單板硬件開(kāi)發(fā)(想做硬件研發(fā),需要學(xué)哪些知識呢)
1.想做硬件研發(fā),需要學(xué)哪些知識呢
硬件開(kāi)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.根據需求分析制定硬件總體方案，尋求關(guān)鍵器件及其技術(shù)資料、技術(shù)途徑、技術(shù)支持，要比較充分地考慮技術(shù)可能性、可靠性以及成本控制，并對開(kāi)發(fā)調試工具提出明確的要求，關(guān)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(xiàn)，同時(shí)完成開(kāi)發(fā)物料清單、生產(chǎn)文件（Gerber）、物料申領(lǐng)。
4. 領(lǐng)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(jìn)行調測，必要時(shí)修改原理圖并作記錄。
5.軟硬件系統聯(lián)調，一般的單板需硬件人員、單板軟件人員的配合，經(jīng)過(guò)單板調試后在原理及PCB布線(xiàn)方面有些調整，需第二次投板。
6.內部驗收及轉中試，試產(chǎn)時(shí)，跟蹤產(chǎn)線(xiàn)的問(wèn)題，積極協(xié)助產(chǎn)線(xiàn)解決各項問(wèn)題，提高優(yōu)良率，為量產(chǎn)鋪平道路。
7.小批量產(chǎn)。產(chǎn)品通過(guò)驗收后，要進(jìn)行小批量產(chǎn)，摸清生產(chǎn)工藝，測試工藝，為大批量產(chǎn)做準備。
8.大批量產(chǎn)。經(jīng)過(guò)小批量產(chǎn)驗證全套電子產(chǎn)品研發(fā)、測試、量產(chǎn)工藝都沒(méi)有問(wèn)題后，可以開(kāi)始大批量產(chǎn)工作。
其中電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)完畢后，一般需要有個(gè)外殼或者結構體之類(lèi)的固定電子產(chǎn)品的東西，正常情況下不會(huì )直接拿著(zhù)電路板使用，因此中間還穿插著(zhù)模具設計、外形設計、開(kāi)模具、試裝配等工序，大約有將近20多道工序才能完成一個(gè)電子產(chǎn)品研發(fā)過(guò)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(xún)問(wèn)下，此人經(jīng)驗比較豐富，愿意助人。
可以說(shuō)每一款電子產(chǎn)品研發(fā)都有自己的特點(diǎn)，否則就變成同一款電子產(chǎn)品了，因此遇到具體的電子產(chǎn)品研發(fā)時(shí)，還需要根據其功能特點(diǎn)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)分析。
2.硬件開(kāi)發(fā)的硬件開(kāi)發(fā)文檔規范
1、硬件需求說(shuō)明書(shū) 硬件需求說(shuō)明書(shū)是描寫(xiě)硬件開(kāi)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(kāi)發(fā)經(jīng)費和進(jìn)度等要求，它的要求依據是產(chǎn)品規格說(shuō)明書(shū)和系統需求說(shuō)明書(shū)。
它是硬件總體設計和制訂硬件開(kāi)發(fā)計劃的依據，具體編寫(xiě)的內容有：系統工程組網(wǎng)及使用說(shuō)明、硬件整體系統的基本功能和主要性能指標、硬件分系統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需求說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行總體設計后出的報告，它是硬件詳細設計的依據。
編寫(xiě)硬件總體設計報告應包含以下內容：系統總體結構及功能劃分，系統邏輯框圖、組成系統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(lái)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(kāi)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(shuō)明，單板軟件功能描述及功能模塊劃分、接口簡(jiǎn)單定義與相關(guān)板的關(guān)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(jìn)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(zhù)重體現：?jiǎn)伟暹壿嬁驁D及各功能模塊詳細說(shuō)明，各功能模塊實(shí)現方式、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(shí)序說(shuō)明、性能指標、指示燈說(shuō)明、外接線(xiàn)定義、可編程器件圖、功能模塊說(shuō)明、原理圖、詳細物料清單以及單板測試、調試計劃。
