工程师的眼光看产品,谈整机和硬件板级设计
木中君 2021-09-28

  做硬件工程师也有些年份了,谈谈对硬件技术水平的一管之见。

  这里谈的硬件是指,包括板级设计。

  硬件设计跟整机的性能相关,参数指标大都是考核硬件的。

  现在产品更新换代很快,吸引人的地方更多的是软件部分,人机界面(HMI)是最吸引眼球的地方,硬件较少提及,一般也就提提的性能(多少核,速度,MIPS等)、AV芯片的性能(多少bit,多高取样频率,THD,Noise,SNR,多少像素)等。应用的硬件设计好像慢慢被边缘化了,在国内公司很多是这样,硬件真的不重要了吗?肯定不是,只是很多人没有关注硬件的性能,而且有限的技术指标不能代表硬件水平,现在的产品公布的指标都比较少,而且很多测试条件是讨好指标的,如测音频信噪比在1kHz加A计权,可以滤掉很多噪声,信噪比看起来不错,这样就更无法判别硬件设计的水平。也跟产品的定位有很大关系,打价格战的产品硬件设计水平普遍不高,用方案公司的方案可以降低对硬件工程师的要求。很多误导的信息是,看整机性能就使用什么芯片,选相机就看多少像素,电视就宣传多少种颜色,这些就是决定的因素吗?举个例子,对于相机,大众最关注的是像素,可是影响成像的还有很多因素,有些傻瓜机比单反的像素高,但成像质量远不如单反,其实,镜头、感光器面积是更关键的因素。

  大家在谈论苹果产品的时候,最多的还是谈她的界面和用户的体验,对硬件的分析也就是拆解各功能块器件的选择。在我看来,苹果各方面的工程师都是顶尖的。对硬件来说,虽然iPhone4的天线受到抱怨,当苹果把他们的测试方法和测试环境公开后,无人再质疑了,因为他们足够专业。还有,苹果MAC电脑的显示色彩是令人信服的,是业界的翘楚,广告业的首选,如果没有深厚坚实的硬件基础,光靠软件是调不出来的。苹果电脑不光色彩出众,音视频都很好,比较真实,专业人士都喜欢苹果电脑。然而这些都是硬件水平的体现。声明一下,我不是果粉,还没有用苹果电脑,只是用工程师的眼光看产品。

  硬件包含系统规划、电源管理、器件选择、布局布线等等,打个比方,硬件是人的躯体,软件是人的行为表现,人如果没有健壮的躯体,表现是会大打折扣的。如果说CPU是心脏,那电源就好比肝脏,进行解毒和造血,肝脏的重要性不言而喻,电源也一样,需要抵抗和过滤各种干扰,提供干净的能源,系统才能运行得畅顺、稳定而高效。如果说CPU是种子,那电源就是气候和环境,众所周知,不同的气候和环境,相同种子种出的产量是大不一样的,质量也大不一样。桔生淮南则为桔,桔生准北则为枳在这里同样适用。

  硬件最终的表现就是EMC水平的表现,这个EMC水平不是指测试出来辐射抗扰的水平,而是工程师掌握的EMC知识水平和应用EMC知识的水平,EMC知识包含硬件的关键知识,硬件的问题大部分可以在EMC知识中找到答案。EMC知识掌握的好,各种器件的知识也会研究得比较透彻,如各种电容的特性、各种电感的特性,线材的特性,板材的特性,芯片特性等等,把合适的器件摆在合适的位置,同样的BOM成本可以做到性能更高。EMC技术领先的是欧美,尤其是美国,把其他地区拉得比较远,看高端仪器可知;日本、韩国、台湾个别企业还可以(但差距还不小)。我们的水平在哪里?自己想想就好。

  知识有限,经验有限,一点浅见。 

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