電子信息工程電子公司硬件實習報告一、摘要

2023年7月10日至2023年9月5日，我在一家電子信息工程公司擔任硬件工程師助理，參與嵌入式系統(tǒng)硬件調(diào)試與測試。核心工作成果包括完成3個模塊的電路板調(diào)試，其中2個模塊實現(xiàn)99.8%的測試通過率，并設(shè)計并驗證了1套信號采集電路，精度達到±0.5%。期間應用了示波器、邏輯分析儀等工具進行硬件故障排查，掌握了信號完整性分析方法和高速電路設(shè)計規(guī)范。通過實踐驗證了課堂所學的射頻電路理論，并提煉出模塊化調(diào)試可復用流程，顯著提升了問題定位效率。

二、實習內(nèi)容及過程

實習目的主要是把學校學的理論知識跟實際工作對接上，看看硬件工程師平時是咋干活兒的，順便提升動手能力和解決實際問題的能力。

實習單位是做嵌入式硬件開發(fā)的一家公司，主要產(chǎn)品是各種智能控制板卡，我所在的部門是硬件研發(fā)部，平時搞新產(chǎn)品設(shè)計和老產(chǎn)品維護。

實習內(nèi)容跟我的專業(yè)挺對口的，主要參與了兩個項目。一個是幫師傅調(diào)試一塊用于工業(yè)數(shù)據(jù)采集的電路板，那塊板子集成了ADC、ARMCortexM系列芯片和CAN總線接口。我負責用示波器看信號波形，用邏輯分析儀抓總線數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有兩個模塊的通信時序?qū)Σ簧?。第一個問題是ADC采樣精度不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)顯示跳動大，我查了芯片手冊，發(fā)現(xiàn)是參考電源紋波引起的，于是提議加一個低通濾波器在參考電源輸入端，師傅采納了，測試下來精度穩(wěn)定在±0.5%以內(nèi)，比原先好了不少。第二個是CAN總線通信偶爾出錯，錯誤碼提示仲裁丟失，我跟著師傅學了CAN總線協(xié)議，發(fā)現(xiàn)是總線終端電阻沒調(diào)好，兩個端口的電阻值差了0.1歐姆，調(diào)整后通信錯誤率降到了百萬分之五以下。另一個項目是設(shè)計一個信號調(diào)理電路，把傳感器輸出的微弱信號放大并濾波，要求輸入輸出阻抗匹配，不能有相位失真。我用了運放搭建了儀表放大器，通過計算反饋電阻值實現(xiàn)了增益100倍，然后用巴特沃斯濾波器濾除50Hz工頻干擾，測試時用信號發(fā)生器輸入正弦波，調(diào)整電容值，最終輸出信號的相位誤差小于0.1度，滿足設(shè)計要求。

遇到的困難有兩個。第一個是剛開始看電路圖特別慢，很多元器件不熟，花了兩天時間把常用的模擬和數(shù)字電路模塊都重新復習了一遍，還整理了個元器件速查手冊。第二個是調(diào)試時遇到問題容易鉆牛角尖，有時候一個信號不對就連續(xù)查幾個小時，后來跟師傅學了先抓大放小的方法，先看整體電路有沒有問題，比如電源軌、時鐘信號，再逐步排查局部電路，效率高多了。

實習成果主要是完成了兩個模塊的調(diào)試和驗證，第一個模塊的測試通過率達到99.8%，第二個項目的相位誤差指標也達到了設(shè)計要求。最大的收獲是掌握了硬件調(diào)試的基本流程，學會了用示波器、邏輯分析儀這些工具定位問題，還學會了看芯片手冊和運用一些常用的電路設(shè)計技巧。

這次實習讓我意識到，硬件開發(fā)不僅要懂理論，動手能力更重要，而且解決問題的方式不止一種，有時候換個思路效率會高很多。對我職業(yè)規(guī)劃的影響挺大的，我現(xiàn)在更想往硬件設(shè)計方向發(fā)展，特別是嵌入式系統(tǒng)這塊，感覺挺有前景的。

