硬件工程师考试视频

这个视频将分享我的硬件工程师经历，以及我对想成为硬件工程师朋友们的一些忠告和建议。

我现在也在学！用什么考呀！上岗工作实战就是最好的考试。。。

全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试，考网络工程师，上午考基础知识...第四位网友说得有一定道理，前面几位显然没有考过。上午题全是选择题，75...

工程师的路线确实以本科为底线，但是你想在这方面发展，先把模电，数电，信号处理学精学透，自己画几块板子，里面最好包含FPGA/CPLD，以此展开，一步一步做，不然自己买现成的开发板调试。如果在工作岗位上可以接触这些那就最方便了。到时候专升本也可以走工程师的路线。

信息产业部电子教育与考试中心作为信息产业部行业教育的支撑机构，经过精心的筹划，推出了硬件工程师高级职业教育项目（简称HEACE）。硬件工程师高级职业教育项目坚持以“职业为主线，就业为指导”的课程设计原则，为提高我国IT从业人员硬件技术水平和职业能力提供了完整的教育培训解决方案。硬件工程师高级职业教育项目组受信息产业部电子教育与考试中心委托开展硬件工程师系列培训和考试工作。项目组根据多年硬件培训经验开发出了一系列硬件工程师培训课程，包括硬件技术工程师、硬件维护工程师、硬件维修工程师以及硬件设计工程师四个系列的硬件培训和认证。

电路知识，模拟电子线路知识： 作为一个合格的硬件工程师，模拟电路知识是基础，从了解最基本的电阻，电容，电感，二极管，三极管等原件开始，我们需要熟悉一些基本的模拟电路的设计方法。比如简单的放大电路，加减法电路，三极管做开关管的电路等。尤其电路分压，功率计算这些基础是天天都在用的。电路知识，数字电子线路知识：作为一个合格的硬件工程师，数字电子线路知识也是我们需要掌握的一个基础，数电学习或者理解起来比模电要相对容易些，要了解一些常用的门电路，触发器，时序关系等。单片机，微处理器的应用：作为一个合格的硬件工程师，我们在以后的设计电路中往往要设计单片机和一些微处理器的的电子产品。这就要我们有单片机的基础，了解内部工作原理，和一些功能以及使用方法，外围电路等。常用的基础是51单片机，或者arm系列一些处理器。EDA软件的使用：作为一个合格的硬件工程师，我们要学会使用一些常用的EDA软件，如protel,AD，powerPCB等等。因为设计的电路的原理图和PCB要用EDA软件画出来，然后打板制版。熟悉常用的测试工具：作为一个合格的硬件工程师，常用的测试工具我们要学会使用，最常用的万用表，开关电源，示波器。复杂些的有网络分析仪，频谱分析仪，信号发生器等。常用的测试软件的使用：比如串口调试助手，或者网络调试工具，一些分析电路的软件等等，这些都是我们常用的工具。嵌入式软件的编写：做单片机项目的时候，硬件设计好后需要编写测试软件，有能力的硬件工程师一般也是可以去写嵌入式测试软件的。这样通过软件测试一下我们硬件的基本功能。

