单板硬件开发(想做硬件研发,需要学哪些知识呢)
1.想做硬件研发,需要学哪些知识呢
硬件开发流程：
1.明确硬件总体需求情况，如CPU 处理能力、存储容量及速度，I/O 端口的分配、接口要求、电平要求、特殊电路要求等
2.根据需求分析制定硬件总体方案，寻求关键器件及其技术资料、技术途径、技术支持，要比较充分地考虑技术可能性、可靠性以及成本控制，并对开发调试工具提出明确的要求，关键器件索取样品。
3.作硬件详细设计，包括绘制硬件原理图、单板功能框图及编码、PCB布线，同时完成开发物料清单、生产文件（Gerber）、物料申领。
4. 领回PCB板及物料后安排焊好2~4 块单板，作单板调试，对原理设计中的各功能进行调测，必要时修改原理图并作记录。
5.软硬件系统联调，一般的单板需硬件人员、单板软件人员的配合，经过单板调试后在原理及PCB布线方面有些调整，需第二次投板。
6.内部验收及转中试，试产时，跟踪产线的问题，积极协助产线解决各项问题，提高优良率，为量产铺平道路。
7.小批量产。产品通过验收后，要进行小批量产，摸清生产工艺，测试工艺，为大批量产做准备。
8.大批量产。经过小批量产验证全套电子产品研发、测试、量产工艺都没有问题后，可以开始大批量产工作。
其中电子产品开发完毕后，一般需要有个外壳或者结构体之类的固定电子产品的东西，正常情况下不会直接拿着电路板使用，因此中间还穿插着模具设计、外形设计、开模具、试装配等工序，大约有将近20多道工序才能完成一个电子产品研发过程，复杂一些的就更多了。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询问下，此人经验比较丰富，愿意助人。
可以说每一款电子产品研发都有自己的特点，否则就变成同一款电子产品了，因此遇到具体的电子产品研发时，还需要根据其功能特点进行专门分析。
2.硬件开发的硬件开发文档规范
1、硬件需求说明书 硬件需求说明书是描写硬件开发目标，基本功能、基本配置，主要性能指标、运行环境，约束条件以及开发经费和进度等要求，它的要求依据是产品规格说明书和系统需求说明书。
它是硬件总体设计和制订硬件开发计划的依据，具体编写的内容有：系统工程组网及使用说明、硬件整体系统的基本功能和主要性能指标、硬件分系统的基本功能和主要性能指标以及功能模块的划分等。2、硬件总体设计报告 硬件总体设计报告是根据需求说明书的要求进行总体设计后出的报告，它是硬件详细设计的依据。
编写硬件总体设计报告应包含以下内容：系统总体结构及功能划分，系统逻辑框图、组成系统各功能模块的逻辑框图，电路结构图及单板组成，单板逻辑框图和电路结构图，以及可靠性、安全性、电磁兼容性讨论和硬件测试方案等。3、单板总体设计方案 在单板的总体设计方案定下来之后应出这份文档，单板总体设计方案应包含单板版本号，单板在整机中的位置、开发目的及主要功能，单板功能描述、单板逻辑框图及各功能模块说明，单板软件功能描述及功能模块划分、接口简单定义与相关板的关系，主要性能指标、功耗和采用标准。
4、单板硬件详细设计 在单板硬件进入到详细设计阶段，应提交单板硬件详细设计报告。在单板硬件详细设计中应着重体现：单板逻辑框图及各功能模块详细说明，各功能模块实现方式、地址分配、控制方式、接口方式、存贮器空间、中断方式、接口管脚信号详细定义、时序说明、性能指标、指示灯说明、外接线定义、可编程器件图、功能模块说明、原理图、详细物料清单以及单板测试、调试计划。
有时候一块单板的硬件和软件分别由两个开发人员开发，因此这时候单板硬件详细设计便为软件设计者提供了一个详细的指导，因此单板硬件详细设计报告至关重要。尤其是地址分配、控制方式、接口方式、中断方式是编制单板软件的基础，一定要详细写出。
5、单板软件详细设计 在单板软件设计完成后应相应完成单板软件详细设计报告，在报告中应列出完成单板软件的编程语言，编译器的调试环境，硬件描述与功能要求及数据结构等。要特别强调的是：要详细列出详细的设计细节，其中包括中断、主程序、子程序的功能、入口参数、出口参数、局部变量、函数调用和流程图。
在有关通讯协议的描述中，应说明物理层，链路层通讯协议和高层通讯协议由哪些文档定义。6、单板硬件过程调试文档 开发过程中，每次所投PCB板，工程师应提交一份过程文档，以便管理阶层了解进度，进行考评，另外也给其他相关工程师留下一份有参考价值的技术文档。