實習期間也發(fā)現(xiàn)單位培訓機制有點欠缺，新人進來主要是靠師傅帶，培訓內(nèi)容比較零散，而且沒系統(tǒng)的項目經(jīng)驗積累機會。崗位匹配度上，我主要負責調(diào)試工作，設(shè)計方面的機會少一些，如果能有機會接觸更多設(shè)計環(huán)節(jié)就好了。建議單位可以搞一些定期的技術(shù)分享會，把常用的調(diào)試技巧、設(shè)計規(guī)范總結(jié)一下，形成文檔新人就能直接學。另外可以設(shè)置一些小型的設(shè)計課題，讓實習生也能參與進來，這樣既能鍛煉能力，也能讓他們更快成長。

三、總結(jié)與體會

這8周在公司的經(jīng)歷，感覺像是把過去兩年多學的知識掰開了揉碎了用在了實際項目里，收獲挺大的。7月10號剛?cè)サ臅r候，主要是跟著師傅熟悉環(huán)境，看他們怎么用版本控制管理代碼和文檔，印象最深的是第一次接觸實際的PCB板，上面密密麻麻的焊點和走線跟書本上完全不一樣，有點懵。但很快就上手了，參與了那個工業(yè)數(shù)據(jù)采集板卡的調(diào)試，用了示波器、邏輯分析儀這些工具，把ADC精度問題定位到參考電源紋波上，加了個濾波器后，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性從跳動大變成了穩(wěn)定在±0.5%以內(nèi)，這個結(jié)果我自己都覺得挺驚喜的，感覺理論聯(lián)系實際真的能出成果。

實習期間接觸到的CAN總線通信問題也讓我印象深刻，一開始看到錯誤碼的時候完全不知道從哪兒下手，后來跟著師傅查手冊，學習CAN協(xié)議的仲裁機制，才知道終端電阻的重要性，調(diào)整后錯誤率降到了百萬分之五以下，這個過程中感覺自己看問題的角度變了，不再是一味地摳細節(jié)，而是先從整體框架入手。這種思維方式的轉(zhuǎn)變，我覺得比學會某個具體技能更重要。

這次實習讓我真切感受到了硬件工程師的責任，一塊小小的電路板背后是整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，任何一個細節(jié)沒做好都可能出大問題，這讓我對工作的嚴謹性有了新的認識?？箟耗芰ι弦灿辛颂嵘郧白鰧嶒炗龅絾栴}可能抱怨幾句就放棄了，現(xiàn)在遇到難題會主動去查資料、跟人請教，直到解決為止，這種解決問題的過程讓我更有成就感。

對我未來的職業(yè)規(guī)劃來說，這次經(jīng)歷基本就是確認了我的方向，更想往嵌入式硬件設(shè)計方向發(fā)展了。接下來打算把這次實習中遇到的ADC設(shè)計、信號完整性分析這些知識再深鉆一下，看看能不能考個相關(guān)的職業(yè)資格證書，比如PMP或者某個硬件設(shè)計認證，感覺這些都能給我求職加分。另外，還想多了解一些FPGA開發(fā)的知識，感覺這塊領(lǐng)域發(fā)展很快，掌握更多技能肯定更有競爭力。

看看行業(yè)的發(fā)展趨勢，現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)、人工智能這些領(lǐng)域?qū)τ布囊笤絹碓礁撸瑢Ω咝阅?、低功耗、高集成度的芯片需求很大，感覺硬件工程師的舞臺也越來越寬廣。這次實習讓我對行業(yè)有了更直觀的認識，也明確了努力的方向，感覺接下來的學習更有動力了。如果能有機會的話，真想繼續(xù)留在這個領(lǐng)域深耕下去，為中國硬件行業(yè)的發(fā)展貢獻點自己的力量，雖然現(xiàn)在還只是個學生，但這個想法已經(jīng)萌生了。

四、致謝

在這8周的實習期間，得到了很多幫助。感謝公司提供了這個平臺，讓我有機會將理論知識應用到實際工作中。特別感謝我的導師，他不僅在技術(shù)上給了我很多指導，比如如何使用示波器精確測量信號完整性問題，還教會了我很多調(diào)試技巧，比如通過分析眼圖來定位信號失真原因。他耐心解答我的疑問，讓我對硬件設(shè)計有了更深的理解。

也感謝部門的其他同事，他們