電子信息工程硬件開發(fā)電子科技公司實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要2023年7月10日至2023年9月5日，我在一家電子科技公司擔(dān)任硬件開發(fā)實(shí)習(xí)生，負(fù)責(zé)智能硬件產(chǎn)品PCB設(shè)計(jì)與調(diào)試。期間，我主導(dǎo)完成2款嵌入式設(shè)備的原理圖繪制與PCB布局，其中1款產(chǎn)品通過5次迭代優(yōu)化，信號(hào)完整性提升20%，整體功耗降低15%；參與4次硬件功能調(diào)試，累計(jì)修復(fù)12處硬件缺陷，其中電源模塊問題占比40%。熟練運(yùn)用AltiumDesigner進(jìn)行EDA設(shè)計(jì)，掌握示波器、邏輯分析儀等工具的故障排查流程，并建立了一套模塊化電路設(shè)計(jì)模板，可復(fù)用性達(dá)85%。通過實(shí)踐，驗(yàn)證了信號(hào)完整性仿真軟件在高速接口設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵作用，并量化了熱管理對(duì)芯片性能的影響系數(shù)為±5℃。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過程1.實(shí)習(xí)目的我這次實(shí)習(xí)主要是想看看自己學(xué)的電子信息工程知識(shí)在實(shí)際工作里能干啥，想搞懂硬件開發(fā)從需求到產(chǎn)品落地到底是怎么一回事，順便提升一下動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力。2.實(shí)習(xí)單位簡(jiǎn)介我在一家做智能硬件的公司實(shí)習(xí)，主要搞嵌入式設(shè)備和模塊開發(fā)，產(chǎn)品線挺多，有消費(fèi)級(jí)的也有工業(yè)級(jí)的，技術(shù)棧挺全，從MCU到FPGA都有涉及，工作環(huán)境還不錯(cuò)，實(shí)驗(yàn)室條件挺給力的。3.實(shí)習(xí)內(nèi)容與過程剛開始是跟著導(dǎo)師熟悉項(xiàng)目，主要是看一款新產(chǎn)品的資料，了解它的功能指標(biāo)和硬件框圖。7月15號(hào)開始接觸原理圖設(shè)計(jì)，用AltiumDesigner畫了一款小型控制器的電路，重點(diǎn)是電源模塊和通信接口部分，用了好幾種穩(wěn)壓芯片，還有CAN和I2C總線設(shè)計(jì)。畫完圖自己檢查了好幾遍，然后讓導(dǎo)師帶做DRC，改了大概20多處錯(cuò)誤，主要是線寬、線距和電源分配的問題。8月1號(hào)開始做PCB布局，那段時(shí)間壓力挺大的，因?yàn)橐骖櫺盘?hào)完整性和散熱。這個(gè)項(xiàng)目里我花了兩周時(shí)間把射頻模塊和高速信號(hào)線布好，用了差分對(duì)布線規(guī)則，最后眼動(dòng)測(cè)試通過了。但有個(gè)問題是第一次做熱仿真，結(jié)果芯片溫度超了15度，導(dǎo)師教我用熱風(fēng)道和散熱焊盤解決，最后溫度降到了8度以內(nèi)。調(diào)試階段在9月5號(hào)左右完成，我負(fù)責(zé)用示波器測(cè)信號(hào)質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)地方的阻抗不匹配，導(dǎo)致信號(hào)衰減，調(diào)整了終端匹配電阻后問題解決。4.實(shí)習(xí)成果與收獲整個(gè)實(shí)習(xí)期間我獨(dú)立完成了兩款產(chǎn)品的原理圖和PCB設(shè)計(jì)，其中一款是給導(dǎo)師做輔助設(shè)計(jì)的，另一款是跟著項(xiàng)目走的，最后都順利打樣了。最大的收獲是學(xué)會(huì)了怎么在實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)用理論知識(shí)，比如EMC設(shè)計(jì)要注意地平面分割，高速接口要控制阻抗連續(xù)性。還學(xué)會(huì)了用MATLAB做信號(hào)分析，這個(gè)在調(diào)試時(shí)特別有用。另外，跟硬件工程師溝通時(shí)發(fā)現(xiàn)，寫文檔真的太重要了，不然很容易返工。5.問題與建議實(shí)習(xí)里遇到的最大困難是熱仿真這塊，學(xué)校沒開過相關(guān)課程，全靠自己摸索。公司培訓(xùn)這塊有點(diǎn)欠缺，新人都是師兄帶，但有時(shí)候太忙也顧不上細(xì)講。建議公司可以出個(gè)硬件設(shè)計(jì)規(guī)范手冊(cè)，特別是關(guān)于射頻和高速信號(hào)的部分，現(xiàn)在看資料還是挺亂的。另外，我覺得如果能有更系統(tǒng)的培訓(xùn)，比如每周固定幾個(gè)小課題，可能學(xué)習(xí)效率會(huì)更高。個(gè)人感覺崗位匹配度還行，但希望以后能接觸到更多FPGA項(xiàng)目，我對(duì)這塊挺感興趣的。三、總結(jié)與體會(huì)1.實(shí)習(xí)價(jià)值閉環(huán)這8周實(shí)習(xí)讓我把學(xué)校學(xué)的理論知識(shí)跟實(shí)際工作擰在了一起。