單板硬件開發(fā)(想做硬件研發(fā),需要學哪些知識呢)
1.想做硬件研發(fā),需要學哪些知識呢
硬件開發(fā)流程：
1.明確硬件總體需求情況，如CPU 處理能力、存儲容量及速度，I/O 端口的分配、接口要求、電平要求、特殊電路要求等
2.根據(jù)需求分析制定硬件總體方案，尋求關鍵器件及其技術資料、技術途徑、技術支持，要比較充分地考慮技術可能性、可靠性以及成本控制，并對開發(fā)調試工具提出明確的要求，關鍵器件索取樣品。
3.作硬件詳細設計，包括繪制硬件原理圖、單板功能框圖及編碼、PCB布線，同時完成開發(fā)物料清單、生產文件（Gerber）、物料申領。
4. 領回PCB板及物料后安排焊好2~4 塊單板，作單板調試，對原理設計中的各功能進行調測，必要時修改原理圖并作記錄。
5.軟硬件系統(tǒng)聯(lián)調，一般的單板需硬件人員、單板軟件人員的配合，經(jīng)過單板調試后在原理及PCB布線方面有些調整，需第二次投板。
6.內部驗收及轉中試，試產時，跟蹤產線的問題，積極協(xié)助產線解決各項問題，提高優(yōu)良率，為量產鋪平道路。
7.小批量產。產品通過驗收后，要進行小批量產，摸清生產工藝，測試工藝，為大批量產做準備。
8.大批量產。經(jīng)過小批量產驗證全套電子產品研發(fā)、測試、量產工藝都沒有問題后，可以開始大批量產工作。
其中電子產品開發(fā)完畢后，一般需要有個外殼或者結構體之類的固定電子產品的東西，正常情況下不會直接拿著電路板使用，因此中間還穿插著模具設計、外形設計、開模具、試裝配等工序，大約有將近20多道工序才能完成一個電子產品研發(fā)過程，復雜一些的就更多了。不太清楚都可以直接向北京瑞雪星晨科技有限公司的李工詢問下，此人經(jīng)驗比較豐富，愿意助人。
可以說每一款電子產品研發(fā)都有自己的特點，否則就變成同一款電子產品了，因此遇到具體的電子產品研發(fā)時，還需要根據(jù)其功能特點進行專門分析。
2.硬件開發(fā)的硬件開發(fā)文檔規(guī)范
1、硬件需求說明書 硬件需求說明書是描寫硬件開發(fā)目標，基本功能、基本配置，主要性能指標、運行環(huán)境，約束條件以及開發(fā)經(jīng)費和進度等要求，它的要求依據(jù)是產品規(guī)格說明書和系統(tǒng)需求說明書。
它是硬件總體設計和制訂硬件開發(fā)計劃的依據(jù)，具體編寫的內容有：系統(tǒng)工程組網(wǎng)及使用說明、硬件整體系統(tǒng)的基本功能和主要性能指標、硬件分系統(tǒng)的基本功能和主要性能指標以及功能模塊的劃分等。2、硬件總體設計報告 硬件總體設計報告是根據(jù)需求說明書的要求進行總體設計后出的報告，它是硬件詳細設計的依據(jù)。
編寫硬件總體設計報告應包含以下內容：系統(tǒng)總體結構及功能劃分，系統(tǒng)邏輯框圖、組成系統(tǒng)各功能模塊的邏輯框圖，電路結構圖及單板組成，單板邏輯框圖和電路結構圖，以及可靠性、安全性、電磁兼容性討論和硬件測試方案等。3、單板總體設計方案 在單板的總體設計方案定下來之后應出這份文檔，單板總體設計方案應包含單板版本號，單板在整機中的位置、開發(fā)目的及主要功能，單板功能描述、單板邏輯框圖及各功能模塊說明，單板軟件功能描述及功能模塊劃分、接口簡單定義與相關板的關系，主要性能指標、功耗和采用標準。
4、單板硬件詳細設計 在單板硬件進入到詳細設計階段，應提交單板硬件詳細設計報告。在單板硬件詳細設計中應著重體現(xiàn)：單板邏輯框圖及各功能模塊詳細說明，各功能模塊實現(xiàn)方式、地址分配、控制方式、接口方式、存貯器空間、中斷方式、接口管腳信號詳細定義、時序說明、性能指標、指示燈說明、外接線定義、可編程器件圖、功能模塊說明、原理圖、詳細物料清單以及單板測試、調試計劃。
有時候一塊單板的硬件和軟件分別由兩個開發(fā)人員開發(fā)，因此這時候單板硬件詳細設計便為軟件設計者提供了一個詳細的指導，因此單板硬件詳細設計報告至關重要。尤其是地址分配、控制方式、接口方式、中斷方式是編制單板軟件的基礎，一定要詳細寫出。
