一個(gè)好的硬件工程師實(shí)際上就是一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理，你需要從外界交流獲取對自己設(shè)計(jì)的需求，然后匯總，分析成具體的硬件實(shí)現(xiàn)。還要跟眾多的芯片和方案供應(yīng)商聯(lián)系，從中挑選出合適的方案，當(dāng)原理圖完成后，你需要組織同事來進(jìn)行配合評審和檢查，還要和CAD工程師一起工作來完成PCB的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，要準(zhǔn)備好BOM清單，開始采購和準(zhǔn)備物料，聯(lián)系加工廠家完成板的貼裝。”

　　1、掌握成為合格的硬件工程師的最基本知識

　　1） 基本設(shè)計(jì)規(guī)范

　　2） CPU基本知識、架構(gòu)、性能及選型指導(dǎo)

　　3） MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知識、性能詳解及選型指導(dǎo)

　　4） 網(wǎng)絡(luò)處理器（INTEL、MOTOROLA、IBM）的基本知識、架構(gòu)、性能及選型

　　5） 常用總線的基本知識、性能詳解

　　6） 各種存儲器的詳細(xì)性能介紹、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及選型

　　7） Datacom、Telecom領(lǐng)域常用物理層接口芯片基本知識，性能、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及選型

　　8） 常用器件選型要點(diǎn)與精華

　　9） FPGA、CPLD、EPLD的詳細(xì)性能介紹、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及選型指導(dǎo)

　　10） VHDL和Verilog HDL介紹

　　11） 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

　　12） 國內(nèi)大型通信設(shè)備公司硬件研究開發(fā)流程

　　2、最流行的EDA工具指導(dǎo)

　　熟練掌握并使用業(yè)界最新、最流行的專業(yè)設(shè)計(jì)工具

　　1） Innoveda公司的ViewDraw，PowerPCB，Cam350

　　2） CADENCE公司的OrCad， Allegro，Spectra

　　3） Altera公司的MAX+PLUS II

　　4） 學(xué)習(xí)熟練使用VIEWDRAW、ORCAD、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO、CAM350、MAX+PLUS II、ISE、FOUNDATION等工具；

　　5） XILINX公司的FOUNDATION、ISE。

　　一、硬件總體設(shè)計(jì)

　　啟動一個(gè)硬件開發(fā)項(xiàng)目，原始的推動力會來自于很多方面，比如市場的需要，基于整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的需要，應(yīng)用軟件部門的功能實(shí)現(xiàn)需要，提高系統(tǒng)某方面能力的需要等等，所以作為一個(gè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，要主動的去了解各個(gè)方面的需求，并且綜合起來，提出最合適的硬件解決方案。

　　比如A項(xiàng)目的原始推動力來自于公司內(nèi)部的一個(gè)高層軟件小組，他們在實(shí)際當(dāng)中發(fā)現(xiàn)原有的處理器板IP轉(zhuǎn)發(fā)能力不能滿足要求，從而對于系統(tǒng)的配置和使用都會造成很大的不便，所以他們提出了對新硬件的需求。根據(jù)這個(gè)目標(biāo)，硬件方案中就針對性的選用了兩個(gè)高性能網(wǎng)絡(luò)處理器，然后還需要深入的和軟件設(shè)計(jì)者交流，以確定內(nèi)存大小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對外接口和調(diào)試接口的數(shù)量及類型等等細(xì)節(jié)，比如軟件人員喜歡將控制信令通路和數(shù)據(jù)通路完全分開來，這樣在確定內(nèi)部數(shù)據(jù)走向的時(shí)候要慎重考慮。

　　項(xiàng)目開始之初是需要召開很多的討論會議的，應(yīng)該盡量邀請所有相關(guān)部門來參與，好處有三個(gè)，第一可以充分了解大家的需要，以免在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上遺漏重要的功能，第二是可以讓各個(gè)部門了解這個(gè)項(xiàng)目的情況，提早做好時(shí)間和人員上協(xié)作的準(zhǔn)備，第三是從感情方面講，在設(shè)計(jì)之初各個(gè)部門就參與了進(jìn)來，這個(gè)項(xiàng)目就變成了大家共同的一個(gè)心血結(jié)晶，會得到大家的呵護(hù)和良好合作，對完成工作是很有幫助的。