有時(shí)候一塊單板的硬件和軟件分別由兩個(gè)開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)，因此這時(shí)候單板硬件詳細設計便為軟件設計者提供了一個(gè)詳細的指導，因此單板硬件詳細設計報告至關(guān)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(xiě)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(yǔ)言，編譯器的調試環(huán)境，硬件描述與功能要求及數據結構等。要特別強調的是：要詳細列出詳細的設計細節，其中包括中斷、主程序、子程序的功能、入口參數、出口參數、局部變量、函數調用和流程圖。
在有關(guān)通訊協(xié)議的描述中，應說(shuō)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(guò)程調試文檔 開(kāi)發(fā)過(guò)程中，每次所投PCB板，工程師應提交一份過(guò)程文檔，以便管理階層了解進(jìn)度，進(jìn)行考評，另外也給其他相關(guān)工程師留下一份有參考價(jià)值的技術(shù)文檔。
每次所投PCB板時(shí)應制作此文檔。這份文檔應包括以下內容：?jiǎn)伟逵布δ苣K劃分，單板硬件各模塊調試進(jìn)度，調試中出現的問(wèn)題及解決方法，原始數據記錄、系統方案修改說(shuō)明、單板方案修改說(shuō)明、器件改換說(shuō)明、原理圖、PCB圖修改說(shuō)明、可編程器件修改說(shuō)明、調試工作階段總結、調試進(jìn)展說(shuō)明、下階段調試計劃以及測試方案的修改。
7、單板軟件過(guò)程調試文檔 每月收集一次單板軟件過(guò)程調試文檔，或調試完畢（指不滿(mǎn)一月）收集，盡可能清楚，完整列出軟件調試修改過(guò)程。單板軟件過(guò)程調試文檔應當包括以下內容：?jiǎn)伟遘浖δ苣K劃分及各功能模塊調試進(jìn)度、單板軟件調試出現問(wèn)題及解決、下階段的調試計劃、測試方案修改。
8、單板系統聯(lián)調報告 在項目進(jìn)入單板系統聯(lián)調階段，應出單板系統聯(lián)調報告。單板系統聯(lián)調報告包括這些內容：系統功能模塊劃分、系統功能模塊調試進(jìn)展、系統接口信號的測試原始記錄及分析、系統聯(lián)調中出現問(wèn)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(jìn)行自測以確保每個(gè)功能都能實(shí)現，每項指標都能滿(mǎn)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：?jiǎn)伟骞δ苣K劃分、各功能模塊設計輸入輸出信號及性能參數、各功能模塊測試點(diǎn)確定、各測試參考點(diǎn)實(shí)測原始記錄及分析、板內高速信號線(xiàn)測試原始記錄及分析、系統I/O口信號線(xiàn)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(shù)資料，我們希望建立一個(gè)共享資料庫，每一塊單板都希望將的最有價(jià)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(shù)介紹、特色芯片的使用說(shuō)明、驅動(dòng)程序的流程圖、源程序、相關(guān)硬件電路說(shuō)明、PCB布板注意事項、單板調試中出現的典型及解決、軟硬件設計及調試技巧。
3.硬件開(kāi)發(fā)的開(kāi)發(fā)流程
原發(fā)布者：yweiqiang
硬件開(kāi)發(fā)流程和項目管理備注：請大家在相關(guān)開(kāi)發(fā)環(huán)節做好相關(guān)開(kāi)發(fā)文檔，以便項目完成后能及時(shí)的歸檔。同時(shí)希望大家配合做好各個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)節的銜接，以便能使整個(gè)項目及時(shí)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(kāi)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(guān)配套設備的購買(mǎi)或者免費申請樣品一定要在pcb回來(lái)前準備ok，結構評估一定要在pcblayout前完成。另外相關(guān)任務(wù)的責任人在接手和完成自己的相關(guān)工作時(shí)一定要記得把相關(guān)時(shí)間點(diǎn)填寫(xiě)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(huì )嗎
一個(gè)好的硬件工程師應該具備的基本知識和能力1. 快速學(xué)習的能力：作為一個(gè)通信汪，我就以通信設備方面來(lái)說(shuō)吧！一方面，通信技術(shù)，標準，芯片更新的太快了，快到你根本來(lái)不及系統的了解它，只能通過(guò)特定的項目，需求進(jìn)行了解；另一方面對于公司來(lái)說(shuō)，需要做的硬件產(chǎn)品也是變化很快，客戶(hù)需要T1, E1, PDH, SDH,Ethernet, VoIP, Switch, Router， 沒(méi)有人是什么都懂的，都需要能夠結合客戶(hù)的需求，選擇的芯片方案進(jìn)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(guān)的知識和客戶(hù)的需求進(jìn)行深入的理解和學(xué)習吧？2. 對協(xié)議和標準的理解：繼續用通信設備做代表。通信設備，顧名思義，就是用來(lái)實(shí)現多種通信協(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(shí)現通信的設備，各種電路，PCB板，電源都是為了通信協(xié)議服務(wù)的。