5、單板軟件詳細設計 在單板軟件設計完成后應相應完成單板軟件詳細設計報告，在報告中應列出完成單板軟件的編程語言，編譯器的調試環(huán)境，硬件描述與功能要求及數(shù)據(jù)結構等。要特別強調的是：要詳細列出詳細的設計細節(jié)，其中包括中斷、主程序、子程序的功能、入口參數(shù)、出口參數(shù)、局部變量、函數(shù)調用和流程圖。
在有關通訊協(xié)議的描述中，應說明物理層，鏈路層通訊協(xié)議和高層通訊協(xié)議由哪些文檔定義。6、單板硬件過程調試文檔 開發(fā)過程中，每次所投PCB板，工程師應提交一份過程文檔，以便管理階層了解進度，進行考評，另外也給其他相關工程師留下一份有參考價值的技術文檔。
每次所投PCB板時應制作此文檔。這份文檔應包括以下內容：單板硬件功能模塊劃分，單板硬件各模塊調試進度，調試中出現(xiàn)的問題及解決方法，原始數(shù)據(jù)記錄、系統(tǒng)方案修改說明、單板方案修改說明、器件改換說明、原理圖、PCB圖修改說明、可編程器件修改說明、調試工作階段總結、調試進展說明、下階段調試計劃以及測試方案的修改。
7、單板軟件過程調試文檔 每月收集一次單板軟件過程調試文檔，或調試完畢（指不滿一月）收集，盡可能清楚，完整列出軟件調試修改過程。單板軟件過程調試文檔應當包括以下內容：單板軟件功能模塊劃分及各功能模塊調試進度、單板軟件調試出現(xiàn)問題及解決、下階段的調試計劃、測試方案修改。
8、單板系統(tǒng)聯(lián)調報告 在項目進入單板系統(tǒng)聯(lián)調階段，應出單板系統(tǒng)聯(lián)調報告。單板系統(tǒng)聯(lián)調報告包括這些內容：系統(tǒng)功能模塊劃分、系統(tǒng)功能模塊調試進展、系統(tǒng)接口信號的測試原始記錄及分析、系統(tǒng)聯(lián)調中出現(xiàn)問題及解決、調試技巧集錦、整機性能評估等。
9、單板硬件測試文檔 在單板調試完之后，申請內部驗收之前，應先進行自測以確保每個功能都能實現(xiàn)，每項指標都能滿足。自測完畢應出單板硬件測試文檔，單板硬件測試文檔包括以下內容：單板功能模塊劃分、各功能模塊設計輸入輸出信號及性能參數(shù)、各功能模塊測試點確定、各測試參考點實測原始記錄及分析、板內高速信號線測試原始記錄及分析、系統(tǒng)I/O口信號線測試原始記錄及分析，整板性能測試結果分析。
10、硬件信息庫 為了共享技術資料，我們希望建立一個共享資料庫，每一塊單板都希望將的最有價值最有特色的資料歸入此庫。硬件信息庫包括以下內容：典型應用電路、特色電路、特色芯片技術介紹、特色芯片的使用說明、驅動程序的流程圖、源程序、相關硬件電路說明、PCB布板注意事項、單板調試中出現(xiàn)的典型及解決、軟硬件設計及調試技巧。
3.硬件開發(fā)的開發(fā)流程
原發(fā)布者：yweiqiang
硬件開發(fā)流程和項目管理備注：請大家在相關開發(fā)環(huán)節(jié)做好相關開發(fā)文檔，以便項目完成后能及時的歸檔。同時希望大家配合做好各個開發(fā)環(huán)節(jié)的銜接，以便能使整個項目及時高效的完成。XXX項目管理表備注：器件選型一定要在原理圖開始前完成，原理圖最終版本一定在pcb最終版本前3天確定，bom一定要在pcb板打板前確認ok，元件及相關配套設備的購買或者免費申請樣品一定要在pcb回來前準備ok，結構評估一定要在pcblayout前完成。另外相關任務的責任人在接手和完成自己的相關工作時一定要記得把相關時間點填寫到上面表格“責任人”欄中。
4.硬件工程師該具備的元器件知識與技能,你都會嗎