　　掌握硬件總體設(shè)計(jì)所必須具備的硬件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)思路

　　1） 產(chǎn)品需求分析

　　2） 開發(fā)可行性分析

　　3） 系統(tǒng)方案調(diào)研

　　4） 總體架構(gòu)，CPU選型，總線類型

　　5） 數(shù)據(jù)通信與電信領(lǐng)域主流CPU：M68k系列，

　　PowerPC860，PowerPC8240，8260體系結(jié)構(gòu)，性能及對比

　　6） 總體硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)注意的問題

　　7） 通信接口類型選擇

　　8） 任務(wù)分解

　　9） 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　10） PCI總線知識與規(guī)范

　　11） 如何在總體設(shè)計(jì)階段避免出現(xiàn)致命性錯(cuò)誤

　　12） 如何合理地進(jìn)行任務(wù)分解以達(dá)到事半功倍的效果？

　　13） 項(xiàng)目案例：中、低端路由器等

　　二． 硬件原理圖設(shè)計(jì)技術(shù)

　　目的：通過具體的項(xiàng)目案例，詳細(xì)進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)全部經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)要點(diǎn)與精髓揭密。

　　1） 電信與數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域主流CPU（M68k，PowerPC860，8240，8260等）的原理設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與精華

　　2） Intel公司PC主板的原理圖設(shè)計(jì)精髓

　　3） 網(wǎng)絡(luò)處理器的原理設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與精華

　　4） 總線結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與精華

　　5） 內(nèi)存系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與精華

　　6） 數(shù)據(jù)通信與電信領(lǐng)域通用物理層接口的原理設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與精華

　　7） 電信與數(shù)據(jù)通信設(shè)備常用的WATCHDOG的原理設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與精華

　　8） 電信與數(shù)據(jù)通信設(shè)備系統(tǒng)帶電插拔原理設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與精華

　　9） 晶振與時(shí)鐘系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與精華

　　10） PCI總線的原理圖設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與精華

　　11） 項(xiàng)目案例：中、低端路由器等

　　原理圖設(shè)計(jì)中要注意的問題：

　　原理圖設(shè)計(jì)中要有“拿來主義”，現(xiàn)在的芯片廠家一般都可以提供參考設(shè)計(jì)的原理圖，所以要盡量的借助這些資源，在充分理解參考設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，做一些自己的發(fā)揮。當(dāng)主要的芯片選定以后，最關(guān)鍵的外圍設(shè)計(jì)包括了電源，時(shí)鐘和芯片間的互連。

　　電源是保證硬件系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)中要詳細(xì)的分析：系統(tǒng)能夠提供的電源輸入；單板需要產(chǎn)生的電源輸出；各個(gè)電源需要提供的電流大??；電源電路效率；各個(gè)電源能夠允許的波動范圍；整個(gè)電源系統(tǒng)需要的上電順序等等。比如A項(xiàng)目中的網(wǎng)絡(luò)處理器需要1.25V作為核心電壓，要求精度在+5%- -3%之間，電流需要12A左右，根據(jù)這些要求，設(shè)計(jì)中采用5V的電源輸入，利用Linear的開關(guān)電源控制器和IR的MOSFET搭建了合適的電源供應(yīng)電路，精度要求決定了輸出電容的ESR選擇，并且為防止電流過大造成的電壓跌落，加入了遠(yuǎn)端反饋的功能。

　　時(shí)鐘電路的實(shí)現(xiàn)要考慮到目標(biāo)電路的抖動等要求，A項(xiàng)目中用到了GE的PHY器件，剛開始的時(shí)候使用一個(gè)內(nèi)部帶鎖相環(huán)的零延時(shí)時(shí)鐘分配芯片提供100MHz 時(shí)鐘，結(jié)果GE鏈路上出現(xiàn)了丟包，后來換成簡單的時(shí)鐘Buffer器件就解決了丟包問題，分析起來就是內(nèi)部的鎖相環(huán)引入了抖動。

　　芯片之間的互連要保證數(shù)據(jù)的無誤傳輸，在這方面，高速的差分信號線具有速率高，好布線，信號完整性好等特點(diǎn)，A項(xiàng)目中的多芯片間互連均采用了高速差分信號線，在調(diào)試和測試中沒有出現(xiàn)問題。