硬件入门篇二 · 硬件工程师介绍

前言

了解一个职业所需要技术和能力的最好办法就是去关注这个岗位的招聘要求

        编者认为经常关注招聘网站信息是个好事，了解市场企业人才能力需求，以市场需要为导向，去看市场与公司缺少什么需要什么，看是否符合自己的职业发展规划，人的精力是有限的，硬件的广度是无限的。编者所在的行业大牛也经常对编者说自己所接触不过冰山一角，硬件的学习最好是一专多精，专注于自己所喜的某个领域深入学习，其他方面也多多接触，比如现在做硬件不能只做硬件，测试程序软件编程多少要会一点，产品设计的流程要清楚一些，还有和软件协作，与采购沟通，同生产测试合作，都避免不了与人沟通交际。

        特别是刚毕业或者面临毕业的想要入行硬件的小白，编者也是从这个阶段过来的，在公司工作和在学校学习是完全不同的概念，公司要做的是被市场需要和肯定的产品，要综合考虑产品的制作成本、安全性、可靠性等，维持公司的可持续发展。建议读者也要在工作时多多留心，干技术的时候就好好虚心求教，认真钻研，同时也要试着理解公司的一些产品布局、竞争和决定，也为自己的发展或者以后晋升提前布局。接下来为读者会浅析与硬件相关的一些岗位，并分享硬件工程师的日常工作和一些有用的网站。

一、硬件工程师不同领域介绍

编者就以往找工作的经验大概列举几个与硬件相关的职位：

1.1 硬件工程师(宽泛)

主要负责设计、开发和维护计算机硬件、嵌入式系统、电路板和其他电子设备。较专注于硬件组件的选择、电路设计、系统集成和调试。 硬件工程师可能涉及到处理器设计、电路板布局、网络设备、嵌入式系统等领域，根据所在行业与从业者的技能掌握又有不同的区分

1.1.1 数电工程师(基带工程师)

以数字电路为主的硬件工程师，负责产品的硬件基带部分的前期方案设计和评估、原理图和PCB设计开发、单板和整机的研发自测和调试，分析和解决单板和整机测试过程中出现的问题，负责产品试产和小批量转产的技术支持，分析和解决试产过程中的问题，更适合电子/自动化/通讯相关的理工类人士

1.1.2 模电工程师(射频工程师)

以模拟电路为主的工程师，主要负责硬件中的一些信号完整性设计，更关注信号的调制，信号的传输质量、时序、EMI等，如电源工程师，还有一些芯片行业的硬件工程师

1.1.3 layout工程师(专业绘制PCB)

专业绘制PCB的工程师，一些大的公司将硬件PCB电路板绘制的工作分离出来，就是Layout 工程师，方便管理和提高效率，但是工作强度一般比较大，而且只会绘制，不太懂硬件原理，未来发展比较受限

1.2电子工程师

主要负责设计、开发和维护电子设备、电路和系统。 通常专注于电子元件、集成电路、信号处理和电子系统的设计和开发。 电子工程师可能涉及到电路板设计、电源管理、数字信号处理、嵌入式系统等领域。 虽然电子工程师和硬件工程师在某些方面有所重叠，但他们的职责和专业领域略有不同。电子工程师更加关注电子元件和电路的设计和开发，而硬件工程师则是关注整个硬件系统的设计与开发。

1.3单片机工程师

工作任务大都是完成模块化的功能组件，既要做硬件，也要做软件。一般为软件为主，硬件为辅。通常是小公司需求比较大。一般初期都是单片机工程师，在产品难度增加，个人时间和精力有限，就要往软件和硬件着某一方向深入发展。

二、日常工作任务

硬件工程师的工作，随着工作的年限增长与技术增进会有所区别，刚入门的工程师更多的还是处于产品生命期的尾部，从事一些助理工作，比如在公司现有的硬件平台上删删改改，维护或者优化，整理公司目前在做的一些硬件BOM清单，经常需要测试调试简单的板卡，完成一些简单的layout设计，体量稍大的公司通常有专业的layout工程师专门负责绘制，但作为硬件工程师也需要掌握必要的软件使用，越是大的公司产品的战线可能会拉的越长，而体量小的公司则是战线紧凑甚至几个人就承包所有的工作。

硬件工程师的任务主要有以下，包括但并不是所有都是一个来做：

2.1 需求分析转化为功能设计

此部分工作一般是由高级硬件工程师来完成，并且要配合企业研发系统其他人员共同商讨，例如工程部、软件部、结构部等，但主要是分配软硬件部门的工作任务，将客户的要求转化成专业技术的实现

2.2 方案设计

将功能设计方案转化为公司项目方案。确定主要器件选型，关键参数，大概成本，时间进度，人员安排还有可能潜在的风险评估等等，主要是项目经理负责统筹管理

2.3 电路设计部分

完成前期器件封装，然后进行原理图设计，并不断评估反复修改，最后PCB绘制，这部分更多会关注信号走线，整板评估

2.4 生产测试板卡

提供板卡文件，整理输送BOM，反复与板厂人员进行核对生产文件的问题和准确性，并将BOM发送采购部，多遍核查供应商所提供的Datasheet是否符合要求。最后将采购好的物料与完成的板卡送至生产完成PCB焊接，硬件工程师可能还需要提供设备装配文件指导