通过硬件工程师面试，遇到的常见的问题：PCB的两条走线过长平行走线会引起什么后果？从信号完整性方面来考虑，过长的走线耦合增强，串扰的本质在于耦合，所以过长平行走线会引起串扰，可能会引起误码操作。常见的组合逻辑电路有哪些？加法器，数据选择器，数据输出器，编码器，译码器，数值比较单元，算数逻辑单元。存储器有哪些构成？存储阵列，地址译码器和输出控制电路。锁相环电路的基本构成？分频器、鉴频鉴相器、环路滤波器、压控振荡器。RS232和RS485的主要区别？RS232是利用传输线与公共地之间的电压差传输信号，RS485是利用传输线之间的电压差作为传输信号，由于电压差分对的存在，可以很好的抑制共模干扰，所以RS485传输更远。驱动蜂鸣器的三极管工作在哪个区，若是做反相器呢？由于单片机等其他MCU IO输出的电流比较小，大概在几十个mA以下，所以为了驱动需要电流较大的器件，需要额外的器件。驱动蜂鸣器利用三极管，使其工作在放大区。利用三极管的饱和和截止特性，可以做反相器，作为开关使用。四层板信号分布是怎么样的，才能使EMC降低？对于常用的4层板信号分布是，信号层–地层(电源层)—电源层(地层)—信号层。这样设置的原则是（1）电源层和地层相邻，可以耦合电源的噪声，降低因电源抖动对器件的影响。（2）顶层和底层都有相应的参考层，可以良好的达到信号阻抗要求。（3）因两个信号层都有参考层，所以都有各自的参考回流路径，可以降低EMI。分析竞争与冒险如何产生的以及如何避免？信号经过逻辑门电路都需要要一定的时间，不同的传输路径上门电路数量不一样或者门电路数量一样，但每个门电路的延迟时间不一样，使得与稳态下得到的逻辑功能不一致，产生错误的输出。到达的时间不一致称为竞争，产生的毛刺称为冒险。解决办法：1.增加选通电路；2.芯片外部添加电容；3.增加布尔式的消去项；传输线几个重要的经验公式？对于传输线上任何串联连接都有电容参数，为了使其不产生对信号线变缓趋势，需要满足 C < 4 *RT。对于传输线上任何串联连接都有电感参数，为了使其不产生尖峰信号，需要满足 L < * Z0 *RT。AD电路中，滤波为什么采用磁珠滤波，而不是电感？良好的滤波电路对AD器件影响是较大，噪声大，可能会引起误码操作。磁珠滤波是吸收噪声，转化成热，电感滤波时反射噪声，并没有消除噪声。解释一下电感，磁珠和电容滤波原理？磁珠滤波是吸收噪声磁珠的等效形式为电抗(电感) + 电阻，在低频段，磁珠表现为感性，反射噪声，在高频段表现为阻性，吸收噪声，并转化成热。所以选择磁珠时需要考虑电路上的信号和噪声所处的频带，尽量让工作频率高于磁珠的转化频率，处在阻性范围。 对于磁珠的选择需要考虑的方面：(1)考虑信号工作的频带范围，好确定磁珠的选型，尽量让其大于磁珠的转换频率；(2)直流电阻，选择低Rdc，降低流过磁珠本身的损耗；(3)额定电流，选择磁珠的额定电流尽量接近或者大于工作电流；(4)自谐振频率，应选择自谐振频率较高的磁珠，因为工作频率大于自谐振频率时，会表现为电容特性，会迅速降低阻抗。电感滤波是反射噪声，首先说一下电感的作用（1）通直流隔交流;（2）滤波；（3）阻碍电流的变化，维持电流的稳定。因为电感本身也有一定的阻抗，所以在大电流流过时需要考虑电感上的压降，还要注意组成的LC高通或者低通滤波器，不要使其谐振频率工作在器件本身的工作频带范围内，否则会引起谐振，纹波变大。选择电感时，其谐振频率要高于工作频率，当低于谐振频率时，电感值保持稳定，高于谐振频率时，不过增加到一定程度后不再增加，频率在增加电感表现为电容性，会随频率增高而迅速减小。电容滤波是反射噪声，电容的等效模型为电感+电容+电阻的串联，在谐振频率之前，电容表现为电容特性，随着频率增加，阻抗变小，但是随着频率超过工作频率，会使得电容转化为电感特性，随着频率的增加阻抗变大。电容的作用（1）通交流隔直流;（2）滤波，高频噪声的泄放通道；（3）续流池，维持电压的稳定。电容有ESR和ESL特性，ESR表现为其内部有一定的电阻特性。ESL与电容的封装尺寸有关，F = （ESL * C）^（-1/2）。对于ESL特性，所以在选择电容滤波的时候，尽量不要选择同一封装不同容值，或者同一容值不同封装，这对于滤波会有一定的作用，但是不明显，滤波效果较好的是不同容值不同封装类型，可以基本上滤波各个频段的噪声。 对于电容的选择一般是 陶瓷电容 高频，钽电容一般是中频，电解电容一般是低频。容值越大的钽电容其ESR值越小。3W，20H什么意思？3W是相邻走线中心距为标准线宽的3倍。H表示是电源层到底层的厚度，电源层相对于底层内缩20H，以吸收电源平面的辐射。状态机中的摩尔和米莉有什么区别？