PCB設(shè)計(jì)硬件集合的分類

硬件發(fā)展的歷程

過(guò)去三十年，我們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，很多都是由形形色色的電子產(chǎn)品被開(kāi)發(fā)出來(lái)而改變的。

20世紀(jì)八十年代末90年代初，中國(guó)的電子工業(yè)還未成型，那時(shí)候的工程師主要做家電產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)，比如當(dāng)時(shí)有一些小國(guó)家把老舊的電視機(jī)生產(chǎn)線賣給我們，我們就依托于此做研發(fā)，那時(shí)的技術(shù)就是大量的接插件，雖然嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹v這并不能叫設(shè)計(jì)，就是學(xué)習(xí)。然而，中國(guó)的電子設(shè)計(jì)就是這么起步的。

隨著時(shí)代的發(fā)展，到今天，我們?cè)谏虉?chǎng)看到的彩電已經(jīng)是完全國(guó)產(chǎn)，這里面有一代又一代的硬件人不斷研發(fā)所做的努力和貢獻(xiàn)，外國(guó)品牌稱霸商場(chǎng)的景象也已一去不復(fù)返。

電腦

我于1990年畢業(yè)，當(dāng)時(shí)工作的實(shí)驗(yàn)室買了一臺(tái)286電腦，平時(shí)還要用布把它蓋起來(lái)，怕大家用壞了。

而今天電腦已經(jīng)跟大家的工作和生活息息相關(guān)，在設(shè)計(jì)上也發(fā)生了很大的變化，最早的是蘋(píng)果機(jī)、286，然后到臺(tái)式機(jī)，再到今天超薄筆記本甚至是云計(jì)算。電腦設(shè)計(jì)也隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展變的高度集成，電腦本身也從固定的變成便攜的，不但輕薄而且還可靠耐用。

通信領(lǐng)域

九十年代電話線還不普及，家里要裝一個(gè)不但得排隊(duì)還得交5000塊錢，在當(dāng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)普通家庭父母兩年的工資之和，當(dāng)時(shí)國(guó)外的通信企業(yè)借此在中國(guó)大發(fā)其財(cái)，那時(shí)候的技術(shù)就是一代模擬技術(shù)，后來(lái)經(jīng)過(guò)發(fā)展有有了2G通信技術(shù)，在這個(gè)階段，中國(guó)的硬件仍沒(méi)有設(shè)計(jì)可言。

到3G的時(shí)候，中國(guó)已經(jīng)可以介入到通信標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域中，到第了4G、5G的時(shí)代，我們中國(guó)的企業(yè)已經(jīng)能夠領(lǐng)先了。

交通行業(yè)

可以說(shuō)早期所有的交通領(lǐng)域與電子行業(yè)的結(jié)合是很小的，比如原來(lái)路上跑的都是拖拉機(jī)，是沒(méi)有電子產(chǎn)品的。經(jīng)過(guò)二三十年的發(fā)展，電子行業(yè)已經(jīng)與交通完美的融合到一起，如今交通領(lǐng)域要開(kāi)發(fā)一個(gè)產(chǎn)品和應(yīng)用與電子設(shè)計(jì)已經(jīng)密不可分了。就像地鐵和飛機(jī)，上天入地都離不開(kāi)電子技術(shù)。

通過(guò)上面的例子我們可以發(fā)現(xiàn)，以前的電子設(shè)計(jì)更像一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，經(jīng)過(guò)這么多年已經(jīng)發(fā)展到萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，電子設(shè)計(jì)與各行各業(yè)深入交融。我們技術(shù)的挑戰(zhàn)已經(jīng)從室內(nèi)的固定不動(dòng)到室外移動(dòng)發(fā)展，它的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)特點(diǎn)已經(jīng)是跟八九十年代大有區(qū)別。