一個好的硬件工程師應該具備的基本知識和能力1. 快速學習的能力：作為一個通信汪，我就以通信設備方面來說吧！一方面，通信技術，標準，芯片更新的太快了，快到你根本來不及系統(tǒng)的了解它，只能通過特定的項目，需求進行了解；另一方面對于公司來說，需要做的硬件產品也是變化很快，客戶需要T1, E1, PDH, SDH,Ethernet, VoIP, Switch, Router， 沒有人是什么都懂的，都需要能夠結合客戶的需求，選擇的芯片方案進行詳細了解，尤其對于接口協(xié)議和電氣特性。
假設你是做電源的，同理，你也需要對電源相關的知識和客戶的需求進行深入的理解和學習吧？2. 對協(xié)議和標準的理解：繼續(xù)用通信設備做代表。通信設備，顧名思義，就是用來實現(xiàn)多種通信協(xié)議（比如T1, E1, V.35,PDH, SDH/SONET, ATM, USB, VoIP, WiFi, Ethernet, TCP/IP,RS232等等常用協(xié)議）實現(xiàn)通信的設備，各種電路，PCB板，電源都是為了通信協(xié)議服務的。
通信協(xié)議一般都是由芯片實現(xiàn)，要么是成熟的 ASIC，要么是自己開發(fā)的FPGA/CPLD，芯片工程師或者FPGA工程師比硬件工程師跟靠近通信協(xié)議，他們需要對于通信協(xié)議理解很透徹，實現(xiàn)各種邏輯上的狀態(tài)機以及滿足協(xié)議規(guī)定的電氣參數(shù)標準。按照OSI的七層模型，硬件工程師尤其需要專注于一層物理層和二層數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議標準，以 Ethernet距離，物理層是由PHY/transceiver芯片完成，數(shù)據(jù)鏈路層是由MAC/switch 芯片完成，對于從事Ethernet相關開發(fā)的硬件工程師來說，需要對于PHY和Switch芯片理解透徹，從編碼方式，電氣參數(shù)，眼圖標準，模板，信號頻率到幀格式，轉發(fā)處理邏輯，VLAN等等。
對于傳統(tǒng)PDH/SDH/SONET設備就更是如此，PDH/SDH/SONET是更硬件的設備，就是說主要協(xié)議都是通過ASIC實現(xiàn)的，軟件的功能主要是管理，配置，監(jiān)視，告警，性能，對于硬件工程師來說，必須要熟悉使用的相關協(xié)議和接口標準，尤其對于電氣規(guī)范，眼圖模板，這樣在設計驗證的時候才能胸有成竹。如果你做智能家居的，你對藍牙、WIFI、Zigbee的新標準應該要深入了解吧，各自的優(yōu)劣勢也應該了如指掌吧，最新的標準有啥提升和缺點也可以信手拈來，說不定這樣你就能做出符合消費者需求的全新產品呢！也指不定在跳槽的時候，因為你掌握了一個別人還沒有了解的技術，而獲得成功呢！3. 寫文檔的能力：誠如軟件設計一樣，好的軟件設計需要好的設計文檔，明確需求，實現(xiàn)什么功能，達到什么驗收標準，隨著芯片集成度的增加，接口速率的提高，單板復雜度的提高，硬件設計也越來越復雜以及對應熱穩(wěn)定性，可靠性，電磁兼容，環(huán)境保護的要求，已經(jīng)不是通過小米加步木。
倉的游擊戰(zhàn)可以解決了，每一個硬件項目都是一場戰(zhàn)爭，都需要好好的規(guī)劃，好好的分析，這就需要好好做文檔。對于硬件工程師來說，最重要的文檔有兩個：一個是硬件設計規(guī)范（HDS : hardware design specification）和硬件測試報告（一般叫EVT:Engineering Validation& Test report或者DVT: Design Validation & Test report），對于HDS的要求是內容詳實，明確，主芯片的選擇/硬件初始化，CPU的選擇和初始化，接口芯片的選擇/初始化/管理，各芯片之間連接關系框圖（Block Diagram）,DRAM類型/大小/速度，F(xiàn)LASH類型/大小/速度，片選，中斷，GPIO的定義，復位邏輯和拓撲圖，時鐘/晶振選擇/拓撲，RTC的使用，內存映射（Memory map）關系， I2C器件選擇/拓撲，接口器件/線序定義，LED的大小/顏色/驅動，散熱片，風扇，JTAG，電源拓撲/時序/電路等等。
