多年前加入華為，至今我已經(jīng)連續(xù)做了14年的硬件，還算做了一些讓人滿意的單板，也有幸參與海思芯片的設(shè)計和開發(fā)，見證了網(wǎng)絡(luò)芯片的成長。然而這當(dāng)中也沒什么高深的大招，只有一點一滴的積累。

10年整理600多頁的“紅寶書”

有人說，做硬件很容易，會擰螺絲會連線畫原理圖就行，但在我看來，這充其量只是連線工程師、畫圖工程師，不能叫硬件工程師。硬件工程師要懂的東西很多且很雜，PI（電源完整性）、SI（信號完整性）、時序……小到電阻電容，大到協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，遇到問題要能夠有自己的判斷而不是茫然無措。當(dāng)時我們的老大說過一句話，“只要是看得見的，硬件都要管”，言下之意是硬件工程師要了解和單板硬件相關(guān)的所有領(lǐng)域，并對相關(guān)的技術(shù)問題做出判斷，現(xiàn)在看來就是整個大硬件域。

在加入華為前，我已經(jīng)在廣州的一家公司做了兩年的硬件了，當(dāng)時做的單板規(guī)模很小、很簡單，遠(yuǎn)不及華為單板的規(guī)模和專業(yè)性，接觸華為單板后發(fā)現(xiàn)自己了解的那點硬件知識真不夠用，于是就一邊硬啃各種文檔資料，一邊追著專家請教。在工作中逐步學(xué)習(xí)PI/SI，學(xué)習(xí)高速設(shè)計，學(xué)習(xí)工藝，學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)散熱,學(xué)習(xí)可靠性，總之只要和硬件相關(guān)的都會去學(xué)。雖然不如該領(lǐng)域工程深入，但也能夠和對應(yīng)領(lǐng)域工程師無障礙溝通并共同解決涉及的問題，到后來無論是做單板還是看別人的單板都會游刃有余。

這么多年的工作讓我養(yǎng)成了一個習(xí)慣，在看器件手冊和技術(shù)文檔時，如果看到一個沒見過的技術(shù)名詞，就會立刻去google一下。即便是看不明白，也會硬著頭皮從頭到尾讀一遍，在后續(xù)的工作中再去慢慢揣摩，同時會把在這個過程中看到的相關(guān)技術(shù)信息摘出來，專門放到兩個文檔中（一個word文檔，信息記錄較詳細(xì)；一個是excel，方便查閱），這樣后續(xù)查閱就不需要再翻箱倒柜了。新知識、新技術(shù)永遠(yuǎn)在不停地發(fā)展，目前我的“紅寶書”還在陸續(xù)更新中。10年來，我的word文檔已經(jīng)足足有六百多頁的干貨了，細(xì)看下來，除了技術(shù)解釋，標(biāo)準(zhǔn)摘要外，典型設(shè)計、設(shè)計中易犯的錯誤、各種器件的設(shè)計注意事項、等等內(nèi)容也收集在里面。

除了查閱的便利外，這個過程其實也是我個人學(xué)習(xí)總結(jié)的一個過程，現(xiàn)在只要是我的電腦開著，我的這兩個文檔就是開著的。我也無償把紅寶書分享給一些有需要的同事，希望也能方便他們的工作。

攻關(guān)像創(chuàng)作藝術(shù)作品，

需要堅持也需要靈感

問題攻關(guān)幾乎成了我司硬件人員的成長必經(jīng)之路，既磨練意志也開闊眼界，這十幾年我主導(dǎo)和參與過的攻關(guān)不計其數(shù)。

幾年前帶領(lǐng)過一個芯片接口誤碼攻關(guān)，這個攻關(guān)在我投入前已經(jīng)攻關(guān)了月余，完全是被供應(yīng)商牽著鼻子走，不斷給他們測各種數(shù)據(jù)，然后等他們答復(fù)，反復(fù)很多次卻沒看到任何實質(zhì)性的進(jìn)展。

加入并帶領(lǐng)攻關(guān)后，我先將已有的數(shù)據(jù)梳理了一下，然后和供應(yīng)商交流了幾次，基于這些數(shù)據(jù)我判斷他們的方向是錯誤的，但他們卻堅持己見，認(rèn)為是我們提供的參考時鐘抖動有問題，但從測量數(shù)據(jù)上分析抖動是正常的，這樣一來攻關(guān)便陷入了僵局，于是我決定撇開供應(yīng)商進(jìn)行問題攻關(guān)。

經(jīng)過對問題的分析和測試，我們判斷DDR控制器的讀寫采樣窗口小導(dǎo)致了這個問題，進(jìn)一步設(shè)計實驗發(fā)現(xiàn)是“讀”方向有問題，但是窗口到底有多大，示波器無法準(zhǔn)確的測試。通過和海思交流，我們利用芯片已有的寄存器很巧妙的設(shè)計了實驗，準(zhǔn)確的測定了DDR接口的窗口大小，出問題時的窗口確實很小，可是奇怪的是控制器啟動后都會做讀寫窗口的掃描，理論上不應(yīng)該出現(xiàn)這個問題。于是我把DDR的手冊又啃了一遍，分析了DDR的窗口掃描算法，結(jié)合示波器的測試，最后發(fā)現(xiàn)是供應(yīng)商集成的DDR窗口掃描算法太簡陋，掃出來的窗口比實際的大很多，并且我們使用的某廠家DDR在高溫下窗口會縮小，至此整個問題水落石出。