每次所投PCB板时应制作此文档。这份文档应包括以下内容：单板硬件功能模块划分，单板硬件各模块调试进度，调试中出现的问题及解决方法，原始数据记录、系统方案修改说明、单板方案修改说明、器件改换说明、原理图、PCB图修改说明、可编程器件修改说明、调试工作阶段总结、调试进展说明、下阶段调试计划以及测试方案的修改。
7、单板软件过程调试文档 每月收集一次单板软件过程调试文档，或调试完毕（指不满一月）收集，尽可能清楚，完整列出软件调试修改过程。单板软件过程调试文档应当包括以下内容：单板软件功能模块划分及各功能模块调试进度、单板软件调试出现问题及解决、下阶段的调试计划、测试方案修改。
8、单板系统联调报告 在项目进入单板系统联调阶段，应出单板系统联调报告。单板系统联调报告包括这些内容：系统功能模块划分、系统功能模块调试进展、系统接口信号的测试原始记录及分析、系统联调中出现问题及解决、调试技巧集锦、整机性能评估等。
9、单板硬件测试文档 在单板调试完之后，申请内部验收之前，应先进行自测以确保每个功能都能实现，每项指标都能满足。自测完毕应出单板硬件测试文档，单板硬件测试文档包括以下内容：单板功能模块划分、各功能模块设计输入输出信号及性能参数、各功能模块测试点确定、各测试参考点实测原始记录及分析、板内高速信号线测试原始记录及分析、系统I/O口信号线测试原始记录及分析，整板性能测试结果分析。
10、硬件信息库 为了共享技术资料，我们希望建立一个共享资料库，每一块单板都希望将的最有价值最有特色的资料归入此库。硬件信息库包括以下内容：典型应用电路、特色电路、特色芯片技术介绍、特色芯片的使用说明、驱动程序的流程图、源程序、相关硬件电路说明、PCB布板注意事项、单板调试中出现的典型及解决、软硬件设计及调试技巧。
3.硬件开发的开发流程
原发布者：yweiqiang
硬件开发流程和项目管理备注：请大家在相关开发环节做好相关开发文档，以便项目完成后能及时的归档。同时希望大家配合做好各个开发环节的衔接，以便能使整个项目及时高效的完成。XXX项目管理表备注：器件选型一定要在原理图开始前完成，原理图最终版本一定在pcb最终版本前3天确定，bom一定要在pcb板打板前确认ok，元件及相关配套设备的购买或者免费申请样品一定要在pcb回来前准备ok，结构评估一定要在pcblayout前完成。另外相关任务的责任人在接手和完成自己的相关工作时一定要记得把相关时间点填写到上面表格“责任人”栏中。
4.硬件工程师该具备的元器件知识与技能,你都会吗
一个好的硬件工程师应该具备的基本知识和能力1. 快速学习的能力：作为一个通信汪，我就以通信设备方面来说吧！一方面，通信技术，标准，芯片更新的太快了，快到你根本来不及系统的了解它，只能通过特定的项目，需求进行了解；另一方面对于公司来说，需要做的硬件产品也是变化很快，客户需要T1, E1, PDH, SDH,Ethernet, VoIP, Switch, Router， 没有人是什么都懂的，都需要能够结合客户的需求，选择的芯片方案进行详细了解，尤其对于接口协议和电气特性。
假设你是做电源的，同理，你也需要对电源相关的知识和客户的需求进行深入的理解和学习吧？2. 对协议和标准的理解：继续用通信设备做代表。通信设备，顾名思义，就是用来实现多种通信协议（比如T1, E1, V.35,PDH, SDH/SONET, ATM, USB, VoIP, WiFi, Ethernet, TCP/IP,RS232等等常用协议）实现通信的设备，各种电路，PCB板，电源都是为了通信协议服务的。
通信协议一般都是由芯片实现，要么是成熟的 ASIC，要么是自己开发的FPGA/CPLD，芯片工程师或者FPGA工程师比硬件工程师跟靠近通信协议，他们需要对于通信协议理解很透彻，实现各种逻辑上的状态机以及满足协议规定的电气参数标准。按照OSI的七层模型，硬件工程师尤其需要专注于一层物理层和二层数据链路层的协议标准，以 Ethernet距离，物理层是由PHY/transceiver芯片完成，数据链路层是由MAC/switch 芯片完成，对于从事Ethernet相关开发的硬件工程师来说，需要对于PHY和Switch芯片理解透彻，从编码方式，电气参数，眼图标准，模板，信号频率到帧格式，转发处理逻辑，VLAN等等。
