可能很多硬件工程师应该跟我一样的体会，在我们刚工作的时候，电路图的绘制主要是模仿。按照Demo板连线，模仿老产品画图，在成熟电路图上进行修改。总而言之，就是“模仿”。画PCB时，感觉就真的是：连连看、对对碰。能够把线走通，把功能完成，就觉得已经大功告成。当时电路回板之后，也总是碰到各种困难。各种改板、各种不稳定，各种调试、各种飞线。电路设计的时候，完全不会考虑一些信号质量、电磁兼容、长期可靠性、健壮性、降额设计等等。总是很羡慕别人能做更复杂的电路，也不知道复杂电路的挑战点在哪里，并不知道电路设计的时候有哪些关键的注意点。总是凭着自己的喜好和感觉进行电路设计，结果自然不尽如人意。当时互联网还不发达，网上能找到的资料还非常少，也没有类似《硬件十万个为什么》这样的学习途径。当时很搞笑的一个事情：我去问一个比我年长的工程师：为什么别人的电路板上面有蛇形走线？他也一直没有从事过射频或者高速数字电路的设计，很懵的回答我：“不知道啊，估计是为了防止信号辐射出去干扰其他信号。因为都是高速的信号，所以速率越高越容易辐射。”（这个答案自然是错误的）于是，我闹了个笑话：把一个FPGA的电路板上面速率最高的信号（时钟）走了蛇形走线。这是典型的不懂原理，盲目模仿的笑话。很庆幸的是我在还算年轻的时候，带着我的各种困惑离开了第一份工作，去了“华为”，带着我的硬件梦想：要做更高级的硬件，更复杂的硬件，更可靠性的硬件，做更值钱的硬件。到华为入职之后，感受到华为最大的优势就是有很多的历史积累，并形成了“规范”、“指导书”、“checklist”。特别是我刚入职的那段时间，整个公司都在“规范”运动，什么都写规范，人人都写规范，什么任职、绩效、技术等级都看规范。（大公司用KPI来引导，容易搞成“运动”）。大家都不分青红皂白的遵循“规范”，其实有很多问题：当时，原理图评审的时候，听得最多的就是“规范就是这样写的”，这里面有一些问题：1、写规范的人不一定水平高，或者写得不细致，如果出现错误那就更是害人了。2、规范有时抑制了开发人的思维，什么都按照规范来，不一定适合实际的设计场景；例如我需要低成本设计，但是规范强调的是高质量，就不一定适用。3、有了规范之后，也会导致部分开发人员不思考，例如晶振要求在50MHz以上，放pF级的电容进行电源滤波，而低于50MHz的不用。大家都不想为什么，自然也不知道为什么；这条内容制定的依据是什么？试验结果、仿真结果、还是有案例，并没有详细的描述；再例如网口变压器防护，室内室外，按照各种EMC标准的设计要求直接照着画就可以，但是很少有人想为什么，也不知道测试的结果怎样，等实际碰到困难时就束手无策了。的确，这样简单的规则形成的规范，在有的时候提高了工作效率和产品质量，但是工具也发达，人也就越退化，这是必然。4、有些器件的选型，不适合写规范，因为器件发展太快，有可能等你规范写好，器件都淘汰了。例如：在X86处理器进入通信领域了之后，处理器选型规范就显得多余。规范确实能带来好处，工程师如果严格遵循规范则很少会出一些低级错误，从而提高了开发的基础质量。规范带来的坏处，也就是工程师有时不思考原理，总是去寻找规范。但是，并不是所有工作都适合用规范来约束。硬件工程师要能跳出“参考电路”、跳出“规范”，从原理思考问题和设计。正是由于我在第一份工作主要做技术预研项目，虽然电路复杂度没有那么高，但是做的往往都是一些行业空白，需要寻找技术断裂点，所以培养了很多独立思考的工作习惯。看到一堆规范的时候，往往希望了解其制定该规范的依据，写作思路，物理原理。有时看到一些规范就会思考背后的原因，也会发现一些规范本身的错误和不合时宜。时间久了，随着知识体系越来越完备，了解到电子元器件的微观结构，物理原理。在硬件的知识架构中，逐步形成了一种用物理原理去解释工程规范的思维方式。

工程师，特别是年轻工程师，要避免盲目模仿、盲目迷信设计规范。通过不断的学习，提升认知，达到“能够用物理原理去理解工程现象，能够理解地使用设计规范”。硬件工程师不是简单的连连线，而是需要最终能够把原理与工程结合，明明白白的做开发。这样设计出来的硬件质量高，问题少，即使有问题也能够快速分析和解决。

穿透硬件本质的物理模型，融会贯通的去理解硬件体系。

硬件水平的关键在于理解系统，而不在于只是熟练掌握工具。

除了对电路本身的把控，还需要对整个硬件项目的把控，硬件工程师更是工程商人。

“软件就是敲敲键，硬件就是连连线。”这句话是工程师自嘲自己工作简单，也是讽刺很多工程师只看到了软硬件设计的表面，而没有深入理解系统。确实，对于硬件工程师而言，如果认为硬件工作就是把原理图画好，这种看法显得过于简化和肤浅。确实，硬件原理图的表达形式通常表现为芯片接口的相互连接，看似只要将这些芯片按图连好，就算完成了硬件设计。但事实远非如此简单。