通信協(xié)議一般都是由芯片實(shí)現，要么是成熟的 ASIC，要么是自己開(kāi)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(shí)現各種邏輯上的狀態(tài)機以及滿(mǎn)足協(xié)議規定的電氣參數標準。按照OSI的七層模型，硬件工程師尤其需要專(zhuān)注于一層物理層和二層數據鏈路層的協(xié)議標準，以 Ethernet距離，物理層是由PHY/transceiver芯片完成，數據鏈路層是由MAC/switch 芯片完成，對于從事Ethernet相關(guān)開(kāi)發(fā)的硬件工程師來(lái)說(shuō)，需要對于PHY和Switch芯片理解透徹，從編碼方式，電氣參數，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PDH/SDH/SONET設備就更是如此，PDH/SDH/SONET是更硬件的設備，就是說(shuō)主要協(xié)議都是通過(guò)ASIC實(shí)現的，軟件的功能主要是管理，配置，監視，告警，性能，對于硬件工程師來(lái)說(shuō)，必須要熟悉使用的相關(guān)協(xié)議和接口標準，尤其對于電氣規范，眼圖模板，這樣在設計驗證的時(shí)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(diǎn)也可以信手拈來(lái)，說(shuō)不定這樣你就能做出符合消費者需求的全新產(chǎn)品呢！也指不定在跳槽的時(shí)候，因為你掌握了一個(gè)別人還沒(méi)有了解的技術(shù)，而獲得成功呢！3. 寫(xiě)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(shí)現什么功能，達到什么驗收標準，隨著(zhù)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(lái)越復雜以及對應熱穩定性，可靠性，電磁兼容，環(huán)境保護的要求，已經(jīng)不是通過(guò)小米加步木。
倉的游擊戰可以解決了，每一個(gè)硬件項目都是一場(chǎng)戰爭，都需要好好的規劃，好好的分析，這就需要好好做文檔。對于硬件工程師來(lái)說(shuō)，最重要的文檔有兩個(gè)：一個(gè)是硬件設計規范（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(shí)，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(guān)系框圖（Block Diagram）,DRAM類(lèi)型/大小/速度，FLASH類(lèi)型/大小/速度，片選，中斷，GPIO的定義，復位邏輯和拓撲圖，時(shí)鐘/晶振選擇/拓撲，RTC的使用，內存映射（Memory map）關(guān)系， I2C器件選擇/拓撲，接口器件/線(xiàn)序定義，LED的大小/顏色/驅動(dòng)，散熱片，風(fēng)扇，JTAG，電源拓撲/時(shí)序/電路等等。
對于DVT來(lái)說(shuō)，要求很簡(jiǎn)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(shí)序，業(yè)務(wù)接口的眼圖/模板，內部數據總線(xiàn)的信號完整性和時(shí)序（如MII, RGMII, XAUI, PCIe,PCM bus, Telecom Bus, SERDES, UART等等），CPU子系統（如時(shí)鐘，復位，SDRAM/DDR,FLASH接口）。好的硬件工程師無(wú)論是做的文檔還是報道都是令人一目了然，這個(gè)硬件系統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(shí)，不遺漏各種接口/電路；簡(jiǎn)單名了，不說(shuō)廢話(huà)；圖文并茂，需要的時(shí)候一個(gè)時(shí)序圖，一個(gè)示波器抓圖就很能說(shuō)明問(wèn)題了。4. 儀表/軟件的使用能力：儀表包括電烙鐵，萬(wàn)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(wú)論儀表還是軟件，在政治經(jīng)濟學(xué)里說(shuō)都是生產(chǎn)工具，都是促進(jìn)生產(chǎn)力提高的，作為硬件工程師來(lái)說(shuō)，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(shí)現，通過(guò)一個(gè)個(gè)器件的擺放，一個(gè)個(gè)NET的連接，構成了是十分復雜的硬件邏輯軟件，是整個(gè)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，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤(pán)和面板控制開(kāi)關(guān)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(diǎn)，是采用了開(kāi)放式結構。
