什么是硬件工程师，到底什么是硬件工程师

很多朋友对什么是硬件工程师，到底什么是硬件工程师不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

：1、什么是硬件？

也就是说硬件是物理层面的，至少是看得见摸得着的。它是物质载体、物质基础。从广义上讲，人类生活在物质基础上，你可以把你能看到的一切统称为硬件。当然，狭义上我们一般所说的软件、硬件都是指电子领域。

软件代码也是由人类编写的。 C、C++等著名语言通过编译器翻译成汇编语言，再通过汇编器将汇编语言翻译成二进制机器语言，机器语言控制门电路完成相应的动作。我个人认为，没有硬件，软件就没有任何意义。硬件是一切的基础。由此可见硬件设计有多么重要。

但软件和硬件有明显的区别，至少工作内容有很大不同。按照业界的描述，硬件属于底层（一般称为底层硬件），软件称为上层（软件分为：底层驱动、上层业务层、应用层）层等）。如果非要举个例子来说明软件和硬件，最好的例子就是人。硬件指的是人的身体，软件指的是人的心灵。

事实上，对于非电子领域的人来说，很难理解计算机是如何工作的，硬件是如何工作的，软件是如何工作的。即使你知道它们都是0和1，但你没有做过相关工作，你也无法发现它的神奇之处。其实你只需要知道软件驱动硬件工作，驱动的动力是什么？这是一封电报！硬件接收到的电信号分为0和1，硬件的响应速度很快，多快呢？比如硬件中常用的串口波特率是115200bit/秒，每秒115200个0或1，英文字母是8位（大学里学过的ASCII表里可以看到），那几秒钟内可以打印14400 个字母。你眨一下眼睛，一万多个字母就出来了。当然，实际上没有那么多，这只是一个生动的例子。

但就电路设计而言，100kHz 是一个相对较慢的速率。再比如显示器上的图片刷新率超过每秒24次，这是我们人眼无法看到的。 24帧的数据量很大，比如以1080p30格式输出，总数据量为每秒1920*1080*12*30=746496000个0或1，即7亿个0或1。

2.什么是硬件设计？

一般来说，硬件设计指的是电路设计，这是没有问题的，因为你所有的工作都是围绕电路设计展开的，最终的目的是制作出能够满足各种要求、经过各种测试的优秀电路。但实际上我们要的是产品，而不是饰面。

网上有一篇文章说得好：“硬件设计是根据产品经理PRS（Product Requirement Specific）的要求，在COGS（Cost of Goods Sale）的要求下，采用目前成熟的芯片方案或者行业内的技术，在规定的时间内完成：

PRS功能（功能）

表现

电源设计（电源）

能量消耗

散热（散热/冷却）

噪音

信号完整性，

电磁辐射（EMC/EMI）

安全法规（Safet）

元件采购

可靠性

可测试性（DFT: 测试设计）

可制造性（DFM：可制造性设计）

等待上述硬件产品（注：是产品，不是开发板）。可见，对于一个成功的硬件设计来说，主要功能的实现只是所有环节中的一小部分。刚开始工作的时候，感觉板子的电路设计完成后就完成了50%的工作，而PCB板的主要功能都实现了，所以就完成了80%的工作。其实不是，PCB回板的主要功能都已经实现了，连30%的工作都没有。因此，无论从时间还是阶段来看，产品硬件设计都是一个漫长的过程。

而且，你在公司设计产品硬件时，一般都会参考成熟的解决方案。主芯片CPU主要功能的实现最终取决于芯片制造商提供的设置方案。一般来说，为了降低风险，主要参考设置方案。解决方案的参考设计完成后，芯片制造商还将提供包括器件封装、参考设计、仿真模型、PCB参考等在内的所有信息。在芯片功能变得越来越复杂的今天，一颗芯片可以轻松拥有数百或数千个PIN。对于一个新项目来说，没有时间一页一页地了解每个PIN、每个输入输出的具体功能、电气参数，尤其是高速设计，如DDR3接口、XAUI接口等。一般来说，芯片厂商提供的参考设计是经过开发、验证、测试后的最佳解决方案。很多情况下，必须遵循参考设计，否则硬件可能会出现问题。一般来说是信号完整性问题或者EMC问题。 '

