低端路由器等二．硬件原理图设计技术目的：经过详细的项目事例，详尽进行原理图设计所有经验，设计重点和精髓揭密。
硬件工程师笔试基础知识
硬件工程师笔试基础知识硬件工程师笔试基础知识大全硬件工程师，最基本的要有良好的电路、数模电、单片机、C语言、FPGA、信号系统等相关知识，并注重平时对其他硬件知识的积累和学习。
那么关于硬件工程师面试需要那些知识呢?下面一起来看看吧!1、同相放大电路加在两输入端的电压大小接近相等2、反相放大电路的重要特征是“虚地”的概念3、PN结具有一种很好的数学模型：开关模型à二极管诞生了à再来一个PN结，三极管诞生了4、高频电路中，必须考虑PN结电容的影响(正向偏置为扩散电容，反相偏置为势垒电容)5、点接触型二极管适用于整流，面接触型二极管适用于高频电路6、硅管正向导通压降0.7V,锗管为0.2V7、齐纳二极管(稳压管)工作于反向击穿状态8、肖特基二极管(Schottky,SBD)适用于高频开关电路，正向压降和反相压降都很低(0.2V)但是反向击穿电压较低，漏电流也较大9、光电二极管(将光信号转为电信号)10、二极管的主要参数：最大整流电流，最大反相电压，漏电流11、三极管有发射极(浓度最高<需要发射电子(空穴)嘛，当然浓度高了>)，集电极，基极(浓度最低)。
箭头写在发射极上面<发射的东西当然需要箭头了!>12、发射极正偏，集电极反偏是让BJT工作在放大工作状态下的前提条件。
三种连接方式：共基极，共发射极(最多，因为电流，电压，功率均可以放大)，共集电极。
判别三种组态的.方法：共发射极，由基极输入，集电极输出;共集电极，由基极输入，发射极输出;共基极，由发射极输入，集电极输出。
13、三极管主要参数：电流放大系数β，极间反向电流，(集电极最大允许电流，集电极最大允许耗散功率，反向击穿电压=3个重要极限参数决定BJT工作在安全区域)14、三极管数学模型：单管电流放大15、射极偏置电路：用于消除温度对静态工作点的影响(双电源更好)16、三种BJT放大电路比较：共射级放大电路，电流、电压均可以放大。
计算机硬件工程师证书 百科
计算机硬件工程师证书百科
计算机硬件工程师证书是由教育部认可的一种与计算机硬件开发工作相关的职
业资格证书，属于国家职业技能标准中的高级工种（技师）。
获得计算机硬件工程师证书，需要具备一定的基础知识和技能。
首先，需要具备扎实的数学、物理、电路原理等基础学科知识。
同时也需要了解计算机硬件的基本原理、组成结构和功能特点，掌握计算机硬件设备的拆装与维修知识，了解计算机系统的软硬件的协同工作原理及其内在联系。
还需要掌握各种常用的软件工具和测试仪器的使用方法，并具备一定的编程能力和调试能力。
获得计算机硬件工程师证书后，可以在计算机硬件系统集成、维修与保障、应用软件开发、电子商务等多个领域工作。
例如，在计算机硬件系统集成方面，可以承担计算机硬件系统设计或集成工作，并对计算机硬件产品进行测试、改进和完善；在计算机维护与保障方面，能够熟练掌握计算机维护技术，包括故障诊断、紧急救援、维护预防等工作；在应用软件开发方面，可以在计算机硬件环境下进行软件开发和测试工作，完成多种功能完善、性能卓越的计算机应用软件；在电子商务方面，能够应用计算机硬件专业技能，为企业开发电子商务应用，建设网络营销平台，提高企业信息化程度。
总之，计算机硬件工程师证书是一个具有较高职业价值和竞争力的职业资格证书，它涉及计算机硬件所有的领域和技术，获得该证书后可以在计算机硬件领域里从
事多种不同的工作。
分享几十篇硬件工程师笔记
分享几十篇硬件工程师笔记以下转自AndrewChu gitee# 1. 前言[所有笔记的链接](/AndrewChu/hardware-design)所有的文字都是作者一个一个码出来的，花了很多的时间和精力。
创作不易，大家要是有Gitee的账号，那就给我点个Star把。
