成為ARM嵌入式系統硬件高手，這有大綱！

技術小白

ARM嵌入式和單片機學習有著密不可分的關系，在學習單片機的過程中積累必要的學習經驗和知識是非常有必要的，如何在這一過程中逐漸成為高級嵌入式工程師呢？


對于硬件來講有幾個方向，就單純信號來說，分為數字和模擬，模擬比較難搞，一般需要很長的經驗積累，單單一個阻值或容值的精度不夠就可能使信號偏差很大，因此年輕人搞的較少。

隨著技術的發展，出現了模擬電路數字化，比如手機的Modem射頻模塊，都采用成熟的套片，而當年國際上只有兩家公司有此技術，自我感覺模擬功能不太強的人，不太適合搞這個，如果真能搞定手機的射頻模塊，只要達到一般程度可能月薪都在15K以上。

另一類就是數字部分了，在大方向上又可分為51/ARM的單片機類、DSP類、FPGA類。國內FPGA的工程師大多是在IC設計公司從事IP核的前端驗證，這部分不搞到門級，前途不太明朗，即使做個IC前端驗證工程師，也要搞上幾年才能勝任。DSP硬件接口比較定型，如果不向驅動或是算法上靠攏，前途也不會太大。

而ARM單片機類的內容就較多，業界產品占用量大，應用人群廣，因此就業空間極大，而硬件設計最體現水平和水準的就是接口設計這塊，這是各個高級硬件工程師相互PK，判定水平高低的依據。

而接口設計這塊最關鍵的是看時序，而不是簡單的連接，比如PXA255處理器I2C要求速度在100Kbps，如果把一個I2C外圍器件，最高還達不到100kbps的與它相接，必然要導致設計的失敗。這樣的情況有很多，比如51單片機可以在總線接LCD，但為什么這種LCD就不能掛在ARM的總線上，還有ARM7總線上可以外接個Winband的SD卡控制器，但為什么這種控制器接不到ARM9或是Xscale處理器上，這些都是問題。

因此接口并不是一種簡單的連接，要看時序，要看參數。一個優秀的硬件工程師應該能夠在沒有參考方案的前提下，設計出一個在成本和性能上更加優秀的產品，靠現有的方案，也要進行適當的可行性裁剪，但不是胡亂的來。

我遇到一個工程師把方案中的5V變1.8V的DC芯片，直接更換成LDO，有時就會把CPU燒上幾個。前一陣，還有人希望我幫忙把他們以前基于PXA255平臺的手持GPS設備做下程序優化，我問了一下情況，地圖是存在SD卡中的，而SD卡與PXA255的MMC控制器間采用的SPI接口，因此導致地圖讀取速度十分慢，這種情況是設計中嚴重的缺陷，而不是程序的問題，因此我提了幾條建議，讓他們更新試下再說。

因此想成為一個優秀的工程師，需要對系統整體性的把握和對已有電路的理解，換句話說，一套電路圖終究能看明白多少，看不明白80%以上的話，說明離優秀的工程師還差得遠哪。

其次是電路的調試能力和審圖能力，但最最基本的能力還是原理圖設計、PCB繪制、邏輯設計這塊。這是指的硬件設計工程師，從上面的硬件設計工程師中還可以分出ECAD工程師，就是專業的畫PCB板的工程師和EMC設計工程師，幫人家解決EMC的問題。

硬件工程師再往上就是板級測試工程師，就是C語功底很好的硬件工程師，在電路板調試過程中能通過自已編寫的測試程序對硬件功能進行驗證，然后再交給基于操作系統級的驅動開發人員。

總之，硬件的內容很多很雜，硬件哪方面練成了都會成為一個高手，我時常會給人家做下方案評估，很多高級硬件工程師設計的東西，經常被我一句話否定，因此工程師做到我這種地步，也會得罪些人，但硬件的確會有很多不為人知的東西，讓很多高級硬件工程師也摸不到頭腦。

那么高級硬件工程師技術技能都要具備那些東西呢，首先要掌握EDA設計的輔助工具類如ProtelORCADPowperPCBMaplux2ISE、VDHL語言，要能用這些工具畫圖畫板做邏輯設計，再有就是接口設計審圖能力，再者就是調試能力，如果能走到總體方案設計這塊，那就基本上快成為資深工程師了。

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目前國內外這方面的人都很稀缺。

一方面，是因為這一領域入門門檻較高，不僅要懂較底層軟件(例如操作系統級、驅動程序級軟件)，對軟件專業水平要求較高(嵌入式系統對軟件設計的時間和空間效率要求較高)，而且必須懂得硬件的工作原理，所以非專業IT人員很難切入這一領域；另一方面，是因為這一領域較新，目前發展太快，很多軟硬件技術出現時間不長或正在出現(如ARM處理器、嵌入式操作系統、MPEG技術、無線通信協議等)，掌握這些新技術很重要。嵌入式人才稀缺，身價自然就高，越有經驗價格就越高。其實嵌入式人才稀少，根本原因可能是大多數人無條件接觸，這需要相應的嵌入式開發板和軟件，另外需要有經驗的人進行指導開發流程。

與企業計算等應用軟件不同，嵌入式領域人才的工作強度通常低一些，但是具體的收入是不低的。

搞企業應用軟件的IT企業，這個用戶的系統搞完了，又得去搞下一個用戶的，而且每個用戶的需求和完成時間都得按客戶要求改變，往往疲于奔命，重復勞動。相比而言，搞嵌入式系統的公司，都有自己的產品計劃，按自己的節奏行事。所開發的產品通常是通用的，不會因客戶的不同而修改。一個產品型號開發完了，往往有較長一段空閑時間(或只是對軟件進行一些小修補)，有時間進行充電和休整。

另外，從事嵌入式軟件的每個人工作范圍相對狹窄，所涉及的專業技術范圍就是那些(ARM、RTOS、MPEG、802.11等)，時間長了這些東西會越搞越有經驗，賣賣老本，幾句指導也夠讓那些初入道者琢磨半年的。若搞應用軟件，可能下一個客戶要換成一個完全不同的軟件開發平臺，那就比較苦了。

當然我們從事嵌入式開發的話，這不完全的都是優點，還是會有不足的地方的，但是它的不足就是：

(1) 入門起點高，所用到的技術往往都有一定難度，若軟硬件基礎不好，特別是操作系統級軟件功底不深，則可能不適于此行。

(2) 這方面的企業數量要遠少于企業計算類企業。特別是從事嵌入式的小企業數量較多(小企業要搞自己的產品創業)，知名大公司較少(搞嵌入式的大公司主要有Intel、Motorola、TI、Philip、Samsung、Sony、Futjtum、Bell-Alcatel、意法半導體、Microtek、研華、華為、中興通信、上廣電等制造類企業)。這些企業的習慣思維方式是到電子、通信等偏硬專業找人。

(3)有少數公司經常要碩士或者研究生以上的人搞嵌入式，主要是基于嵌入式的難度。但大多數公司也并無此要求，只要有經驗即可。


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