硬件设计的复杂性远超图纸上的连线，它涉及到硬件系统的设计、电路细节设计、元器件选择、电磁兼容性、散热管理、处理器内部原理等诸多领域的深度知识。每一个细节都可能影响到最终产品的性能、可靠性和成本。硬件工程师不仅需要精通理论，还必须具备丰富的实践经验，能够解决在实际操作中遇到的各种难题。

设计一个成功的硬件产品，需要考虑到架构设计、工作可靠性、电源管理、信号完整性、热管理、机械结构等诸多因素。这些都要求设计师有全面的知识和经验，能够从系统的角度出发，综合考虑各个环节。简单的连线只是表象，真正的挑战在于如何优化每一个环节，使整个系统达到最佳状态。

硬件的设计与实现不仅涉及到电路板、芯片和连接线的拼接，更涵盖了工程学、物理学和材料科学的深刻原理。要真正理解硬件的作用和意义，我们必须超越表面，深入探讨其内部运作机制，以及它们如何与软件、用户需求和创新技术相结合，创造出无数可能性。

我们将探索硬件世界的内在逻辑，揭开那些看似简单的设备背后的复杂性。让我们一起进入硬件的奇妙世界，揭开它的神秘面纱，感受其中的无限潜力。

硬件设计除了绘制原理图和PCB图本身之外，还有不少事情需要做的。

如果说“硬件不是连连线”，硬件这个活的门槛到底在哪里呢？

简单硬件和复杂硬件：首先我一向认为硬件设计，需要区分“简单硬件”和“复杂硬件”，一些简单硬件，例如，类似：MP3、电子贺卡、蓝牙耳机。电路结构比较简单，开发门槛比较低，不需要非常深厚的经验的工程师去开发，可能问题也不会大，即使出了问题，检查问题和修正问题的代价也不会特别高，所以对工程师的要求也不是特别高。但是电路的功耗高于20W，管脚数量超过10k，则驾驭电路的设计和调试，问题的解决就变得复杂，一旦出现问题往往不是那么容易分析和处理。所以当你的产品属于复杂硬件的设计时候，还是应该找一些专业和有经验的工程师，至少是有问题的解决思路的人来从事相关的工作，来驾驭复杂系统。

简单硬件更适合供应链有优势的企业和个人去开发和突破。

走向射频：由于ADC的速率毕竟是有限的，也不可能所有的系统都做成软件无线电，所以射频的电路还是需要经验积累和硬件设计的。但是由于仿真工具的强大，射频工程师对软件的使用熟练度变得更为重要，而不是像更早的时候，经验非常之重要，并且需要深厚的理论知识积累和理解。射频因为需要深厚的电磁场理论知识，所以需要有一定的门槛。如果你从事射频的相关工作，恭喜你你的堡垒暂时还没被攻破。但是按照趋势发展，射频的工作也会变得越来越简单。

走进芯片：在华为时，一些大佬硬件出身，有深厚的网络协议的理论基础、产品应用经验、对处理器有深厚的应用功底，或者有FPGA的设计功底，转到“海思”去规划芯片或者设计芯片，发展的不错。由于硬件人员对芯片的应用有比较多的积累，也容易从芯片应用的角度去思考芯片设计，所以有机会去走进芯片内部，是一个不错的选择。

未来随着中国人口红利的消退，人力成本优势的消失，现在的SMT、PCB加工很可能从中国消失，跟欧美一样没有相关的低附加值的产品生产，而需要去类似于印度、越南等还具备人力成本优势的区域去加工生产。

软硬结合，成为综合性人才：

多知识的结构效率大于单一知识运行效率。人的知识体系结构跟企业的结构一样，效率大于运营效率。

知识也是如此，我们光从软件的角度来说，软件解决成本低，忽略了在这种情况下，硬件成本；反之亦然。软硬件结合，能从技术角度角度寻找到全局成本最低点。项目中，软件可以用IO口模拟出一些接口，SPI主、I2C主、I2C从、UART从、UART主。有时候，单片机没有这些接口，又不能及时换方案的前提下，软件可以降低硬件开发成本；对于一些模拟信号的滤波，经过ADC变成数字信号。既可以采用模拟滤波器滤波，也可以采用数字滤波器滤波。两者可以结合结合，硬件不用更多的器件，软件也不用更高的计算量。不然，上算力更高的芯片，带来的改动不是一点点。软硬工程师都很伤。

在嵌入式方面成为软硬结合的工程师，甚至包括懂结构设计、ID设计、网站设计、射频；成为一个综合性的人才，更有可能成为极客，你只需要一个idea，就可以动手去实践，去改变世界。同时，全栈工程师也可以走向工程、做系统集成。

提升为系统设计师：在华为的技术发展路线里面，一个硬件工程师，有三条路可以走：1、管理者；2、硬件专家；3、系统工程师。而纵观华为各个产品线的工程师的发展路径，硬件工程师更容易成长为一个系统工程师，而软件工程师更容易成长成为项目经理。

这是由于硬件工程师的知识体系相对更完善，去理解其他领域的工作更容易决定的。

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