一个优秀的工程师，不是**业务驱动型**，而是**技术驱动型**。
这个也是为什么真正优秀的公司都是**面试造火箭，实际拧螺丝**的原因。
很多人只会描述自己的业务，自己的项目，但是对于电路深层次的原理则是一无所知。
**理论和实践是两条腿走路的**，甚至于理论是远高于实践的。
不要只做一个**if else coder**！# 2. Content**偏差和噪声**的区别？什么是**容差**？**RS485和CAN收发器**的区别，以及产生的效果？因为篇幅限制，外加我更想记录自己对一些理论知识的见解，所以有些内容不适合0基础学习。
希望大家**少接触快餐知识**，**少被贩卖焦虑**，多沉下心来自己去消化吸收理论知识，最后再和别人的经验进行参照对比。
内容已经分门别类，请直接点击链接：1. 基本元件：- 说明：基本元件简单，但是都是基于直流低频的模式下。
随着现在电路的工作频率越来越高，元件的寄生参数的作用会越来越明显。
- [Electronic Basics](/AndrewChu/hardware-design/blob/master/R-C-L-D_notes.md)- [BJT-MOSFET_notes](/AndrewChu/hardware-design/blob/master/BJT-MOSFET_notes.md)2. 电源：- 说明：一个好的电源是模数电路的基础。
但是现在的DCDC IC 已经内置了非常多的功能，导致电子工程师对于DCDC的底层原理理解不够，从而把握不住DCDC的设计关键参数，尤其是出现功能性问题和EMC整改的时候是一头雾水。
SMT工程师应具备的设计技能
SMT工程师应具备的设计技能1. PCB设计能力SMT工程师应熟练掌握PCB设计软件，如Altium Designer、Cadence Allegro等，并具备以下设计能力： - 熟悉电路设计原理，能根据需求进行电路图设计。
- 理解电子元器件的特性，合理选择与设计。
- 掌握高速电路布局与线路走线规范，避免信号干扰与串扰。
- 了解电磁兼容与抗干扰设计原则。
2. 元器件选型与采购SMT工程师应具备对电子元器件的选型与采购能力，包括以下方面：- 了解市场上常见的电子元器件，了解它们的特性与性能参数。
- 根据项目需求与成本控制，合理选型元器件。
- 关注市场上的新型元器件与技术趋势，及时更新选型指南。
- 熟悉国内外知名厂商和供应商，能够与他们进行有效地沟通与合作，进行元器件的采购工作。
3. 硬件搭建与调试SMT工程师应具备硬件搭建与调试的能力，以确保电路板正常工作：- 能够正确焊接、安装电子元器件。
- 掌握常见测试仪器的使用方法，如示波器、多用表等。
- 开展电路板的初次调试工作，确保电路性能正常。
- 有解决电路问题的能力，能够进行故障排除与修复。
4. 电路仿真与优化SMT工程师应具备电路仿真与优化的能力，以提高电路性能： - 使用仿真软件，如SPICE等，对电路进行仿真分析。
- 根据仿真结果进行电路优化，提高性能与可靠性。
- 对关键信号进行时序分析，确保电路工作正常。
- 了解电磁兼容与抗干扰技术，保证电路在复杂环境下的稳定性。
5. 模块化设计SMT工程师应具备模块化设计能力，以提高设计效率与可维护性：- 将电路设计模块化，实现功能模块的独立设计。
- 设计可重用的电路模块，提高后续项目开发效率。
- 使用标准接口与封装，提高模块的可集成性。
- 考虑电路的可维护性，便于故障排除与维修。
6. 具备软件开发能力SMT工程师应具备一定的软件开发能力，以配合硬件设计工作： -编写嵌入式软件，如C/C++、Python等。
硬件测试工程师书籍
硬件测试工程师书籍
作为一名硬件测试工程师，需要具备一定的专业知识和技能，才能更好地完成测试工作。
以下是一些推荐的书籍，帮助你更好地提升自己的硬件测试能力。
《硬件测试：从入门到进阶》