在這里，有必要提一下技術(shù)發(fā)展的時(shí)代背景。

1995年的時(shí)候，比爾蓋茨寫(xiě)了一本書(shū)叫《未來(lái)之路》，當(dāng)時(shí)出版并沒(méi)有人重視，其實(shí)標(biāo)志著我們的社會(huì)從工業(yè)社會(huì)走向信息社會(huì)的號(hào)角已經(jīng)吹響了，但那時(shí)的國(guó)內(nèi)可能沒(méi)有人能認(rèn)識(shí)到。

彼時(shí)的美國(guó)已經(jīng)提出了建設(shè)國(guó)家信息高速公路，一位斯坦福大學(xué)的教授從學(xué)校里走了出來(lái)，開(kāi)發(fā)了路由器，我們今天能夠便捷的上網(wǎng)也是因?yàn)檫@場(chǎng)路由器革命。

在那個(gè)時(shí)代，通信領(lǐng)域也發(fā)生了巨大變化，整個(gè)世界由模擬世界轉(zhuǎn)向通信世界，我們的設(shè)計(jì)也從模擬設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向數(shù)字設(shè)計(jì)，而且在高速發(fā)展。在當(dāng)時(shí)，模擬技術(shù)的老大是摩托羅拉，到了第二個(gè)通信時(shí)代，愛(ài)立信搶占了老大的位置，這就是愛(ài)立信的“手機(jī)革命”。

隨著大家對(duì)網(wǎng)絡(luò)認(rèn)識(shí)的加深，又開(kāi)始追求信息高速公路，對(duì)帶寬提出了新要求，當(dāng)時(shí)加拿大的北電網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始了一場(chǎng)豪賭，押注10G網(wǎng)絡(luò)，到2000年時(shí)因?yàn)樽骷賹?dǎo)致“電信泡沫”破滅，其設(shè)計(jì)的技術(shù)和當(dāng)時(shí)的時(shí)代需求斷裂，造成了電信泡沫。2004年以后，標(biāo)志性的事件“Google上市”，才讓整個(gè)世界的電信行業(yè)、電子設(shè)計(jì)行業(yè)走出了低谷。

但這時(shí)行業(yè)內(nèi)又產(chǎn)生了分化，硬件設(shè)計(jì)、信息化、軟件設(shè)計(jì)發(fā)生了明顯的斷裂，就是硬件的設(shè)計(jì)被要求承載更多的信息服務(wù)。2007年，喬布斯發(fā)布了全球第一臺(tái)真正的智能手機(jī)，當(dāng)時(shí)也是使用了3G技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，中國(guó)是在2009年，3G的標(biāo)準(zhǔn)也確立了，才宣告進(jìn)入3G時(shí)代。

時(shí)代背景下的技術(shù)軌跡

首先是計(jì)算領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。最為代表的就是處理器（芯片）的發(fā)展，這里的摩爾定律大家都耳熟能詳了：

“當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。”

目前，以intel為代表的CPU已經(jīng)迭代了九代，在今天如果要設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)離開(kāi)了CPU、MPU是不可想象的。內(nèi)存技術(shù)也是計(jì)算技術(shù)的主力，從早期的30pin SIMM條，發(fā)展到1066標(biāo)準(zhǔn)的DIMM條，再到今天DDR的時(shí)代，計(jì)算技術(shù)的提升為人類智慧的發(fā)揮提供了巨大依靠。

過(guò)去二三十年中，發(fā)展最快、最大的技術(shù)又是什么呢？

通信技術(shù)！

在早期模擬時(shí)代向數(shù)字時(shí)代轉(zhuǎn)變的時(shí)候，最早的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)就是E1/T1，我們搞電子通信的一定知道，E1是中國(guó)和歐洲的標(biāo)準(zhǔn)，T1是美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，它是一個(gè)2M的數(shù)據(jù)流，速度非常慢。

通信技術(shù)發(fā)展就是從傳輸速率發(fā)生了裂變，基本都是一倍、四倍的成長(zhǎng)，今天像100M、400M的光口都已經(jīng)商用了。

我們的計(jì)算機(jī)上面都有網(wǎng)口，最早的時(shí)候只有10M，到今天已經(jīng)是1000M、10G的網(wǎng)口了，下電影的話可能一眨眼就下完了。