对于传统PDH/SDH/SONET设备就更是如此，PDH/SDH/SONET是更硬件的设备，就是说主要协议都是通过ASIC实现的，软件的功能主要是管理，配置，监视，告警，性能，对于硬件工程师来说，必须要熟悉使用的相关协议和接口标准，尤其对于电气规范，眼图模板，这样在设计验证的时候才能胸有成竹。如果你做智能家居的，你对蓝牙、WIFI、Zigbee的新标准应该要深入了解吧，各自的优劣势也应该了如指掌吧，最新的标准有啥提升和缺点也可以信手拈来，说不定这样你就能做出符合消费者需求的全新产品呢！也指不定在跳槽的时候，因为你掌握了一个别人还没有了解的技术，而获得成功呢！3. 写文档的能力：诚如软件设计一样，好的软件设计需要好的设计文档，明确需求，实现什么功能，达到什么验收标准，随着芯片集成度的增加，接口速率的提高，单板复杂度的提高，硬件设计也越来越复杂以及对应热稳定性，可靠性，电磁兼容，环境保护的要求，已经不是通过小米加步木。
仓的游击战可以解决了，每一个硬件项目都是一场战争，都需要好好的规划，好好的分析，这就需要好好做文档。对于硬件工程师来说，最重要的文档有两个：一个是硬件设计规范（HDS : hardware design specification）和硬件测试报告（一般叫EVT:Engineering Validation& Test report或者DVT: Design Validation & Test report），对于HDS的要求是内容详实，明确，主芯片的选择/硬件初始化，CPU的选择和初始化，接口芯片的选择/初始化/管理，各芯片之间连接关系框图（Block Diagram）,DRAM类型/大小/速度，FLASH类型/大小/速度，片选，中断，GPIO的定义，复位逻辑和拓扑图，时钟/晶振选择/拓扑，RTC的使用，内存映射（Memory map）关系， I2C器件选择/拓扑，接口器件/线序定义，LED的大小/颜色/驱动，散热片，风扇，JTAG，电源拓扑/时序/电路等等。
对于DVT来说，要求很简单也很复杂：板卡上有什么接口，芯片，主要器件，电路，就要测试什么，尤其在板卡正常工作的情况下的电源/电压/纹波/时序，业务接口的眼图/模板，内部数据总线的信号完整性和时序（如MII, RGMII, XAUI, PCIe,PCM bus, Telecom Bus, SERDES, UART等等），CPU子系统（如时钟，复位，SDRAM/DDR,FLASH接口）。好的硬件工程师无论是做的文档还是报道都是令人一目了然，这个硬件系统需要用什么方案和电路，最后验证测试的结果如何。
内容详实，不遗漏各种接口/电路；简单名了，不说废话；图文并茂，需要的时候一个时序图，一个示波器抓图就很能说明问题了。4. 仪表/软件的使用能力：仪表包括电烙铁，万用表，示波器，逻辑分析仪，误码仪，传输分析仪，以太网测试仪Smartbits/IXIA，热量计，衰减器，光功率计，射频信号强度计等等；软件包括Office(Outlook,Word, Excel, PowerPoint, Project, Visio),PDF，常用原理图软件Pads或者OrCAD，常用PCB软件Pads或者Allegro,Allegro Viewer，电路仿真软件PSPICE，信号仿真软件HyperLynx等等。
无论仪表还是软件，在政治经济学里说都是生产工具，都是促进生产力提高的，作为硬件工程师来说，这些仪表和软件就是手中的木。仓炮，硬件工程师很大一部分能力的体现都在与仪表和软件的使用上，尤其对于原理图软件和示波器的使用，更是十分重要，原理图软件的使用是硬件设计的具体实现，通过一个个器件的摆放，一个个NET的连接，构成了是十分复杂的硬件逻辑软件，是整个硬件设计的核心工作，任何。
5.电脑硬件基本知识
主板，又叫主机板（mainboard）、系统板（systembourd）和母板（motherboard）；它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。
主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。主板的另一特点，是采用了开放式结构。
主板上大都有6-8个扩展插槽，供PC机外围设备的控制卡（适配器）插接。通过更换这些插卡，可以对微机的相应子系统进行局部升级，使厂家和用户在配置机型方面有更大的灵活性。
总之，主板在整个微机系统中扮演着举足重新的脚色。可以说，主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次，主板的性能影响着整个微机系统的性能。
常见的PC机主板的分类方式有以下几种 ★主板的分类： 一、按主板上使用的CPU分有： 386主板、486主板、奔腾（Pentium，即586）主板、高能奔腾（Pentium Pro，即686）主板。 同一级的CPU往往也还有进一步的划分，如奔腾主板，就有是否支持多能奔腾（P55C,MMX要求主板内建双电压）， 是否支持Cyrix 6x86、AMD 5k86 （都是奔腾级的CPU，要求主板有更好的散热性）等区别。