这本书是一本较为全面的硬件测试入门书籍，涵盖了硬件测试的基础知识、测试流程、测试方法、测试工具等方面的内容。
书中还介绍了一些实际案例，有助于读者更好地理解测试方法和应用。
《硬件测试技术》
这本书主要介绍了硬件测试的基本原理和方法，包括信号测试、模拟电路测试、数字电路测试等方面的内容。
书中还介绍了一些常用的测试工具和仪器，如示波器、逻辑分析仪等，对于硬件测试工程师来说非常实用。
《硬件可靠性工程》
这本书主要介绍了硬件可靠性工程的基本概念和方法，包括可靠性分析、可靠性设计、可靠性试验等方面的内容。
书中还介绍了一些实际案例，有助于读者更好地理解可靠性工程的应用。
《电子测试技术》
这本书主要介绍了电子测试技术的基本原理和方法，包括信号发生器、示波器、频谱分析仪等方面的内容。
书中还介绍了一些实际案例，有助于读者更好地理解电子测试技术的应用。
《计算机硬件基础》
这本书主要介绍了计算机硬件的基本原理和组成，包括CPU、内存、硬盘等方面的内容。
书中还介绍了一些实际案例，有助于读者更好地理解计算机硬件的工作原理和应用。
以上这些书籍都是非常有用的参考书籍，可以帮助你更好地了解硬件测试工程师的工作内容和技能要求。
当然，除了这些书籍之外，还可以通过其他途径来学习相关知识，如参加培训课程、实践经验积累等。
硬件工程师电路设计必须紧记的十个要点
硬件工程师电路设计必须紧记的十个要点第一篇：硬件工程师电路设计必须紧记的十个要点一、电源是系统的血脉，要舍得成本，这对产品的稳定性和通过各种认证是非常有好处的。
1.尽量采用∏型滤波，增加10uH电感，每个芯片电源管脚要接104旁路电容;2.采用压敏电阻或瞬态二极管，抑制浪涌；3.模电和数电地分开，大电流和小电流地回路分开，采用磁珠或零欧电阻隔开；4.设计要留有余量，避免电源芯片过热，攻耗达到额定值的50%要用散热片。
二、输入IO记得要上拉；三、输出IO记得核算驱动能力；四、高速IO，布线过长采用33殴电阻抑制反射；五、各芯片之间电平匹配；六、开关器件是否需要避免晶体管开关时的过冲特性；七、单板有可测试电路，能独立完成功能测试；八、要有重要信号测试点和接地点；九、版本标识；十、状态指示灯。
如果每次的原理图设计，都能仔细的核对上面十点，将会提高产品设计的成功率，减少更改次数，缩短设计周期。
第二篇：硬件电路设计工程师实战培训课程硬件电路设计工程师实战培训课程培训教学大纲：一、模拟数字电路基础知识二、PROTEL,PADS工具软件使用三、单片机简易开发板PCB的设计四、电阻电容电感二极管三极管的常见分类及使用——直流电源设计五、放大器及比较器常用IC及音响电路设计六、通用逻辑电路应用及交通灯系统设计七、存储器常用类别接口及单片机扩展存储器接口电路设计八、A/D,D/A常用器件类别及电子温度计电路设计九、通信接口常用器件类别及接口电路设计与分析RS-232,RS-485,CAN,USB,LVDS,UART,IEEE1394,MODEM,RF，红外，光纤十、逻辑分析仪使用十一、显示驱动电路常用器件类别及接口电路设计：LED LCD VGA十二、音频常用芯片及公交报站器电路设计十三、电源管理常用器件及智能充电器电路设计十四、保护性电路设计；十五、常用功率器件，开关器件及家用电器控制电路十六、传感器常用器件及智能仪表电路设计十七、FPGA/CPLD/DSP常用接口及应用电路设计十八、PC常用接口及四层主板电路设计分析十九、红外探测报警电路二十、MP3电路设计分析二十一、数码相框电路设计分析二十二、信号完整性分析及高频电路板设计二十三、频谱分析仪使用、射频常用器件仪器及对讲机电路设计第三篇：硬件工程师必须掌握的内容硬件工程师必须掌握的内容一、基本点1）基本设计规范2）CPU基本知识、架构、性能及选型指导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)的基本知识、架构、性能及选型5）常用总线的基本知识、性能详解6）各种存储器的详细性能介绍、设计要点及选型7）Datacom、Telecom领域常用物理层接口芯片基本知识,性能、设计要点及选型8）常用器件选型要点与精华9）FPGA、CPLD、EPLD的详细性能介绍、设计要点及选型指导10）VHDL和Verilog HDL介绍11）网络基础12）国内大型通信设备公司硬件研究开发流程;二．