技術(shù)發(fā)展這么迅猛其實(shí)有一個(gè)定律，就是吉爾德定律：

“主干網(wǎng)帶寬的增長(zhǎng)速度至少是運(yùn)算性能增長(zhǎng)速度的三倍?！?/p>

吉爾德在1995-2000年間名聲大噪，是通信行業(yè)最有力的鼓吹者。當(dāng)時(shí)的人都不相信他，而少部分選擇相信的人都賺了大錢，他當(dāng)時(shí)推薦的高通等一批光、網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)到今天已然活的非常好。在2019年6月份，他到中國(guó)來(lái)也采訪過(guò)華為的任總。

再看一下通信領(lǐng)域的幾個(gè)分項(xiàng)，技術(shù)的變遷從以前電路的硬連接變成現(xiàn)在的軟連接，也就是分組交換，這一點(diǎn)點(diǎn)的改變讓整個(gè)世界發(fā)生了天翻地覆的變化，使得發(fā)展的步伐異常迅猛。

在2000年時(shí)，產(chǎn)生了ATM和IP之爭(zhēng)，到底用那個(gè)方式來(lái)做為我們未來(lái)的通信的主干成為爭(zhēng)議的焦點(diǎn)，最后IP勝出。但是ATM技術(shù)所包含的所有有效的內(nèi)容都被IP吸納了，兩者實(shí)際上融合了。

從模擬時(shí)代向數(shù)字時(shí)代轉(zhuǎn)變?cè)谏钪芯涂梢杂^察到，以前打電話是模擬用戶線向數(shù)字用戶線轉(zhuǎn)變，在2003-2005年，電信公司大量更換，都換成了數(shù)字用戶線，就是IDSL到今天的DSL，到今天已經(jīng)是over IP了，就是所有的打電話都是數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓艿?，以前家里的電話通?/p>

要先鋪一根線才能通信，而且要通過(guò)銅線通信。而今天隨著光電技術(shù)的發(fā)展（FTTBFTTC）使光纖到家。我們可以在街邊看到一些柜子，里面就是光纖。

另外一個(gè)技術(shù)就是從有線到無(wú)線，這也是得益于電子硬件及時(shí)代的發(fā)展。

技術(shù)高速發(fā)展對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)變化

這么多年過(guò)去了，我們到底在設(shè)計(jì)什么？我們可能對(duì)設(shè)計(jì)的性能關(guān)注的很多，對(duì)設(shè)計(jì)的時(shí)間、成本、質(zhì)量關(guān)注比較少，到今天，工程設(shè)計(jì)顯得越來(lái)越重要。

講一個(gè)故事，這次中美貿(mào)易戰(zhàn)美國(guó)就是卡我們龍頭科技企業(yè)的脖子，要斷供。而華為已經(jīng)為業(yè)務(wù)連續(xù)性做了準(zhǔn)備，在技術(shù)方面，做了很多備胎。

這是因?yàn)槿A為在很早之前就一直在學(xué)習(xí)，每當(dāng)技術(shù)裂變的時(shí)候都會(huì)有很多新的東西產(chǎn)生，華為的研發(fā)團(tuán)隊(duì)就會(huì)擴(kuò)充，從幾百人到幾千人再到數(shù)萬(wàn)人，他一直在學(xué)習(xí)，像IBM等外國(guó)名企學(xué)習(xí)，并將學(xué)到的知識(shí)固化。

所以，建立“快速學(xué)習(xí)的組織”才是戰(zhàn)勝和抵擋國(guó)外障礙的方法。

以前的功能設(shè)計(jì)就是直接去做，和客戶的需求結(jié)合比較少，性價(jià)比也很低。今天如果做一個(gè)產(chǎn)品用戶體驗(yàn)的不好的話那就不是一個(gè)合格的設(shè)計(jì)了。所以今天的設(shè)計(jì)變化已經(jīng)從供應(yīng)商、工程設(shè)計(jì)，加上用戶體驗(yàn)成為設(shè)計(jì)的必需成分，

