超值干货 硬件工程师面试快问快答

你感受到来自各行各业的寒意了吗？

 

硬件工程师，如何在如今经济环境下安稳过冬或者逆流而上呢？硬件花园觉着不断锤炼自身的技术功底是必不可少的。而且掌握的技术不仅仅要有广度，还得追求深度！ 结合硬件花园这些年的经历，总结了一些硬件工程师职业发展道路上常用的知识点。在此分享给大家，也欢迎大家加入硬件花园技术交流群讨论。

电源

    电源分配网络PDN

对于硬件工程师或者电子工程师来说，电源是首当其冲需要考虑的。设计电路时需要选择合适的电源系统，比如电路中只有3.3V、5V还是1.8V、3.3V、5V、12V或者其他电压。合适的电源系统，与成本也是相关的。在满足功能的前提下，当然是电源种类越少越精简，成本越低。

    电源防护

任何一套电路系统、一个电子产品基本上都离不开电源，而且电源接口是电磁干扰（比如浪涌）的主要传播路径之一。通常的防护手段是在电源入口增加防护器件，比如TVS，压敏电阻、气体放电管。当然选择哪种或哪几种防护器件，是需要根据实际情况进行选择的。

通讯接口电路

硬件工程师必须要熟知通讯接口电路，常见的有线通讯接口，有UART、USB、RS232、RS485、RS422、I2C、CAN、1-Wire、4-20mA。串行、并行的概念需要了解。PowerBus、电力线载波也可以学一学。

一般来说，长距离有线通信使用电流信号；接收端采集电压信号。原因是由于线缆存在阻抗，若用电压信号传输，末端电压无法保证！

想了解4-20mA电流环的朋友，可以看看这篇文章4~20mA电流环——过程控制系统用模拟信号标准。

控制电路

硬件工程师还会经常遇到需要控制某些电路或器件启动和停止。比如，控制电机启停、指示灯闪亮。选择什么样的控制方式，首先需要分析被控器件的电气特性，属于阻性、感性还是容性负载，然后选择合适的电路。比如控制电机，可能常用继电器，但其实还可以用光耦+可控硅。相比于继电器而言，后者没有机械损耗。

信号调理电路

硬件工程师在开发过程当中，很容易遇到采集某个小信号或者某种物理量的情形。这就要用到信号调理电路。把小信号模拟量放大是最基本的，提高信噪比、提高动态范围、温度补偿则是高阶一些的技术。比如PD光电二极管信号的采集，就需要用到跨阻放大器，感兴趣的可以参考一文搞懂高速TIA跨阻放大器设计。

还有，采集电流信号也是硬件工程师常用的一种信号调理电路。比如高侧电流检测电路的设计。

EMC电磁兼容

硬件工程师肯定对电磁兼容不陌生，诸如浪涌、传导、脉冲群、辐射，这些测试项目是每个产品都需要测试到的。EMC其实包括两个方面EMS电磁抗扰度和EMI电磁干扰。具体内容可以参考这篇EMC电磁兼容基础知识篇（一）。

PCB相关

“1mm铜箔，1盎司铜厚，最大能通过的电流是多少？”这个问题，经常被面试官问道。究竟是多少呢？ 一方面我们可以通过下面的公式计算， I=KT0.44A0.725     K为修正系数，一般覆铜线在内层时取0.024，在外层时取0.048，T为最大温升，单位为摄氏度(铜的熔点是1060℃)，A为覆铜截面积，单位为mil2

(不是毫米mm，注意是squaremil)。 另一方面，还可以用软件计算，比如Saturn PCB Toolkit 。 从这篇文章可以免费下载，免费又好用的PCB参数计算神器——Saturn PCB Toolkit。

结语

硬件工程师需要掌握的知识点包括但不局限于上面所罗列的。不过，硬件花园希望能为各位硬件小伙伴安稳过冬提供一些帮助。欢迎交流学习！

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