最流行的EDA工具指导熟练掌握并使用业界最新、最流行的专业设计工具1）Innoveda公司的ViewDraw,PowerPCB,Cam3502）CADENCE公司的OrCad, Allegro,Spectra3）Altera公司的Quartus II4）学习熟练使用VIEWDRAW、ORCAD、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO、CAM350、Quartus II、ISE、FOUNDATION等工具;5）XILINX公司的FOUNDATION、ISE三、具体流程：（一）硬件总体设计掌握硬件总体设计所必须具备的硬件设计经验与设计思路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注意的问题;7）通信接口类型选择8）任务分解9）最小系统设计;10）PCI总线知识与规范;11）如何在总体设计阶段避免出现致命性错误;12）如何合理地进行任务分解以达到事半功倍的效果?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,详细进行原理图设计全部经验,设计要点与精髓揭密。
硬件工程师岗评分标准
硬件工程师岗评分标准硬件工程师岗位作为一项具有重要影响力的技术职位，需要具备一系列特定的技能和素质。
为了有效评估硬件工程师的能力和表现，制定一套评分标准是必要的。
本文将介绍硬件工程师岗评分标准，包括技术能力、问题解决能力、团队合作精神和沟通能力四个方面。
一、技术能力1.专业知识：硬件工程师需要具备扎实的电子和计算机知识，了解各类硬件设备的原理、操作和维护。
2.设计能力：能够独立完成硬件系统的设计和开发，包括电路原理图设计、PCB设计等。
3.硬件调试能力：具备解决硬件故障和异常的能力，能够独立完成硬件测试和调试工作。
4.新技术应用能力：紧跟硬件领域的最新发展，掌握新技术并在实际项目中灵活应用。
二、问题解决能力1.分析能力：对硬件问题能够进行深入的分析和诊断，找出问题的根本原因。
2.解决方案：能够提出切实可行的解决方案，并进行有效实施。
3.创新思维：能够独立思考，提出新颖的解决问题的方法和思路。
4.应急处理能力：在遇到紧急情况时，能够迅速作出反应，采取有效的措施解决问题。
三、团队合作精神1.沟通协作能力：具备良好的团队协作和沟通能力，能够与软件工程师、项目经理等其他团队成员有效合作。
2.互助精神：愿意主动帮助他人，共同推动团队工作的进展。
3.责任心：对团队的目标和工作任务负责，积极配合团队其他成员完成工作。
四、沟通能力1.书面表达能力：能够清晰、准确地书写技术文档和报告，确保信息传递的准确性。
2.口头表达能力：能够清晰、流畅地与他人沟通，表达自己的观点和想法。
3.听取反馈：善于倾听他人的建议和意见，及时调整自己的表达方式。
综上所述，硬件工程师岗评分标准主要包括技术能力、问题解决能力、团队合作精神和沟通能力四个方面。
评估一个硬件工程师的能力时，应综合考虑以上的各项评分标准，并结合具体项目和团队需求做出评估。
这样的评分标准能够帮助企业招聘评估合适的硬件工程师，进而提高团队的整体运作效率。
文章到此完结。
谈谈硬件工程师要学习的东西
谈谈硬件工程师要学习的东西下面是别人写两篇文章，可以看看，第一篇“硬件工程师发展的几个方向”。
对于硬件来讲有几个方向，就单纯信号来分为数字和模拟，模拟比较难搞，一般需要很长的经验积累，单单一个阻值或容值的精度不够就可能使信号偏差很大。