然后有人说硬件电路设计不是设计，是成熟电路的复制。芯片厂商提供的服务越来越贴心，再加上公司积累的技术，硬件设计工程师完全可以不用动脑筋设计电路。看来硬件工程师HWE（Hardware Engineer）的价值越来越低了。毕竟，产品的核心功能或技术一般都在IC或FPGA中，而HWE一般不具备核心逻辑设计IC设计的能力。那么如果软件设计是基于这个逻辑的话，那它就不是设计，而是成熟代码的拷贝。有多少软件开发人员不移植别人的代码？再深入一点，有多少软件工程师可以随意更改uboot和内核，无需百度C语言语法，无需移植业务程序，无需向芯片厂商寻求技术支持？

虽然都是成熟的东西，但实际上我在工作过程中并没有发现有哪个项目是很快完成的。同一套电路和代码，成熟的产品没有问题，但为什么新产品就有问题呢？归根结底还是硬件设计来解决。

对于上述问题，我也曾一度困惑。我总觉得和硬件设计无关。不就是像组装电脑一样照搬参考设计，组装一块单板吗？当然，随着项目经验的增加，尤其是现在的硬件系统级设计角色，我感觉自己更多地站在原理图设计工程师的角度去思考，问题总是很片面。正如我一开始所说，功能只是成功硬件设计的一小部分。至于其他因素和能力，一个HWE的能力取决于能够考虑的因素越多、越深入，一个HWE工程师就越优秀。

因此，HWE 是基于经验的。公司开发HWE 的成本非常高。硬件不像软件。如果代码错误，几分钟之内即可修复。如果硬件设计错误，可能需要重新开始。项目周期可能会延迟3周甚至一个月以上。比如最近遇到的SENSOR产生的图像，效果不好，亮点和坏点很多，没有办法跳接硬件电路。这个和布局布线有关，只能改板子。

有一个观点需要解释一下。什么都不懂也可以做事，但是个人会有发展天花板。硬件方面就像一个参考电路，即使你不知道电路是如何工作的也可以使用它，软件方面就像uboot和内核，即使你不懂它也可以使用它，但是一旦你了解了它，你就可以使用它。明白了，那就不一样了。就像说到硬件设计，大家都以为是电路设计，那么简单，不难，但事实上并非如此。你知道的越多，学习就越容易，你就能走得越远。

3、什么是硬件电路设计？

顾名思义，硬件电路设计就是设计电路，可以熟练使用cadence画电路、查看PCB。硬件设计中的电路设计是HWE最重要的职责。电路设计考验HWE的基本设计能力，即对一些硬件器件的理解和灵活应用，例如：

中央处理器

电阻、电容、电感、

二极管、三极管、

保护装置、接口装置、

逻辑芯片、逻辑功能、

小芯片

电源

因为我是EMC专业毕业的，所以设计时考虑到的东西让我感触很深。我们在设计时应该考虑上面我们讨论的硬件设计的13项内容。目前大公司的各个流程保证了设计时各部门的联动。还是很不错的。

每个公司都会有自己的硬件电路设计规范，需要仔细阅读并在实践中使用。硬件电路设计主要是针对电路设计，涉及到的东西很多。会有单独的章节来讨论电路模块的设计。硬件电路设计需要足够的经验和理论知识。

4. 硬件设计与开发流程

规定了硬件部门的开发流程后，要求硬件部门的人员严格按照开发流程完成开发工作。硬件部门的开发流程主要分为以下几个步骤：

1）市场调查

即将开展的项目需要进行市场研究。

2）项目审批

市场调研完成后，首先需要立项。

3）总体硬件设计

项目立项后，需要进行硬件的总体设计。

4）核心部件实验及子模块详细设计

总体设计完成后，需要对核心部件进行实验，并开始子模块的设计。

5）电路、程序及外壳设计

核心器件实验和子模块详细设计完成后，进行电路、程序和外壳设计。根据项目设定电路、程序和外壳设计。

6）系统联调

各模块调试完成后，即可进行系统联调。

7）内审、项目验收

系统联调完成后，项目即可进行内审和项目验收。

5.什么是硬件工程师？

硬件工程师负责整个产品的硬件设计。

5.1.硬件工程师的职责

先看

大公司的研发部门如下图所示，可以看到自己的部门和地点。

一个硬件产品的开发流程如下图所示：

公司内的所有职位都同等重要。

虽然各个团队的重要性是一样的，但研发团队在产品开发中的地位应该更加核心。研发人员可以转至营销、测试、供应链或质量管理等，但营销等岗位的人员很难转至研发。一是研发门槛高，二是研发工作接触面广。在整个研发团队中，硬件工程师起着主导作用。

