硬件难度大吗？遵循此学习路线，提升硬件设计能力

大家好，今天小编来为大家解答硬件难度大吗？遵循此学习路线，提升硬件设计能力这个问题，很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

正是这种钦佩，才能引发你的好奇心，不断学习。这也是成为工程师的首要条件，但这还不够。你还需要一个可供参考的学习路线，加上99%的汗水和努力。只需要1%的灵感就够了。

硬件设计可以说是包罗万象。其中涉及到的知识量非常大。而且，电路中的一个小错误都可能导致整个系统无法工作。所以说，搞硬件的人在思考上一定要非常仔细，而且这种思考一定要通过后续的学习来培养，而不是在开始之前就否定自己。

今天我们就来介绍一下硬件设计的学习路线。

1. 基础理论

1.高等数学和线性代数。这里的重点是掌握微积分和矩阵，因为这两个东西在后续的课程中会大量用到，是基础中的基础。

2.大学物理。这里很多东西其实是高中时学过的，重点是掌握电阻、电容、电感的特性以及电生磁、磁生电的原理。其中，麦克斯韦方程组将在无线电频率和微波中发挥作用。

3.电路分析基础知识。其实电路的基础理论并不难，但是有一些抽象的东西暂时还不能很好的理解，比如受控源（其实就是晶体管），所以学完模拟电路之后还得回去看再来一次。这里的重点是掌握戴维南定理，否则后面就没办法学了。

4.模拟电子技术。本课程是电子类专业的核心基础课。你必须至少学三遍。此外，你无法从书本上学习。必须配合Multisim仿真软件才能学好（实践部分稍后介绍）。如果电路基础知识和高等数学的答案是清晰且唯一的，那么模拟电子学的答案将是清晰且多样的。我们需要在实践中做出权衡。我们必须改变以前的想法，否则以后就没有线索了。法理。这门课都是讲重点，但是学完之后除了照抄书本上的电路还是什么都做不了，因为需要其他知识才能配合使用。这里不得不提一下设备特性的概念。没有它，电路设计的大门就无法打开。不过由于篇幅有限，稍后我会写一篇文章来介绍。

5.数字电子技术。本课程比模拟电子学简单得多。它将三级管内置到各种门电路和触发器中，以便直接应用数学知识。同时，它也是FPGA的必修课程，是从硬件工程师过渡到算法工程师（与计算机算法有很大不同）的基础。这门课讲的都是重点，但是要真正掌握它，还是要学好FPGA。

6.电力电子技术。这里我们说的是晶闸管、IGBT和功率MOS管，这些都是强电领域使用的器件，是开关电源的必备条件。可以说，电源是硬件设计中最关键的部分。电源设计得好不好，直接影响到整个系统能否正常工作。其中整流、逆变、升压、降压电路都是需要重点掌握的。

2. 中级理论

1、复杂变量函数。本课程是一种数学工具，就像高等数学中的微积分一样。复杂的信号在物理上是无法实现的，但为什么需要它们呢？诚然，正弦波（包括余弦，下同）具有振幅、频率和相位三个要素。如何将幅值与频率的关系或者相位与频率的关系在图形上表达出来（这是为了方便观察和分析所必需的）？这就需要使用复数，其中i或j（因为电流的符号是i，所以改为j以防混淆）代表方向，对应极坐标的向量。我们可以将复数转换为模块和参数的形式。想象一下，模块是时钟的秒针，参数是秒针旋转的角度。秒针旋转一圈就是一个圆，这个圆的点是根据它们出现的时间来计算的。接着，在直角坐标系中重新绘制，它是一个正弦波。这意味着可以使用复数来表示正弦波的三个元素。振幅是众数（秒针的长度），相位是秒针旋转的角度，频率是秒针旋转的速度。想一想，用实数来表示正弦波的三要素会不会很麻烦？这里的重点是掌握残基和保形映射。

2.信号和系统。介绍如何使用数学建模来描述电路是本课程将要研究的内容。什么是信号？ LED灯的亮灭、扬声器发出的声音、天线感应的电磁波等，以及具有实际用途的信息载体（包括声、光、电、热等）都是信号。什么是系统？它是处理信息载体的东西（包括放大器、传输设备等）。系统是一个比较抽象的概念，可大可小，小到一个三极管，大到一个无线收发器。这些都要根据实际需要来确定，不能一概而论。本课程的重点是专注。

3、自动控制原理。自控原理是信号与系统的姊妹学科。介绍如何使用数学建模方法来分析电路，主要分析电路的稳定性。其中，伯德图和PID是重要掌握的。一旦理解了本课程，您就可以利用其中的知识来分析一些带有运算放大器的更复杂的电路。此类电路仍然很难使用KCL 和KVL 来求解。

4.高频电子电路。高频是模拟电的非线性部分。你会发现高频里很多内容都和模拟电路类似，包括放大器、振荡器、功率放大器等。但这些电路均用于较高频段，因此分析方法有所不同。如果你在模拟电子学方面有扎实的基础，你不会觉得学习这门课程有什么困难，因为它是模拟电子学的扩展，而不是一个全新的领域。这门课是重点课，至少要学三遍。

5.微控制器。现在CPU的硬件电路已经很少用了，而单片机就是最简单的CPU，所以掌握单片机是很有必要的。其中单片机的接口电路也相当考验你的硬件功底。

6、电子测量技术。那些制造硬件的人经常要与仪器打交道。学习测量技术不仅可以让你更加熟练地使用仪器，还可以让你制作一些测量电路（可以用单片机用于物联网领域）。在这里你会接触到很多新的设备，其中大部分都是传感器。当然，重点是电气特性。这门课并不难，关键是要多做实验。

3. 先进理论

1.信号完整性分析。可以说，硬件工程师最大的敌人就是干扰。要解决这些干扰，必须做好电磁兼容设计。只有学好这门课程，才能绘制出性能更好的PCB。

2、开关电源。学习设计电源电路，为自己的电路系统匹配合适的电源，解决电源完整性问题，也考验着硬件工程师的模拟电气技能。

3、射频电路设计。随着科学技术的发展，电路的工作频率将会越来越高。频率的提高会带来各种问题，所以也需要学会设计射频电路。

4.沟通原则。掌握现代通信技术，包括信息论和各种调制方法的基础知识，将在各种通信电路中发挥作用。

5、集成电路原理及应用。可以说，几乎每块电路板都用到了芯片，所以学习芯片制造技术将大大提高你的硬件水平。

举个简单的例子，数字电位器中的电阻是MOS管制成的有源电阻。必须通电后才能体现电阻的特性。如果只用模拟电的知识，你将无法理解这种现象。

4. 总结

如果你认为有这么多书，你永远也读不完。那就是从静态的、片面的角度来分析问题。其实入门课程那么多，而且很多内容都是相似的。例如，数字电子中的移位寄存器是微控制器中的串行收发器。仍然讨论模拟电子学中的放大器和振荡器，以及高频和射频，但分析方法略有不同。