二、按主板上I/O总线的类型分 ·ISA(Industry Standard Architecture)工业标准体系结构总线. ·EISA(Extension Industry Standard Architecture)扩展标准体系结构总线. ·MCA(Micro Channel)微通道总线. 此外，为了解决CPU与高速外设之间传输速度慢的"瓶颈"问题，出现了两种局部总线，它们是： ·VESA(Video Electronic Standards Association)视频电子标准协会局部总线，简称VL总线. ·PCI(Peripheral Component Interconnect)外围部件互连局部总线，简称PCI总线. 486级的主板多采用VL总线，而奔腾主板多采用PCI总线。 目前，继PCI之后又开发了更外围的接口总线，它们是：USB(Universal Serial Bus)通用串行总线。
IEEE1394（美国电气及电子工程师协会1394标准）俗称"火线（Fire Ware）"。 三、按逻辑控制芯片组分 这些芯片组中集成了对CPU、CACHE、I/0和总线的控制586以上的主板对芯片组的作用尤为重视。
Intel公司出品的用于586主板的芯片组有：LX 早期的用于Pentium 60和66MHz CPU的芯片组 ·NX 海王星（Neptune），支持Pentium 75 MHz以上的CPU，在Intel 430 FX芯片组推出之前很流行，现在已不多见。 ·FX 在430和440两个系列中均有该芯片组，前者用于Pentium，后者用于Pentium Pro。
HX Intel 430系列，用于可靠性要求较高的商用微机。VX Intel 430系列，在HX基础上针对普通的多媒体应用作了优化和精简。
有被TX取代的趋势。TX Intel 430系列的最新芯片组，专门针对Pentium MMX技术进行了优化。
GX、KX Intel 450系列，用于Pentium Pro,GX为服务器设计，KX用于工作站和高性能桌面PC。MX Intel 430系列，专门用于笔记本电脑的奔腾级芯片组，参见《Intel 430 MX芯片组》。
非Intel公司的芯片组有：VT82C5xx系列 VIA公司出品的586芯片组。 ·SiS系列 SiS公司出品，在非Intel芯片组中名气较大。
·Opti系列 Opti公司出品，采用的主板商较少。 四、按主板结构分 ·AT 标准尺寸的主板，IBM PC/A机首先使用而得名，有的486、586主板也采用AT结构布局 ·Baby AT 袖珍尺寸的主板，比AT主板小，因而得名。
很多原装机的一体化主板首先采用此主板结构 ·ATX &127； 改进型的AT主板，对主板上元件布局作了优化，有更好的散热性和集成度，需要配合专门的ATX机箱使用 ·一体化（All in one） 主板上集成了声音，显示等多种电路，一般不需再插卡就能工作，具有高集成度和节省空间的优点，但也 有维修不便和升级困难的缺点。在原装品牌机中采用较多 ·NLX Intel最新的主板结构，最大特点是主板、CPU的升级灵活方便有效，不再需要每推出一种CPU就必须更新主板设计 此外还有一些上述主板的变形结构，如华硕主板就大量采用了3/4 Baby AT尺寸的主板结构。
五、按功能分 ·PnP功能 带有PnP BIOS的主板配合PnP操作系统（如Win95）可帮助用户自动配置主机外设，做到"即插即用" ·节能（绿色）功能 一般在开机时有能源之星（Energy Star）标志，能在用户不使用主机时自动进入等待和休眠状态，在 此期间降低CPU及各部件的功耗 ·无跳线主板 这是一种新型的主板，是对PnP主板的进一步改进。在这种主板上，连CPU的类型、工作电压等都无须用跳线开关，均 自动识别，只需用软件略作调整即可。
经过Remark的CPU在这种主板上将无所遁形. 486以前的主板一般没有上述功能，586以上的主板均配有PnP和节能功能，部分原装品牌机中还可通过主板控制主机电源 的通断，进一步做到智能开/关机，这在兼容机主板上还很少见，但肯定是将来的一个发展方向。无跳线主板将是主板发 展的另一个方向。
六、其它的主板分类方法： ·按主板的结构特点分类还可分为基于CPU的主板、基于适配电路的主板、一体化主板等类型。基于CPU的一体。