2.5 调试

测试的板卡可能由于设计缺陷导致各种各样的问题，需要不断测试进行解决，比如结构不符，板卡可能要配合整改，掏洞让位或者拼板；或者配合软件确定软件问题位置

2.6 EMC摸底、安规测试

电子设备入市需要过3C或CE认证，需要自己摸底产品能承受多强的外界干扰。通常公司会有专业的测试部，但是硬件工程师也需要配合整改，加磁珠改接线等。后续还有安规测试硬件各个电路的状态

三、硬件工程师所需技能或准备工具

3.1 常用软件

①Altium Designer

AD可以十分快捷的进行原理图设计(PCB Logic)、电路仿真、PCB绘制编辑(PCB layout)、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等。该平台拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程设计人员能将系统设计中的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。Altium Designer 的缺点是对复杂板的设计不及Cadence。但AD适配其他画图软件的转换，建议刚进入硬件工程师岗位或者大学生使用，可以先尝试学会AD，再配合嘉立创EDA使用【本篇4.4有介绍】

Altium Designer 2022安装包及详细步骤：

【百度网盘 请输入提取码】提取码：4567

②KiCad

一个开源的绘图软件，用于创建电子电路原理图、印刷电路板（PCB）和原件的封装，目前也备备受青睐。

​​​​​​下载Download | KiCad EDA

③Cadence/PADS

Cadence与PADS画复杂的板子相对更加有优势，也是大部分公司和企业在用的画图软件。编者在后续的硬件篇章中也会使用PADS 9.5来介绍使用，喜欢的读者可以关注收藏订阅此系列。这几款软件从画原理图（logic）的角度，使用起来都很简单。主要区别都是在绘制PCB（Layout）上，也希望刚入行的一些小白不要把学习的中心放在这些软件上，更多的去理解硬件设计。

④Proteus电路仿真软件

支持电路图设计、PCB布线和电路仿真。Proteus支持单片机应用系统的仿真和调试，使软硬件设计在制作PCB板前能够得到快速验证，不仅节省成本，还缩短了单片机应用的开发周期。

Proteus 8.15安装包及详细步骤：

【百度网盘 请输入提取码】提取码：6789

⑤Multisim电路仿真软件

适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。在模电、数电的复杂电路虚拟仿真方面，是当之无愧的一哥。它有形象化的极其真实的虚拟仪器，无论界面的外观还是内在的功能，都达到了的最高水平。它有专业的界面和分类，强大而复杂的功能，对数据的计算方面极其准确。在电子竞赛的学生中拥有广泛的粉丝，尤其是模拟电路时，用得最多的电路仿真软件就是Multisim。同时，Multisim不仅支持mcu，还支持汇编语言和C语言为单片机注入程序，并有与之配套的制版软件NI Ultiboard10，可以从电路设计到制板layout一条龙服务。但Multisim的缺点是软件过于庞大，对MCU的支持不足，制板等附加功能比不上其他的专门的软件。

Multisim 14.3安装包及详细步骤：

【https://pan.baidu.com/s/1S0iEY96CmQGm1zU_fpwZlA】提取码：5678

3.2 常用仪器与工具

硬件工程师的桌面不像软件一样摆个键盘鼠标就行，硬件工程师吃饭的家伙通常有稳压电源器，万用表，示波器，烙铁，焊枪等。这些是硬件设计或者调试板子时经常会使用到的，要能熟练使用。

四、网站分享

以下分享更适用于学生或者公司无固定的元件供应商的读者，相比于外界资源的分享，更多的资源首先应该是公司内部，公司大都拥有很完善的平台，工作虽然不能说是上升到理想实现，但

4.1 硬创社

嘉立创打造的一款硬件模块商城，可以上传个人原创产品原型或者模块，上传或者资料售卖均有收益，最可贵的是工程师们智慧、创意的呈现与交流。

硬创社 - 好玩的硬件模块设计交流社区 (jlc.com)

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4.2 ALLDATASHEET

收录了很多的硬件数据手册(datasheet)，帮助工程师快速查阅芯片、元件参数

ALLDATASHEET.COM - Electronic Parts Datasheet Search

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4.3 立创商城

学生、初创公司、个人硬件学习的福音，集元件选配、原理图、元件封装、logic、layout、制版为一体的商城，拥有大量的用户，目前立创EDA也拥有了专业版，补足了高速版设计的空缺，元件购买接近成本价，目前也是很多大公司前期打测试板的不二选择，datasheet一键直达，还可以打开数据手册看实物PCB，元件替代的查询也十分便捷。还有很多的比赛，提供原材料，支持有想法有能力的工程师大胆创造。

立创商城_一站式电子元器件采购自营商城-嘉立创电子商城 (szlcsc.com)

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4.4 嘉立创EDA专业版

使用便捷，有官方或者用户上传的原理图与封装库，支持2D、3D，还提供很多的教程，设计完成可以一条龙制板加元件购买。

嘉立创EDA(专业版) - V2.1.40 (lceda.cn)

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