對于DVT來說，要求很簡單也很復雜：板卡上有什么接口，芯片，主要器件，電路，就要測試什么，尤其在板卡正常工作的情況下的電源/電壓/紋波/時序，業(yè)務接口的眼圖/模板，內部數(shù)據(jù)總線的信號完整性和時序（如MII, RGMII, XAUI, PCIe,PCM bus, Telecom Bus, SERDES, UART等等），CPU子系統(tǒng)（如時鐘，復位，SDRAM/DDR,FLASH接口）。好的硬件工程師無論是做的文檔還是報道都是令人一目了然，這個硬件系統(tǒng)需要用什么方案和電路，最后驗證測試的結果如何。
內容詳實，不遺漏各種接口/電路；簡單名了，不說廢話；圖文并茂，需要的時候一個時序圖，一個示波器抓圖就很能說明問題了。4. 儀表/軟件的使用能力：儀表包括電烙鐵，萬用表，示波器，邏輯分析儀，誤碼儀，傳輸分析儀，以太網(wǎng)測試儀Smartbits/IXIA，熱量計，衰減器，光功率計，射頻信號強度計等等；軟件包括Office(Outlook,Word, Excel, PowerPoint, Project, Visio),PDF，常用原理圖軟件Pads或者OrCAD，常用PCB軟件Pads或者Allegro,Allegro Viewer，電路仿真軟件PSPICE，信號仿真軟件HyperLynx等等。
無論儀表還是軟件，在政治經(jīng)濟學里說都是生產工具，都是促進生產力提高的，作為硬件工程師來說，這些儀表和軟件就是手中的木。倉炮，硬件工程師很大一部分能力的體現(xiàn)都在與儀表和軟件的使用上，尤其對于原理圖軟件和示波器的使用，更是十分重要，原理圖軟件的使用是硬件設計的具體實現(xiàn)，通過一個個器件的擺放，一個個NET的連接，構成了是十分復雜的硬件邏輯軟件，是整個硬件設計的核心工作，任何。
5.電腦硬件基本知識
主板，又叫主機板（mainboard）、系統(tǒng)板（systembourd）和母板（motherboard）；它安裝在機箱內，是微機最基本的也是最重要的部件之一。
主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計算機的主要電路系統(tǒng)，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開關接口、指示燈插接件、擴充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。主板的另一特點，是采用了開放式結構。
主板上大都有6-8個擴展插槽，供PC機外圍設備的控制卡（適配器）插接。通過更換這些插卡，可以對微機的相應子系統(tǒng)進行局部升級，使廠家和用戶在配置機型方面有更大的靈活性。
總之，主板在整個微機系統(tǒng)中扮演著舉足重新的腳色。可以說，主板的類型和檔次決定著整個微機系統(tǒng)的類型和檔次，主板的性能影響著整個微機系統(tǒng)的性能。
常見的PC機主板的分類方式有以下幾種 ★主板的分類： 一、按主板上使用的CPU分有： 386主板、486主板、奔騰（Pentium，即586）主板、高能奔騰（Pentium Pro，即686）主板。 同一級的CPU往往也還有進一步的劃分，如奔騰主板，就有是否支持多能奔騰（P55C,MMX要求主板內建雙電壓）， 是否支持Cyrix 6x86、AMD 5k86 （都是奔騰級的CPU，要求主板有更好的散熱性）等區(qū)別。