如此多的硬件技術(shù)在這，也就給所有各路英雄豪杰一個(gè)綻放自身才華的機(jī)會(huì)，但是為什么大家再開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的時(shí)候好像路子都一樣，為什么有人成功，有人失??？

開(kāi)發(fā)的流程看起來(lái)一樣，但是底層有很多方法論、知識(shí)的固化、研發(fā)的規(guī)律，我們要順著研發(fā)的規(guī)律來(lái)管理。研發(fā)從技術(shù)上看很簡(jiǎn)單，但是這整個(gè)一套的組織管理十分復(fù)雜。

以前的設(shè)計(jì)里比如PCB設(shè)計(jì)，很多企業(yè)都認(rèn)為不重要，其實(shí)PCB是硬件設(shè)計(jì)里的集合，我們很多成功的企業(yè)按著這個(gè)流程做了很多的分化，比如再測(cè)試上要專業(yè)，在量產(chǎn)維護(hù)上測(cè)試，在ICT方面在設(shè)計(jì)中就要植入。

技術(shù)的分化以前有個(gè)簡(jiǎn)單的分類

做電源交給專業(yè)的人，但是做硬件就一個(gè)人做到底，很多企業(yè)都是如此。事實(shí)上隨著技術(shù)種類的增加，技術(shù)的復(fù)雜度越來(lái)越高，應(yīng)用也變得復(fù)雜，帶來(lái)了很多難題，從PCB設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)已經(jīng)分化出信號(hào)管理性工程師，電源設(shè)計(jì)工程師、封裝設(shè)計(jì)工程師。

從結(jié)構(gòu)工程師來(lái)說(shuō)，分化出工業(yè)設(shè)計(jì)工程師，熱設(shè)計(jì)工程師，EMC設(shè)計(jì)工程師，這些工程師在小企業(yè)可能就是一個(gè)人來(lái)?yè)?dān)當(dāng)，在巨大復(fù)雜的設(shè)計(jì)過(guò)程中是不可能的，所以我們就會(huì)陷入開(kāi)發(fā)者困境中。

我們?cè)?000年初去美國(guó)參加了國(guó)際硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域最頂級(jí)的會(huì)議，會(huì)議結(jié)束后發(fā)現(xiàn)，我們以前的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)都在埋頭苦干沒(méi)有抬頭看路，我們不知道外邊發(fā)生了什么，不知道應(yīng)該怎樣往前邁步，怎樣能打破這個(gè)天花板，比別人干的更好更酷！以前干的都是苦力活，走出去以后發(fā)現(xiàn)世界很精彩。

不是說(shuō)要你一個(gè)人強(qiáng)大，而是有專業(yè)的分工進(jìn)行結(jié)合，能區(qū)分自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力在哪里，具備有快速學(xué)習(xí)的能力。

最近我們一直在研究硬件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)怎么做最好，實(shí)際上就是設(shè)計(jì)能力的構(gòu)建。我跟一些企業(yè)主管溝通的時(shí)候，他們表示開(kāi)發(fā)每天都在重復(fù)的做，還加班，做的東西還是那么多，大家還累的要死。

談到自己的問(wèn)題，他們會(huì)抱怨“手不夠啊，流程協(xié)作效率低，技術(shù)更新太快，積累不足，專業(yè)測(cè)試能力不足”等等。

這些問(wèn)題看起來(lái)都是對(duì)的，實(shí)際沒(méi)有抓住問(wèn)題的核心。

一、設(shè)計(jì)是有規(guī)律的，要對(duì)設(shè)計(jì)的規(guī)律有認(rèn)識(shí)；

二，要構(gòu)建快速學(xué)習(xí)的能力，因?yàn)榧夹g(shù)不停在發(fā)展，學(xué)習(xí)慢是跟不上的；

三，人力少是價(jià)值沒(méi)發(fā)揮出來(lái)，在行業(yè)如此快速成長(zhǎng)的變化之中，建立一個(gè)快速學(xué)習(xí)、持續(xù)學(xué)習(xí)能力是尤為重要。

