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[導讀]可能很多硬件工程師有過和我一樣的體會,在我們剛工作的時候,電路圖的繪制主要是模仿。按照Demo板連線,模仿老產(chǎn)品畫圖,在成熟電路圖上進行修改。畫PCB時,感覺就真的是:連連看、對對碰。能夠把線走通,把功能完成,就覺得已經(jīng)大功告成。當時,電路回板之后,也總是碰到各種困難。各種改板、...

可能很多硬件工程師有過和我一樣的體會,在我們剛工作的時候,電路圖的繪制主要是模仿。按照Demo板連線,模仿老產(chǎn)品畫圖,在成熟電路圖上進行修改。
畫PCB時,感覺就真的是:連連看、對對碰。能夠把線走通,把功能完成,就覺得已經(jīng)大功告成。
當時,電路回板之后,也總是碰到各種困難。各種改板、各種不穩(wěn)定,各種調(diào)試、各種飛線。電路設計的時候,我們完全不會考慮一些信號質(zhì)量、電磁兼容、長期可靠性、健壯性、降額設計等等。
我們總是很羨慕別人能做更復雜的電路,當時,我們不知道復雜電路的挑戰(zhàn)點在哪里,也不知道電路設計的關鍵注意點在哪里。
我們總是憑著自己的喜好和感覺進行電路設計,結(jié)果自然不盡如人意。
當時,互聯(lián)網(wǎng)還不發(fā)達,網(wǎng)上能找到的資料還非常少,也沒有類似《硬件十萬個為什么》這樣的學習途徑。
當時很搞笑的一個事情:我去問一個比我年長的工程師,“為什么別人的電路板上面有蛇形走線??
他也沒有從事過射頻或者高速數(shù)字電路的設計,只能很懵地回答我:“不知道啊,估計是為了防止信號輻射出去干擾其他信號。因為都是高速的信號,所以速率越高越容易輻射。”(這個答案自然是錯誤的)
于是,我把一個FPGA的電路板上面速率最高的信號(時鐘)走了蛇形走線。現(xiàn)在想起來,真的是造了一個大笑話。
后來,我?guī)е鞣N困惑辭去了第一份工作,去了“華為”。我有了一個關于硬件的夢想:做更高級的硬件,更復雜的硬件,更可靠性的硬件,做更值錢的硬件。
到華為入職之后,感受到華為最大的優(yōu)勢就是有很多的歷史積累,并形成了“規(guī)范”、“指導書”、“checklist”。特別是我剛?cè)肼毜哪嵌螘r間,整個公司都在“規(guī)范”運動,人人都寫規(guī)范,什么任職、績效、技術等級都看規(guī)范。(大公司用KPI來引導,容易搞成“運動”)。
大家都不分青紅皂白的遵循“規(guī)范”,其實有很多問題:當時,原理圖評審的時候,聽得最多的就是“規(guī)范就是這樣寫的”,這里面有一些問題:
1、寫規(guī)范的人不一定水平高,或者寫得不細致,如果出現(xiàn)錯誤那就更是害人了。
2、規(guī)范有時抑制了開發(fā)人的思維,什么都按照規(guī)范來,不一定適合實際的設計場景。例如,我需要低成本設計,但是規(guī)范強調(diào)的是高質(zhì)量,就不一定適用。
3、有了規(guī)范之后,也會導致部分開發(fā)人員不思考,例如晶振要求在50MHz以上,放pF級的電容進行電源濾波,而低于50MHz的不用。大家都不想為什么,自然也不知道為什么;這條內(nèi)容制定的依據(jù)是什么?