二、按主板上I/O總線的類型分 ·ISA(Industry Standard Architecture)工業(yè)標準體系結構總線. ·EISA(Extension Industry Standard Architecture)擴展標準體系結構總線. ·MCA(Micro Channel)微通道總線. 此外，為了解決CPU與高速外設之間傳輸速度慢的"瓶頸"問題，出現(xiàn)了兩種局部總線，它們是： ·VESA(Video Electronic Standards Association)視頻電子標準協(xié)會局部總線，簡稱VL總線. ·PCI(Peripheral Component Interconnect)外圍部件互連局部總線，簡稱PCI總線. 486級的主板多采用VL總線，而奔騰主板多采用PCI總線。 目前，繼PCI之后又開發(fā)了更外圍的接口總線，它們是：USB(Universal Serial Bus)通用串行總線。
IEEE1394（美國電氣及電子工程師協(xié)會1394標準）俗稱"火線（Fire Ware）"。 三、按邏輯控制芯片組分 這些芯片組中集成了對CPU、CACHE、I/0和總線的控制586以上的主板對芯片組的作用尤為重視。
Intel公司出品的用于586主板的芯片組有：LX 早期的用于Pentium 60和66MHz CPU的芯片組 ·NX 海王星（Neptune），支持Pentium 75 MHz以上的CPU，在Intel 430 FX芯片組推出之前很流行，現(xiàn)在已不多見。 ·FX 在430和440兩個系列中均有該芯片組，前者用于Pentium，后者用于Pentium Pro。
HX Intel 430系列，用于可靠性要求較高的商用微機。VX Intel 430系列，在HX基礎上針對普通的多媒體應用作了優(yōu)化和精簡。
有被TX取代的趨勢。TX Intel 430系列的最新芯片組，專門針對Pentium MMX技術進行了優(yōu)化。
GX、KX Intel 450系列，用于Pentium Pro,GX為服務器設計，KX用于工作站和高性能桌面PC。MX Intel 430系列，專門用于筆記本電腦的奔騰級芯片組，參見《Intel 430 MX芯片組》。
非Intel公司的芯片組有：VT82C5xx系列 VIA公司出品的586芯片組。 ·SiS系列 SiS公司出品，在非Intel芯片組中名氣較大。
·Opti系列 Opti公司出品，采用的主板商較少。 四、按主板結構分 ·AT 標準尺寸的主板，IBM PC/A機首先使用而得名，有的486、586主板也采用AT結構布局 ·Baby AT 袖珍尺寸的主板，比AT主板小，因而得名。
很多原裝機的一體化主板首先采用此主板結構 ·ATX &127； 改進型的AT主板，對主板上元件布局作了優(yōu)化，有更好的散熱性和集成度，需要配合專門的ATX機箱使用 ·一體化（All in one） 主板上集成了聲音，顯示等多種電路，一般不需再插卡就能工作，具有高集成度和節(jié)省空間的優(yōu)點，但也 有維修不便和升級困難的缺點。在原裝品牌機中采用較多 ·NLX Intel最新的主板結構，最大特點是主板、CPU的升級靈活方便有效，不再需要每推出一種CPU就必須更新主板設計 此外還有一些上述主板的變形結構，如華碩主板就大量采用了3/4 Baby AT尺寸的主板結構。
五、按功能分 ·PnP功能 帶有PnP BIOS的主板配合PnP操作系統(tǒng)（如Win95）可幫助用戶自動配置主機外設，做到"即插即用" ·節(jié)能（綠色）功能 一般在開機時有能源之星（Energy Star）標志，能在用戶不使用主機時自動進入等待和休眠狀態(tài)，在 此期間降低CPU及各部件的功耗 ·無跳線主板 這是一種新型的主板，是對PnP主板的進一步改進。在這種主板上，連CPU的類型、工作電壓等都無須用跳線開關，均 自動識別，只需用軟件略作調整即可。
經(jīng)過Remark的CPU在這種主板上將無所遁形. 486以前的主板一般沒有上述功能，586以上的主板均配有PnP和節(jié)能功能，部分原裝品牌機中還可通過主板控制主機電源 的通斷，進一步做到智能開/關機，這在兼容機主板上還很少見，但肯定是將來的一個發(fā)展方向。無跳線主板將是主板發(fā) 展的另一個方向。
六、其它的主板分類方法： ·按主板的結構特點分類還可分為基于CPU的主板、基于適配電路的主板、一體化主板等類型。基于CPU的一體。