因此年轻人搞的较少，随着技术的发展，出现了模拟电路数字化，比如手机的Modem射频模块，都采用成熟的套片，而当年国际上只有两家公司有此技术，自我感觉模拟功能不太强的人，不太适合搞这个，如果真能搞定到手机的射频模块，只要达到一般程度可能月薪都在15K以上。
另一类就是数字部分了，在大方向上又可分为51/ARM的单片机类，DSP类，FPGA类，国内FPGA的工程师大多是在IC设计公司从事IP核的前端验证，这部分不搞到门级，前途不太明朗，即使做个IC前端验证工程师，也要搞上几年才能胜任。
DSP硬件接口比较定型，如果不向驱动或是算法上靠拢，前途也不会太大。
而ARM单片机类的内容就较多，业界产品占用量大，应用人群广，因此就业空间极大，而硬件设计最体现水平和水准的就是接口设计这块，这是各个高级硬件工程师相互PK，判定水平高低的依据。
而接口设计这块最关键的是看时序，而不是简单的连接，比如PXA255处理器I 2C要求速度在100Kbps，如果把一个I2C外围器件，最高还达不到100kbps的与它相接，必然要导致设计的失败。
这样的情况有很多，比如51单片机可以在总线接LCD，但为什么这种LCD就不能挂在ARM的总线上，还有ARM7总线上可以外接个Winband的SD卡控制器，但为什么这种控制器接不到ARM9或是Xscale处理器上，这些都是问题。
因此接口并不是一种简单的连接，要看时序，要看参数。
一个优秀的硬件工程师应该能够在没有参考方案的前提下设计出一个在成本和性能上更加优秀的产品，靠现有的方案，也要进行适当的可行性裁剪，但不是胡乱的来，我遇到一个工程师把方案中的5V变1.8V的DC芯片，直接更换成LDO，有时就会把CPU烧上几个。
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1 充分了解各方的设计需求,确定合适的解决方案
启动一个硬件开发项目,原始的推动力会来自于很多方面,比如市场的需要,基于整个系统架
构的需要,应用软件部门的功能实现需要,提高系统某方面能力的需要等等,所以作为一个硬
件系统的设计者,要主动的去了解各个方面的需求,并且综合起来,提出最合适的硬件解决方
案。比如A项目的原始推动力来自于公司内部的一个高层软件小组,他们在实际当中发现原
有的处理器板IP转发能力不能满足要求,从而对于系统的配置和使用都会造成很大的不便,
所以他们提出了对新硬件的需求。根据这个目标,硬件方案中就针对性的选用了两个高性能
网络处理器,然后还需要深入的和软件设计者交流,以确定内存大小,内部结构,对外接口和
调试接口的数量及类型等等细节,比如软件人员喜欢将控制信令通路和数据通路完全分开来,
这样在确定内部数据走向的时候要慎重考虑。项目开始之初是需要召开很多的讨论会议的,
应该尽量邀请所有相关部门来参与,好处有三个,第一可以充分了解大家的需要,以免在系统
设计上遗漏重要的功能,第二是可以让各个部门了解这个项目的情况,提早做好时间和人员
上协作的准备,第三是从感情方面讲,在设计之初各个部门就参与了进来,这个项目就变成了
大家共同的一个心血结晶,会得到大家的呵护和良好合作,对完成工作是很有帮助的。
2 原理图设计中要注意的问题
原理图设计中要有“拿来主义”,现在的芯片厂家一般都可以提供参考设计的原理图,所以要
尽量的借助这些资源,在充分理解参考设计的基础上,做一些自己的发挥。当主要的芯片选定
以后,最关键的外围设计包括了电源,时钟和芯片间的互连。
电源是保证硬件系统正常工作的基础,设计中要详细的分析：系统能够提供的电源输入;单板
需要产生的电源输出;各个电源需要提供的电流大小;电源电路效率;各个电源能够允许的波
动范围;整个电源系统需要的上电顺序等等。比如A项目中的网络处理器需要1.25V作为核
