多板PCB设计与硬件工程师让我们迈向未来

可重复使用的火箭，自动驾驶汽车和区块链有什么共同点？除了突破过去3-5年的重要里程碑，它们都是多板印刷电路板（PCB）设计进步如何推动我们迈向未来的杰出例子。

在这篇文章中，我们将研究多板PCB系统的进步如何帮助推动航天，自动驾驶汽车和区块链的边界。但是除此之外，我们正在研究与PCB系统设计有关的一些主要参与者：硬件工程师以及他们如何参与这些项目。

硬件工程师如何参与系统设计？

在每一个重大突破性发现或技术进步的背后，您都可以打赌，不仅在其外壳下方有一个电气系统，而且还有一个工程师系统共同努力确保其成功。特别是随着技术的发现或进步，硬件工程师能够准确地测试和记录系统测试结果的能力变得极为宝贵。

开发环境和方案以测试新的或高级的系统，注释度量和统计信息以向设计团队提供准确的结果以及记录系统故障都是无价的资产。确保在太空飞行中，另外一个通孔将是具有所需功率的通信板与不正确的热分配引起的短路之间的区别，这可以节省数百万，数十亿美元的生命，具体取决于方案。系统设计正在启动之中。

航空航天系统：重新定义航天成本

有没有想过将火箭反复降落在大西洋中部的一艘自动驳船上，而其成本却只有传统发射的一小部分，该怎么办？

机载航空电子设备必须管理可折叠的耐热机翼（称为栅格鳍），以引导第一阶段的折返进入地球大气层。冷气推进器必须将火箭翻转180°并对齐以降落。轻巧的碳纤维着陆脚能够及时着陆，以便着陆。

当您考虑到所有辅助电子设备和控制系统必须承受发射和重入期间承受的巨大重力，辐射和温度波动的影响时，这尤其令人印象深刻。在以足够的严格性和对环境漏洞的关注来测试这些系统时，硬件工程师要克服一个艰巨的任务。

除了明显地节省了能够重复使用火箭弹的成本外，由于SpaceX在生产车间进行垂直集成的政策，进一步降低了制造成本-他们试图在内部制造尽可能多的Falcon 9组件。

多层板，高性能CPU，集成电路，预制模块和其他组件的广泛可用性使构建定制的内部电子设备成为可行的选择。此外，PCB设计软件的进步使设计复杂的航空电子系统变得可行，这使自动着陆火箭成为可能。

 

汽车系统：无人驾驶或自动驾驶汽车

任何在每天上下班途中都与交通高峰时间作斗争的人，都可以证明人类是非常糟糕的驾驶员。如果您可以开车回国并赶上睡眠，工作，Netflix或其他任何事物，那不是很好吗？

这是Waymo，通用汽车，戴姆勒，福特和许多其他汽车公司竞相制造自动驾驶汽车的众多原因之一。技术难题也是任何PCB设计人员都可以理解的。

早在首批自动驾驶原型车出现之前，汽车就已经变得越来越智能。从仪表板上的收音机到后视摄像头，更智能的喷油器以及驾驶员辅助系统，您的现代汽车已经成为多板PCB系统的令人印象深刻的例子。汽车系统需要一些最艰巨的测试，因为这不仅是很少见到的ADAS系统的理想驾驶环境，而且人机交互的不一致也会使汽车系统特别容易受到攻击。

无人驾驶汽车借助智能传感器，先进的激光雷达和摄像头阵列将海量实时数据传输到功能强大的车载计算机，将其提升到一个新的水平。甚至高通，英伟达和三星等芯片制造商也在排队，以帮助向汽车制造商提供自动驾驶汽车所需的“大脑”。

汽车制造商在许多有助于车辆自我驱动的机械和电气系统中使用常规的多层PCB 。与SpaceX的自动着陆火箭一样，挑战在于为这项工作选择合适的现成组件和互连。从热浪到暴风雪，汽车必须在道路上和道路上都承受各种条件。

ASIC系统：加密货币挖掘和区块链

您可能已经注意到GPU的价格急剧上涨，尤其是2017年底的高端游戏卡。您可能还记得，当加密货币狂潮在2017年12月达到顶峰时，单个比特币的价格就达到了顶峰$ 20,000。在今年早些时候比特币价格暴跌之后，GPU的价格终于开始恢复正常。

这不是巧合。区块链和加密货币挖掘的故事非常多板PCB设计之一。和芯片制造商都知道这一联系。华硕刚刚透露其B250 Mining Expert主板有一个原因，该主板最多支持19个GPU。它具有18个PCIe 3.0 x1插槽和一个物理3.0 x16插槽。

要了解连接，必须了解区块链以及加密货币的工作原理。利用纸币，成熟的银行和政府的货币政策决定了如何打印和分配货币。这些机构支持常规货币的价值。

 

有了加密货币，它就更具技术性。加密货币通过称为区块链的分布式分类帐系统进行验证，该系统使用数字签名和加密哈希函数的组合来提供透明性和安全性。

每个块就像物理分类帐中的一页。记录交易，直到块已满。完成后，所述区块将附加到更大的区块链中，该区块链包含每个先前交易的记录。

现在这是重要的部分。加密货币挖矿是向系统添加新硬币的唯一方法。通过设计，需要大量的计算工作来处理将有效块添加到区块链的哈希函数。作为执行此计算工作的奖励，维护区块链副本的个人或组织有机会获得硬币。链条越长，难度就越大，在其他矿工之间进行数字军备竞赛。

增大采矿设备的计算能力的最佳方法是什么？好吧，由于每个人都只能使用同一软件，因此归根结底是要添加更多GPU。多板PCB系统怎么样？

正确的系统设计正在改变我们的世界

从便宜的太空旅行到自动驾驶汽车和数字货币，PCB技术的进步是当今许多技术创新的潜在力量。感觉受到启发来启动自己的多板PCB项目吗？