這些企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)人的問(wèn)題大都一樣。

人力少，但是你的核心競(jìng)爭(zhēng)力是什么？他們沒(méi)有探究自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力，就是別人這樣做了我也這樣做。

在過(guò)去二三十年行業(yè)和技術(shù)變化非?？斓那闆r下，我們做了什么？我們的設(shè)計(jì)模式改變了沒(méi)有？我們的設(shè)計(jì)思想改變了沒(méi)有？我們還是用二十年前的那種方式做開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，甚至用學(xué)校的方式來(lái)做開(kāi)發(fā)，那結(jié)果必然是掉到漩渦里，周周996并且重復(fù)開(kāi)發(fā)，兩年過(guò)去了還是做這個(gè)產(chǎn)品，還是老樣子做開(kāi)發(fā)。

企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)人能看到這些問(wèn)題，并深陷其中，但是他們都在等別人來(lái)告訴他怎么做。實(shí)際上已經(jīng)不能再等了，也不用別人去告訴你怎么做，最重要的就是人！怎樣打造人力資源的升值？要快速學(xué)習(xí)，善于學(xué)習(xí)才能在未來(lái)電子設(shè)計(jì)的潮頭中立足。

未來(lái)的產(chǎn)業(yè)格局目前已經(jīng)形成，就是云管端的格局，每一個(gè)人都在其中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，硬件未來(lái)的開(kāi)發(fā)肯定是以大數(shù)據(jù)處理，超級(jí)戰(zhàn)士，自動(dòng)駕駛汽車等等為代表的，我們做的每一個(gè)開(kāi)發(fā)、技術(shù)、產(chǎn)品都與他相關(guān)，要么在云端，在管端，要么在終端，做軟件也在這里面，未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)更激烈，要求服務(wù)好，性能好，價(jià)格低。尤為重要的是上市時(shí)間要快，開(kāi)發(fā)的周期要短，我們需要不斷的提升自身的能力，來(lái)應(yīng)對(duì)行業(yè)的挑戰(zhàn)。

長(zhǎng)久以來(lái)，我們一直想創(chuàng)新，做出一些和別人不一樣的東西，但是我們的原創(chuàng)是比較少的，那么我們的創(chuàng)新能力來(lái)自哪里呢。一定要快速的學(xué)習(xí)，實(shí)踐，固化，形成一個(gè)平臺(tái)，所以我覺(jué)得電巢科技還是很了不起的，能做一個(gè)圈子讓更多人進(jìn)來(lái)學(xué)習(xí)交流，只有快速學(xué)習(xí)才能在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)世界里立于潮頭之上，

另外要認(rèn)清自己的核心能力在哪里，不能什么都干，專注的方面要注意技術(shù)積累，免得到時(shí)候找不到，沒(méi)有深層次的分析是不可能一蹴而就的。

對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，把這些技術(shù)積累起來(lái)就構(gòu)成一個(gè)平臺(tái)尤為重要，平臺(tái)是打不垮的，華為經(jīng)過(guò)十年的時(shí)間，不停的向IBM等企業(yè)學(xué)習(xí)，2008年終于可以一版搞定。

很多人夢(mèng)想都是一版搞定，為了這個(gè)夢(mèng)想，企業(yè)應(yīng)該去做些什么？個(gè)人又應(yīng)該去做些什么？

最重要的就是設(shè)計(jì)能力的提升，這一定是在實(shí)踐的過(guò)程中形成的，首先是快速學(xué)習(xí)，其次就是執(zhí)行力，不能等別人引導(dǎo)你，等待是一種惰性，應(yīng)該積極的向行業(yè)學(xué)習(xí)，加入圈子，識(shí)別學(xué)習(xí)的對(duì)象等等，必須要趕緊去行動(dòng)！

相信在未來(lái)的技術(shù)發(fā)展中，只有善于向標(biāo)桿學(xué)習(xí)，才能把電子設(shè)計(jì)做的更好。
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