心电压,要求精度在＋5%- －3%之间,电流需要12A左右,根据这些要求,设计中采用5V的电
源输入,利用Linear的开关电源控制器和IR的MOSFET搭建了合适的电源供应电路,精度要
求决定了输出电容的ESR选择,并且为防止电流过大造成的电压跌落,加入了远端反馈的功
能。
时钟电路的实现要考虑到目标电路的抖动等要求,A项目中用到了GE的PHY器件,刚开始的
时候使用一个内部带锁相环的零延时时钟分配芯片提供100MHz时钟,结果GE链路上出现了
丢包,后来换成简单的时钟Buffer器件就解决了丢包问题,分析起来就是内部的锁相环引入
了抖动。
芯片之间的互连要保证数据的无误传输,在这方面,高速的差分信号线具有速率高,好布线,
信号完整性好等特点,A项目中的多芯片间互连均采用了高速差分信号线,在调试和测试中
没有出现问题。
3 PCB设计中要注意的问题
PCB设计中要做到目的明确,对于重要的信号线要非常严格的要求布线的长度和处理地环路,
而对于低速和不重要的信号线就可以放在稍低的布线优先级上。重要的部分包括：电源的分
割;内存的时钟线,控制线和数据线的长度要求;高速差分线的布线等等。
A项目中使用内存芯片实现了1G大小的DDR memory,针对这个部分的布线是非常关键的,要
考虑到控制线和地址线的拓扑分布,数据线和时钟线的长度差别控制等方面,在实现的过程
中,根据芯片的数据手册和实际的工作频率可以得出具体的布线规则要求,比如同一组内的
数据线长度相差不能超过多少个mil,每个通路之间的长度相差不能超过多少个mil等等。
当这些要求确定后就可以明确要求PCB设计人员来实现了,如果设计中所有的重要布线要求
都明确了,可以转换成整体的布线约束,利用CAD中的自动布线工具软件来实现PCB设计,这
也是在高速PCB设计中的一个发展趋势。
4 检查和调试
当准备调试一块板的时候,一定要先认真的做好目视检查,检查在焊接的过程中是否有可见
的短路和管脚搭锡等故障,检查是否有元器件型号放置错误,第一脚放置错误,漏装配等问题,
然后用万用表测量各个电源到地的电阻,以检查是否有短路,这个好习惯可以避免贸然上电
后损坏单板。调试的过程中要有平和的心态,遇见问题是非常正常的,要做的就是多做比较和
分析,逐步的排除可能的原因,要坚信“凡事都是有办法解决的”和“问题出现一定有它的原
因”,这样最后一定能调试成功。
5 一些总结的话
现在从技术的角度来说,每个设计最终都可以做出来,但是一个项目的成功与否,不仅仅取决
于技术上的实现,还与完成的时间,产品的质量,团队的配合密切相关,所以良好的团队协作,
透明坦诚的项目沟通,精细周密的研发安排,充裕的物料和人员安排,这样才能保证一个项目
的成功。
一个好的硬件工程师实际上就是一个项目经理,他/她需要从外界交流获取对自己设计的需
求,然后汇总,分析成具体的硬件实现。还要跟众多的芯片和方案供应商联系,从中挑选出合
适的方案,当原理图完成后,他/她要组织同事来进行配合评审和检查,还要和CAD工程师一
起工作来完成PCB的设计。与此同时,还要准备好BOM清单,开始采购和准备物料,联系加工
厂家完成板的贴装。在调试的过程中他/她要组织好软件工程师来一起攻关调试,配合测试工
程师一起解决测试中发现的问题,等到产品推出到现场,如果出现问题,还需要做到及时的支
持。所以做一个硬件设计人员要锻炼出良好的沟通能力,面对压力的调节能力,同一时间处理
多个事务的协调和决断能力和良好平和的心态等等。
还有细心和认真,因为硬件设计上的一个小疏忽往往就会造成非常大的经济损失,比如以前
碰到一块板在PCB设计完备出制造文件的时候误操作造成了电源层和地层连在了一起,PCB
板制造完毕后又没有检查直接上生产线贴装,到测试的时候才发现短路问题,但是元器件已
经都焊接到板上了,结果造成了几十万的损失。所以细心和认真的检查,负责任的测试,不懈
的学习和积累,才能使得一个硬件设计人员持续不断的进步,而后术业有所小成。