針對此問題供應(yīng)商的算法已無法修改，因此我們設(shè)計了一個巧妙的軟件算法對窗口進(jìn)行補償，同時更換某廠家最新版本的DDR芯片，徹底解決了這個問題。

在最終問題定位之前，供應(yīng)商始終認(rèn)為是我們的問題，如果繼續(xù)由他們控制整個攻關(guān)進(jìn)程，問題定位結(jié)果必然跑偏，因此攻關(guān)中要有必要的堅持。

最近一次問題攻關(guān)在上個月，單板邏輯的兄弟遇到刷表出錯的問題跑來問我，當(dāng)時由于工作太忙無暇顧及，幫忙出了些點子就放在一邊。過了幾周正在成研出差突然就被呼到一個電話會上，原來這個問題一直沒解決，還愈演愈烈了。第二天和邏輯兄弟走讀了一上午的代碼沒有發(fā)現(xiàn)問題，一下進(jìn)入了死胡同。這一天剛好是周末，實驗室很安靜，完全沒了思路之后決定起來走走，繞著整層樓繞圈，同時在腦子里將這個問題現(xiàn)象串一遍。兩種類型的單板，C板A片出問題，X板B片出問題，幾乎完全一樣的硬件設(shè)計，邏輯設(shè)計幾乎完全一樣，差別只是邏輯中狀態(tài)機(jī)判斷條件C板B片在前，X板A片在前，問題似乎就在這里，但是代碼上卻看不出問題，會不會是兩塊單板上兩個芯片接口走線的延時差導(dǎo)致出問題？立刻回去查看PCB圖，果然是這樣，兩顆芯片的延時剛好一個是A片長，一個是B片長，至此徹底打開了攻關(guān)思路，經(jīng)過一周的艱苦攻關(guān)徹底解決了這個問題。

攻關(guān)最常遇到的情況是感覺好像所有招使盡了卻難前進(jìn)半步了，這種時候需要放松休息一下，攻關(guān)和創(chuàng)作藝術(shù)品一樣，需要靈感。

平時的工作中由于時間關(guān)系，對于很多接口協(xié)議/硬件標(biāo)準(zhǔn)等了解并不深入，但到了攻關(guān)的時候為了解決問題，就必須沉下心來硬啃文檔，所以每次攻關(guān)結(jié)束，都會發(fā)現(xiàn)自己在某些領(lǐng)域又深入了很多，或者是對協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，或者是工程領(lǐng)域最新的技術(shù)或問題，因此雖然過程很艱辛，但對于攻關(guān)還是樂此不疲。

單板要是做砸了，

以后沒人敢用你

生活中我是一個特別仔細(xì)小心，甚至有點強(qiáng)迫癥的人，一件事件經(jīng)常會反復(fù)確認(rèn)，在工作中也是如此，對于關(guān)鍵問題會反復(fù)確認(rèn)和分析，確保無誤。以前跟海思一個項目經(jīng)理一起做芯片，我從別人那聽到他評價我時說，“你別看這個楊勇長得五大三粗的，但心思卻非常細(xì)！”

硬件絕大部分的問題攻關(guān)過程艱辛，但最終的問題根因往往很簡單，有的甚至很低級，一分鐘犯的錯誤要用千百倍的時間來解決，一個連線錯誤就要導(dǎo)致單板花三個月來重新改板，成本巨大。剛?cè)肼毬酚善鲿r，硬件老前輩給我們新人說，“優(yōu)秀的硬件工程師就是要一根飛線都沒有”、“好的單板就是你的品牌，板子要是做砸了，以后是沒人敢用你”。因此從做單板以來一直都謹(jǐn)記前輩的教誨，小心翼翼、戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢，用如履薄冰的態(tài)度做單板設(shè)計，不放過設(shè)計中的任何一個細(xì)節(jié)，有疑問的地方都是多次確認(rèn)。40Kpin規(guī)模單板的原理圖和PCB，一遍一遍，一根線一根線地點著看，查完原理圖查網(wǎng)表，甚至連原理圖設(shè)計工具的提示信息也每條都確認(rèn)。從我的角度來說，要做一個好的單板其實沒有捷徑，就是每根線都點到，每個器件都看到，每一處設(shè)計都分析。

當(dāng)時我所做的單板是路由器規(guī)模最大的一塊單板，編譯網(wǎng)表時原理圖設(shè)計工具給出的warning和notes有幾千條，我們也堅持每條都點一次確認(rèn)一下，而且是編譯一次點一次，有時感覺看得都有點想吐了，但仍然堅持看完。工作辛苦細(xì)致一點，風(fēng)險就可以小一點，萬一這些無效問題中隱藏著一條真正的問題沒被看到，那就意味著單板可能要改板。曾經(jīng)有QA問我如何保證單板質(zhì)量，我給他開玩笑說“檢視，檢視，再檢視”。