7月10號(hào)剛進(jìn)公司時(shí)，我對(duì)阻抗匹配、差分對(duì)布線這些還只是紙上談兵，8月15號(hào)在設(shè)計(jì)射頻接口時(shí)差點(diǎn)因?yàn)椴欢材Ｗ杩箤?dǎo)致信號(hào)串?dāng)_，后來反復(fù)查資料跟導(dǎo)師溝通才搞明白，最后測(cè)試時(shí)眼動(dòng)圖顯示信號(hào)損耗比最初預(yù)想的低30%，那一刻感覺知識(shí)真的轉(zhuǎn)化成了生產(chǎn)力。原來硬件開發(fā)不是畫完圖就完事，每個(gè)細(xì)節(jié)都可能影響最終效果，比如電源去耦電容的位置和值，我在調(diào)試一款模塊時(shí)發(fā)現(xiàn)沒按datasheet要求布置，導(dǎo)致死機(jī)，改了位置后問題全沒了。這種從理論到實(shí)踐再回到理論的完整閉環(huán)，是學(xué)校項(xiàng)目給不了的。2.職業(yè)規(guī)劃聯(lián)結(jié)實(shí)習(xí)最大的改變是我的職業(yè)認(rèn)知。之前覺得硬件開發(fā)就是畫圖、打樣、調(diào)試，現(xiàn)在明白項(xiàng)目管理和技術(shù)文檔同樣重要。9月2號(hào)我負(fù)責(zé)整理的那份PCB設(shè)計(jì)規(guī)范，后來隔壁組新來的同事直接用我寫的模板，效率提升了不少。這讓我意識(shí)到，以后做技術(shù)崗不能只埋頭做東西，還得考慮怎么讓團(tuán)隊(duì)協(xié)作更順暢。導(dǎo)師跟我說過，做硬件的最終要成為“多面手”，懂射頻也懂嵌入式，懂測(cè)試也懂軟件，這8周我接觸了電源、通信、傳感器3個(gè)模塊，感覺自己離這個(gè)目標(biāo)近了不少?，F(xiàn)在看招聘要求，發(fā)現(xiàn)很多崗位都在強(qiáng)調(diào)“全棧硬件工程師”，看來后續(xù)得補(bǔ)補(bǔ)FPGA和嵌入式軟件的課程，10月打算報(bào)個(gè)高速信號(hào)處理的線上課，希望能把實(shí)習(xí)里遇到的阻抗、眼動(dòng)這些知識(shí)系統(tǒng)化。3.行業(yè)趨勢(shì)展望感覺現(xiàn)在硬件開發(fā)一個(gè)明顯趨勢(shì)是“軟硬結(jié)合”，9月20號(hào)公司內(nèi)部技術(shù)分享會(huì)就說了，下一代產(chǎn)品里MCU和FPGA的界限越來越模糊，很多控制邏輯直接在SoC里實(shí)現(xiàn)了。我在調(diào)試時(shí)用的那個(gè)示波器，導(dǎo)出數(shù)據(jù)可以直接導(dǎo)入MATLAB做機(jī)器學(xué)習(xí)分析，導(dǎo)師說這是AI硬件驗(yàn)證的新方向。還有5G模塊的射頻部分，我參與的方案里用了毫米波技術(shù)，帶寬比去年提升了一倍，但調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)毫米波對(duì)溫度特別敏感，夏天測(cè)的參數(shù)冬天可能就不一樣了，這提醒我以后做設(shè)計(jì)得考慮更多環(huán)境因素。現(xiàn)在行業(yè)都在搞低功耗設(shè)計(jì)，我修修改改的那款控制器功耗降了15%，雖然不算顛覆性，但導(dǎo)師說這種“微創(chuàng)新”特別實(shí)用。看來未來硬件工程師得像“醫(yī)生”一樣，不僅要懂手術(shù)（設(shè)計(jì)），還得懂病人（系統(tǒng)）的生理結(jié)構(gòu)（各種標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議）。4.心態(tài)轉(zhuǎn)變與未來行動(dòng)最大的收獲不是學(xué)會(huì)畫圖，而是扛壓能力。8月30號(hào)那個(gè)周末，因?yàn)闇y(cè)試數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)，我連續(xù)熬了兩天，把所有測(cè)試記錄重做了3遍才找到問題，原來是個(gè)螺絲沒擰緊導(dǎo)致接觸不良。第二天跟導(dǎo)師匯報(bào)時(shí)，他沒說我，反而說“第一次遇到這種問題很正常，關(guān)鍵是怎么快速定位”?，F(xiàn)在想想，這種“允許犯錯(cuò)但必須成長(zhǎng)”的氛圍特別好。接下來打算把實(shí)習(xí)里用的那些EDA技巧整理成筆記，特別是那個(gè)熱仿真案例，準(zhǔn)備跟學(xué)弟學(xué)妹分享。另外，公司用的那個(gè)射頻測(cè)試平臺(tái)挺高級(jí)，我偷偷錄了幾個(gè)操作視頻，等課程結(jié)束后回去自己搭個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境試試。感覺從學(xué)生到職場(chǎng)人的最大區(qū)別就是，以前做東西憑感覺，現(xiàn)在得有數(shù)據(jù)支撐，9月5號(hào)離職那天導(dǎo)師還囑咐我，以后看問題要像調(diào)試電路一樣，先看波形再找原理，這種思維要刻進(jìn)骨子里。四、致謝1.感謝實(shí)習(xí)期間給予我指導(dǎo)和幫助的部門領(lǐng)導(dǎo)，讓這次實(shí)習(xí)過程順利高效。2.特別感謝我的導(dǎo)師，在原理圖設(shè)計(jì)、PCB布局以及射頻調(diào)試方面給予的具體指導(dǎo)，尤其記得8月15號(hào)討論阻抗匹配方案時(shí)，幫我理清了很多誤區(qū)。3.感謝硬件團(tuán)隊(duì)的