摩尔型状态机只和状态有关，米莉型不单单和当前状态有关，还和输入有关。基尔霍夫电流定律和电压定律？在集总电路中，对于任一结点，所有流出结点的支路电流代数和恒等于零。在集总电路中，对于任一回路，所有支路电压代数和恒等于零。如何理解运放的虚短和虚断？虚短是本质，虚断是派生。当然利用这两个运放的性质，算是把运放当作理想运放看待，不过实际中应用两个此性质计算出来的结果也相差无几。虚短是由于运放的开环放大倍数往往很高，而运放的输出往往是有限的，这样会导致输入的两个引脚间的电位差很小，近似于等电位。称为虚短。虚断是由于运放的差模输入电阻很高，流入的两个输入端的电流很小，近似于断路，称为虚断。温度对晶体管的影响？当温度升高时，对于输入特性，即Vbe与Ib之间的特性，会使得输入特性曲线左移。当温度升高时，对于输出特性，即Vce与Ic之间的特性，会使得输出特性曲线上移。PDN网络最根本原则？当温要使得各个芯片的电压稳定，应使得PDN阻抗低于目标阻抗，PDN阻抗 ≤ 目标阻抗 = Vdd * ripple % / Itransient = 2 * Vdd * Vdd ripple % / P 。运放如何选择，其中需要注意哪些参数？运放选择时需要注意以下几个参数：共模抑制比（KCMR），带宽，供电电压，共模输入范围，输入失调电压（offset voltage），输入失调电流（offset current），输入偏置电流（bias current），压摆率，温漂。共模抑制比：放大差模信号的能力，抑制共模信号的能力，体现抵抗噪声的能力。供电电压：当进行小信号放大时，不能超过供电电压的供电范围，否则会产生信号的失真。共模输入范围：此参数绝对了输入信号的范围，一般共模输入范围在手册中会有规定，比如VCC – ，-VCC + 等，若是超过此共模输入范围，也会使得信号失真。输入失调电压：在输入电压为0时，运放本应输出电压也为0V，但是由于运放内部不肯能绝对对称，会有一定的电压输出，为了调节输出为0时的电压大小为失调电压。一般失调电压都在uV级别。输入失调电流：在输入电压为0时，流入两个输入端电流的差值，这体现了运放的输入级差分管的不对称性，希望此失调电流越小越好。输入偏置电流：流入运放两输入端的电流的均值 I = （Ibn + Ibp）/ 2。阻抗与哪些因素有关？阻抗与介质厚度，线间距，线宽，铜厚，介电材料有关。其中与介质厚度和线间距成正比，主要是因为由瞬时阻抗可知Z = 83 * （根号下 介电常数） /CL，由于电容的值与导线距参考平面的高度成反比，所以，当导线距离参考平面比较近时，C变大，反之变小，所以Z的阻抗与介质厚度成正比，若介质厚度增大，则Z增大，反之亦然。经验法则，厚度每增加1mil，特性阻抗减小2Ω。线间距主要是从自感和互感方面考虑，首先线间距越小，互感增强，自感减小，会导致回路电感减小，这也是差分信号为什么要挨近的原因。当间距变小时整个回路的电感减小，根据 阻抗和电感与电容之间的关系， Z = 根号下(L/C),所以假设导线距离参考平面距离不变的情况下，Z是减小的。所以阻抗Z与线间距成正比。介电材料，介电材料本身其实不会影响阻抗，但是介电材料会影响电容特性，电容与介电材料成正比，所以阻抗Z与介电常数成反比。铜厚与电感参量有关，铜厚与厚，电感的值越小，Z = 根号下(L/C),所以假设导线距离参考平面距离不变的情况下，Z是减小的。所以阻抗Z与铜厚成反比。线宽与电感参量和电容量有关，线越宽，L减小，由于C的值与线宽成正比（也就是横截面面积增大），Z = 根号下(L/C),所以假设导线距离参考平面距离不变的情况下，Z是减小的。所以阻抗Z与线宽成反比。几个重要性质，电感L与线间距，半径成反比，与导线长度成正比。电容与介电常数，线宽成正比，与介质厚度成反比。电感L的公式可以参看相关的资料。C = 介电常数 * A / H。其中A为横截面积，H为介质厚度。R = ρ/A，其中电阻与线宽是成反比，所以大面积铺铜也是基于这个道理，使得回路阻抗尽可能小，减小地弹和压降。传输线阻抗为什么是50Ω？对于传输线，若是半径选的太大，根据特性阻抗与L，R，C的关系，L会减小，C会增大，会导致特性阻抗变低，导致信号的衰减很大，权衡利弊，选50Ω时信号的衰减比较小。对于逻辑门电路的扇出数如何确定首先要确定两个参数，第一个是噪声容限，驱动门的高电平门限必须高于扇出门的高电平，驱动门的低电平门限必须小于扇出门的低电平。再者需要考虑拉电流和灌电流， 由拉电流参数确定 驱动门数为 N = IOH / IIH，由灌电流参数确定 驱动门数为 N = IOL / IIL，两者取最小者为最大扇出数。