因為看得很仔細(xì)，以至于當(dāng)時原理圖設(shè)計工具的一些問題都被找了出來，雖然過程很辛苦，但是單板成功了就是對這些辛苦最大的獎勵，這塊單板是路由器當(dāng)時最復(fù)雜的單板，如今成了路由器發(fā)貨時間最長，賺錢最多單板之一，前年才終止發(fā)貨。

我覺得，硬件工程師對待每一塊經(jīng)自己手設(shè)計的單板，都要當(dāng)藝術(shù)品一樣，設(shè)計規(guī)范整齊，精益求精。好的單板設(shè)計看起來應(yīng)該給人一種很舒服的感覺，連線整齊，命名規(guī)范，標(biāo)示詳細(xì)，看一眼網(wǎng)標(biāo)名稱就知道這個信號是什么，從哪來到哪去，方便檢視還不容易出錯，原理圖中詳細(xì)標(biāo)注設(shè)計細(xì)節(jié)，這樣檢視原理圖就不用再去翻詳細(xì)設(shè)計報告和數(shù)據(jù)手冊。

這么多年來，但凡經(jīng)我手的單板從沒出過問題。我覺得也許強(qiáng)迫癥是硬件工程師的必備素質(zhì)之一。

轉(zhuǎn)戰(zhàn)中國芯

作為硬件工程師，除了做單板我還有幸參加了網(wǎng)絡(luò)芯片的設(shè)計和驗證工作，見證了網(wǎng)絡(luò)芯片設(shè)計/驗證的團(tuán)隊從無到有，從涓涓細(xì)流到如太平洋般寬廣的成長。

在交付完路由器最復(fù)雜的單板之后，我被抽調(diào)去參與路由器40G芯片設(shè)計，承擔(dān)40G芯片的硬件和工程需求的梳理及驗證方案的設(shè)計，工作從單板硬件轉(zhuǎn)到芯片設(shè)計有一定的跨度，有很多芯片板級應(yīng)用方案、需求分析和決策，每天都是忙于各種硬件方案的分析設(shè)計，追著產(chǎn)品的SE和芯片SE確認(rèn)問題，硬啃最新的芯片工程技術(shù)，決策芯片的硬件和工程需求。當(dāng)時加班多到領(lǐng)導(dǎo)都看不下去了，唯一一次過年沒有回家就是這次支持40G芯片回片的驗證測試。

40G芯片的成功使華為核心路由器有了中國芯，全面具備了趕超世界一流IP芯片的能力，使路由器硬件競爭力顯著提升。能有幸參與這種劃時代的項目是人生最寶貴的經(jīng)歷。

現(xiàn)在我的工作也是一半單板交付，一半芯片開發(fā)，涉及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線的所有網(wǎng)板和大部分芯片，隨著技術(shù)的發(fā)展，芯片的設(shè)計和應(yīng)用已經(jīng)全面挑戰(zhàn)工程技術(shù)極限，參與芯片設(shè)計讓我能夠接觸到最新的技術(shù)，不斷更新自己的知識體系。

在華為工作14年大小獎勵也獲得很多，金牌個人、金牌團(tuán)隊、總裁獎、明日之星等等，現(xiàn)在公司越來越重視專家的價值，在職級崗位等方面都給予了更大的發(fā)展空間，我也就更堅定了專家這條路線。公司重視，專家更應(yīng)該回歸到專家應(yīng)有之道，在具體的技術(shù)領(lǐng)域要持續(xù)耕耘，做廣做深，既能夠承擔(dān)具體的開發(fā)工作也能夠洞察業(yè)界的發(fā)展方向?，F(xiàn)在的我在做好單板和芯片的同時，也適時地抽身出來學(xué)習(xí)，期望能站在更高的視角來看待硬件領(lǐng)域，為硬件將來的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

作為硬件工程師的你，看完上述的研發(fā)設(shè)計故事，是不是也特別深有體會？根據(jù)編者的了解，從事硬件設(shè)計的工程師，大多要經(jīng)歷多年在基礎(chǔ)技能和職能崗位上磨礪，學(xué)會一切跟硬件單板有關(guān)的東西，譬如：電路原理，數(shù)字電路，模擬電路，信號系統(tǒng)，天線設(shè)計，電源設(shè)計，通信原理，封裝技術(shù)，生產(chǎn)工藝，電磁場電磁波，信號完整性分析，電源完整性分析……這些內(nèi)容你都需要掌握。

除此之外，作為硬件工程師的基礎(chǔ)動手技能和工作能力：原理圖工具使用、繪制，硬件常用電路設(shè)計，VHDL語言及代碼開發(fā)，ISE FPGA開發(fā)工具熟悉使用，F(xiàn)PGA/Modelsim仿真工具與代碼仿真，PCB信號完整性，單板調(diào)試步驟與技巧... 也務(wù)必要完全精通，熟悉流程，能夠做到信手拈來。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：10+年硬件工程師獨白：做單板就像做品牌，不放過任何一個細(xì)節(jié)

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