一般来说，我们所说的研发并不局限于软件和硬件，而是整个项目团队，包括基本上所有部门的产品负责人。

硬件工程师是研发团队的重要成员，硬件产品的研发团队可以如下图所示：

当然，上图所示的并不完整。比如热设计也是非常重要的一环。但需要说明的是，在整个项目研发团队中，有两个人与大家打交道，一个是项目经理，一个是硬件工程师。硬件工程师需要与各类研发人员打交道、协调，这也要求硬件工程师具有丰富的知识和较强的协调能力。

硬件工程师的工作如下图所示：

硬件工程师大致可以分为以下四个阶段：

初级硬件工程师

在别人的指导下，完成阶段：三、第四部分，应届生入职三个月后基本可以实现。

普通硬件工程师

独立完成阶段：三、四项工作，一般工作时间1至2年。

高级硬件工程师

主导完成阶段：三、第四期工作，参与完成第二阶段总体设计。

专家硬件工程师

领先完成阶段：一、第二次工作。

5.2.把握时间点

作为硬件工程师，负责整个产品开发过程。因此，每个时间段都要准确把握。每个项目都有一个项目周期。虽然项目经理在控制时间，但具体操作还是由硬件工程师来完成。因为我才第三阶段，所以对阶段时间没有概念：二、对于进展正常的项

原理图和详细设计：5周，包括参考设计和原理图审查。

PCB布局和布线：4周，包括协调结构、PCB电路调整或器件重新选择。

发板等待板返回：2周，这两周是最闲的，而且BOM上传必须在发板的同时完成，这个不能忘记。多看看自己的照片吧！

回板子检查：1周，运行自己的板子，可以烧写uboot，网口可以ping通。检查焊接问题。联系机器组装结构，看看结构是否有问题。

驱动调试：5周，配合完成所有底层功能的调试。

媒体版本：2周，这是驱动调试后整机的第一个运行版本，准备进行测试。

信号测试：3周，配合信号测试人员完成信号测试。同时，为业务研发人员准备板子，供其开发。

功能测试：2周，配合功能测试人员完成环境测试、防静电浪涌测试、以及其他功能测试、EMC测试等。

BUG解决等待：2周，解决以上所有BUG！

改革和发板：2周。 。

具体时间会根据产品的复杂程度而有所不同。以上只是我理解的大概时间=，不能一概而论。

5.3.硬件工程师的基本工作

目标：产品零缺陷

流程：设计电路、解决bug、与部门沟通。

能力：主要注重解决BUG的能力。

结果：一个字--------忙！

5.4.硬件工程师的基本素质和技能

这是华为硬件工程师手册中的定位，看起来不错。

6、硬件工程师需要具备什么样的性格？

沟通技巧：思维逻辑性强、全面，这样才能与其他部门人员很好地沟通，如果说不清楚，就会引发争吵！

性格温和：因为要和各个部门沟通，不要拉脸或者发号施令，性格偏激会引起争吵！

谦虚谨慎：即使不接受，也要听取别人的意见，然后表达自己的意见和理由。走自己的路，就会引起争吵！

认真仔细：认真仔细地设计电路，认真解决BUG，因为一旦出现问题，责任只有你自己！

要有耐心：无论是沟通、解决bug还是检查电路，都要有耐心！

不懂就问：不懂就问，因为产品研发时间比较短，不可能给你很多时间去研究！

负责：对电路负责、对产品负责、对BUG负责！

分清主次：出现问题首先应该想的是如何解决问题，而不是先想谁负责！

乐于学习：善于帮助别人，善于学习，要有扎实的经验和理论知识！

其实可以得出结论，上述几个特点作为一个硬件工程师是必须的，可以说是缺一不可的。性格极端的人不适合硬件研发，甚至可以说不适合所有研发。所以一般情况下，有很多硬件工程师都是产品经理，因为这个职位本身要求就很高，良好的性格和经验以及理论知识会让你不断进步。

以上知识分享希望能够帮助到大家！