硬件工程师真的只是吃青春饭?

2018-03-13 13:57:07 来源: 硬件十万个为什么
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【关于“青春饭”与“越老越吃香”】
以前在研究所的时候,一些老工程师不断的返聘,一些现场的疑难杂症,年轻人束手无策的时候,老教授一出马,药到病除。
 
若干年前,还有人会说:“程序员是吃青春饭,做硬件好,做硬件越老越吃香”。
 
现在说的人越来越少了,为什么呢??
 
硬件工程师已经不再是越老越吃香了?也变成吃青春饭了?
 
“为什么会有越老越吃香一说?”老工程师的优势在于:经验的积累,但是精力和体力并不一定优于年轻工程师;硬件工程师的工作需要比较长时间的积累和理解,有一定的技术积累门槛。
 
“为什么会有青春饭一说?”年轻工程师的优势往往在于:愿意接受新鲜事物,学习速度快,体力和精力比较旺盛。家庭的负担相对轻一些。
 
首先任何工种都需要积累和经验,所以程序员也不能算是吃青春饭的,因为成为卓越的软件工程师也需要大量的软件代码的编程积累和经验。
 
作家格拉德威尔在《异类》一书中指出:“人们眼中的天才之所以卓越非凡,并非天资超人一等,而是付出了持续不断的努力。1万小时的锤炼是任何人从平凡变成超凡的必要条件”。他将此称为“一万小时定律”。要成为某个领域的专家,需要10000小时,按比例计算就是:如果每天工作八个小时,一周工作五天,那么成为一个领域的专家至少需要五年。这就是一万小时定律。
 
那么为什么会觉得硬件工程师也会变成吃青春饭的感觉了呢?
 
【硬件技术的入门门槛确实在降低】
首先,由于工具的发达、芯片的进步,特别是数字电路的发展,软件的功能强大,端管云架构的逐步成为现实——硬件技术的入门门槛确实在降低。
 
工具的发达:Saber、ADS、Multisim、candence 等工具越来越强大,很多经验积累的内容,或者需要生产之后才能够看到的数据、波形和电路特性已经可以通过仿真工具,在电路生产之前进行分析和优化。包括嵌入式软件的工具的完善和强大,使得嵌入式软件的开发门槛也在降低。
 
芯片的进步:芯片的集成度高,对于PCB的设计复杂度相对降低很多,例如:开关电源设计,集成MOSFET的芯片能够承载的功耗越来越高,对于硬件工程师对于原理图和PCB的设计复杂度越来越低;SoC的发展,MCU和CPU的功能越来越强大,集成的存储、ADC、DAC等外设越来越多,参数越来越好;包括一些射频的功能组件的集成度也越来越高,国内的研究所单片的均衡器可以做到1mm*0.7mm的尺寸;Zynq实现了FPGA和ARM的集成、Intel收购了Altera计划推出X86集成FPGA的芯片降低了高速总线的互连需求;早些年,一些算法的实现,由于ADC的速率,DSP的处理能力等限制,还有通过模拟电路进行实现的,现在几乎看不到了。
 
芯片发展到最后,会不会出现:芯片加连线到接口,完成设计。不得而知。
 
 
 
端管云架构逐步实现:
对于智能硬件的开发来说,最大的问题在于将产品接入云,并与软件、硬件完美兼容 。云计算是实现物联网的技术核心,作为在智能硬件开发中的重要工具,云端可以实现可靠地传输、储存和备份,保证后台的可管可控。
 
运行良好的云端可以降低整个产品的运营成本,提供与用户接触的入口,增加了解用户需求的机会,进而不断完善产品。 从某种意义上说,只有包含了云接入的设备,才是真正适合当下市场发展的优秀产品。
 
把计算和存储都放置在云端,云端实现服务器的归一化,其实是对云端硬件设计要求的降低;同时在通信领域的全IP化的实现,“端”归一化程度也非常的高,接口的种类、数量都在减少;终端主要是传感器的采集和界面的呈现,并且随着MEMS的发展,传感器的模拟电路开发的工作量也越来越少。
 
 
【敢问路在何方】
如果“硬件就是连连线”,岂不是不需要一些经验和积累就可以做出硬件产品了?
 
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。
 
 
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