主板上大都有6-8個(gè)擴展插槽，供PC機外圍設備的控制卡（適配器）插接。通過(guò)更換這些插卡，可以對微機的相應子系統進(jìn)行局部升級，使廠(chǎng)家和用戶(hù)在配置機型方面有更大的靈活性。
總之，主板在整個(gè)微機系統中扮演著(zhù)舉足重新的腳色。可以說(shuō)，主板的類(lèi)型和檔次決定著(zhù)整個(gè)微機系統的類(lèi)型和檔次，主板的性能影響著(zhù)整個(gè)微機系統的性能。
常見(jiàn)的PC機主板的分類(lèi)方式有以下幾種 ★主板的分類(lèi)： 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(jìn)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）等區別。
二、按主板上I/O總線(xiàn)的類(lèi)型分 ·ISA(Industry Standard Architecture)工業(yè)標準體系結構總線(xiàn). ·EISA(Extension Industry Standard Architecture)擴展標準體系結構總線(xiàn). ·MCA(Micro Channel)微通道總線(xiàn). 此外，為了解決CPU與高速外設之間傳輸速度慢的"瓶頸"問(wèn)題，出現了兩種局部總線(xiàn)，它們是： ·VESA(Video Electronic Standards Association)視頻電子標準協(xié)會(huì )局部總線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)VL總線(xiàn). ·PCI(Peripheral Component Interconnect)外圍部件互連局部總線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)PCI總線(xiàn). 486級的主板多采用VL總線(xiàn)，而奔騰主板多采用PCI總線(xiàn)。 目前，繼PCI之后又開(kāi)發(fā)了更外圍的接口總線(xiàn)，它們是：USB(Universal Serial Bus)通用串行總線(xiàn)。
IEEE1394（美國電氣及電子工程師協(xié)會(huì )1394標準）俗稱(chēng)"火線(xiàn)（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(xiàn)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，現在已不多見(jiàn)。 ·FX 在430和440兩個(gè)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(jiǎn)。
有被TX取代的趨勢。TX Intel 430系列的最新芯片組，專(zhuān)門(mén)針對Pentium MMX技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
GX、KX Intel 450系列，用于Pentium Pro,GX為服務(wù)器設計，KX用于工作站和高性能桌面PC。MX Intel 430系列，專(zhuān)門(mén)用于筆記本電腦的奔騰級芯片組，參見(jiàn)《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(jìn)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(zhuān)門(mén)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，具有高集成度和節省空間的優(yōu)點(diǎn)，但也 有維修不便和升級困難的缺點(diǎn)。在原裝品牌機中采用較多 ·NLX Intel最新的主板結構，最大特點(diǎn)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（如Win95）可幫助用戶(hù)自動(dòng)配置主機外設，做到"即插即用" ·節能（綠色）功能 一般在開(kāi)機時(shí)有能源之星（Energy Star）標志，能在用戶(hù)不使用主機時(shí)自動(dòng)進(jìn)入等待和休眠狀態(tài)，在 此期間降低CPU及各部件的功耗 ·無(wú)跳線(xiàn)主板 這是一種新型的主板，是對PnP主板的進(jìn)一步改進(jìn)。在這種主板上，連CPU的類(lèi)型、工作電壓等都無(wú)須用跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)，均 自動(dòng)識別，只需用軟件略作調整即可。
經(jīng)過(guò)Remark的CPU在這種主板上將無(wú)所遁形. 486以前的主板一般沒(méi)有上述功能，586以上的主板均配有PnP和節能功能，部分原裝品牌機中還可通過(guò)主板控制主機電源 的通斷，進(jìn)一步做到智能開(kāi)/關(guān)機，這在兼容機主板上還很少見(jiàn)，但肯定是將來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向。無(wú)跳線(xiàn)主板將是主板發(fā) 展的另一個(gè)方向。
六、其它的主板分類(lèi)方法： ·按主板的結構特點(diǎn)分類(lèi)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(lèi)型。基于CPU的一體。