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如何设计一个合适的电源
对于现在一个电子系统来说,电源部分的设计也越来越重要,我想通过和大家探讨一些自己
关于电源设计的心得,来个抛砖引玉,让我们在电源设计方面能够都有所深入和长进。
Q1：如何来评估一个系统的电源需求
Answer：对于一个实际的电子系统,要认真的分析它的电源需求。不仅仅是关心输入电压,
输出电压和电流,还要仔细考虑总的功耗,电源实现的效率,电源部分对负载变化的瞬态响应
能力,关键器件对电源波动的容忍范围以及相应的允许的电源纹波,还有散热问题等等。功耗
和效率是密切相关的,效率高了,在负载功耗相同的情况下总功耗就少,对于整个系统的功率
预算就非常有利了,对比LDO和开关电源,开关电源的效率要高一些。同时,评估效率不仅仅
是看在满负载的时候电源电路的效率,还要关注轻负载的时候效率水平。
至于负载瞬态响应能力,对于一些高性能的CPU应用就会有严格的要求,因为当CPU突然开始
运行繁重的任务时,需要的启动电流是很大的,如果电源电路响应速度不够,造成瞬间电压下
降过多过低,造成CPU运行出错。
一般来说,要求的电源实际值多为标称值的＋－5%,所以可以据此计算出允许的电源纹波,当
然要预留余量的。
散热问题对于那些大电流电源和LDO来说比较重要,通过计算也是可以评估是否合适的。
Q2：如何选择合适的电源实现电路
Answer：根据分析系统需求得出的具体技术指标,可以来选择合适的电源实现电路了。一般
对于弱电部分,包括了LDO（线性电源转换器）,开关电源电容降压转换器和开关电源电感电
容转换器。相比之下,LDO设计最易实现,输出纹波小,但缺点是效率有可能不高,发热量大,
可提供的电流相较开关电源不大等等。而开关电源电路设计灵活,效率高,但纹波大,实现比
较复杂,调试比较烦琐等等。
Q3：如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数
Answer：很多的未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理,比如担心开关
电源的干扰问题,PCB layout问题,元器件的参数和类型选择问题等。其实只要了解了,使用
一个开关电源设计还是非常方便的。
一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分,有些控制器会将MOSFET集成到芯
片中去,这样使用就更简单了,也简化了PCB设计,但是设计的灵活性就减少了一些。
开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统,所以一般都会有一个反馈输出电压的采样
电路以及反馈环的控制电路。因此这部分的设计在于保证精确的采样电路,还有来控制反馈
深度,因为如果反馈环响应过慢的话,对瞬态响应能力是会有很多影响的。
而输出部分设计包含了输出电容,输出电感以及MOSFET等等,这些的选择基本上就是要满足
一个性能和成本的平衡,比如高的开关频率就可以使用小的电感值（意味着小的封装和便宜
的成本）,但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗,从而效率降低。使用低的
开关频率带来的结果则是相反的。
对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是非常关键的,小的ESR可以减小输出
纹波,但是电容成本会增加,好的电容会贵嘛。开关电源控制器驱动能力也要注意,过多的
MOSFET是不能被良好驱动的。
一般来说,开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。