試驗結(jié)果、仿真結(jié)果、還是有案例,并沒有詳細的描述;再例如,網(wǎng)口變壓器防護,室內(nèi)室外,按照各種EMC標準的設計要求直接照著畫就可以,但是很少有人想為什么,也不知道測試的結(jié)果怎樣,等實際碰到困難時就束手無策了。
的確,簡單規(guī)則形成的規(guī)范,有時候提高了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量,但是工具越發(fā)達,人也就越退化,這是必然。
4、有些器件的選型,不適合寫規(guī)范。因為器件發(fā)展太快,有可能等你規(guī)范寫好,器件都淘汰了。例如:在X86處理器進入通信領域了之后,處理器選型規(guī)范就顯得多余。
規(guī)范確實能帶來好處,工程師如果嚴格遵循規(guī)范,則很少會出一些低級錯誤,從而提高了開發(fā)的基礎質(zhì)量。規(guī)范帶來的壞處,也就是工程師不愿意思考原理,總是去尋找規(guī)范。
但是,并不是所有工作都適合用規(guī)范來約束。硬件工程師要能跳出“參考電路”、跳出“規(guī)范”,從原理思考問題和設計。
正是由于我在第一份工作主要做技術預研項目,雖然電路復雜度沒有那么高,但是做的往往都是一些行業(yè)空白,需要尋找技術斷裂點,所以培養(yǎng)了很多獨立思考的工作習慣。
看到一堆規(guī)范的時候,往往希望了解其制定該規(guī)范的依據(jù),寫作思路,物理原理。有時候,看到一些規(guī)范,就會思考背后的原因,也會發(fā)現(xiàn)一些規(guī)范本身的錯誤和不合時宜。
時間久了,隨著知識體系越來越完備,了解到電子元器件的微觀結(jié)構(gòu),物理原理。在硬件的知識架構(gòu)中,逐步形成了一種用物理原理去解釋工程規(guī)范的思維方式。?你們想要的這本硬件書!終于來了?。▋?nèi)含贈書福利)
為了幫助工程師,特別是年輕工程師快速提高,避免大家盲目模仿、盲目迷信設計規(guī)范。通過不斷的學習,提升認知,達到“能夠用物理原理去理解工程現(xiàn)象,能夠理解地使用設計規(guī)范”。
我們最終希望,大家能夠最終能夠把原理與工程結(jié)合,明明白白的做開發(fā)。這樣設計出來的硬件質(zhì)量高,問題少,即使有問題也能夠快速分析和解決。
硬十計劃出版一系列書籍,解答大家工作過程中的一系列困惑。不是簡單的理想化設計電路,也不是刻板的遵循規(guī)范。所以,我們這一系列書,希望能夠把一些技術細節(jié)講解清楚,最終歸納總結(jié)成為規(guī)范、checklist、案例。
雖然第一本書的內(nèi)容只是無源器件的內(nèi)容,但是希望大家通過這本書的學習,能夠掌握這種思維方式,融會貫通到整個硬件設計。?這本書的寫作過程,經(jīng)歷了很多階段,包括風格、形式、側(cè)重點,都經(jīng)過多次推翻重構(gòu)。
最終,硬十團隊與北大出版社的編輯團隊,在多次研討之后,決定采用“十萬個為什么”的問答形式,以問題觸發(fā)來逐步解答問題。
我們的日常開發(fā)過程,就是一個在原有知識體系中不斷添磚加瓦的過程。解答問題的過程中,我們逐步構(gòu)建一個更完整深入的知識體系。
因此,整本書按照“阻”、“容”、“感”的三個章節(jié),逐步介紹電阻、電容、電感三個無源器件,解答大家日常工作中常常碰到的問題。
這也是平時《硬件十萬個為什么》公眾號所發(fā)布內(nèi)容的方式,解答大家工作中碰到的一些困惑的問題。這樣每個知識點非常聚焦到具體解答大家的問題。
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問題解答的形式,可以讓每個小節(jié)都自成體系,讓大家可以利用碎片的時間讓一個問題的解答閉環(huán)。由于硬件知識體系非常的龐雜,如果想讓整書顯得系統(tǒng)化,則會讓閱讀者索然無味,這也是市面上一些講解器件選型類書籍的弊?。鹤非蟠蠖⒆非篌w系完整,形成大段的表格,而其中很多知識點是平時工作很少涉及的。
這樣整本書會顯得體系化不夠,但其實每個問題之間有關聯(lián)性和承接性。我們在解答一個個問題的時候,也逐步理順了問題與問題之間的先后關系。
例如在電阻寫作的過程,是從基本原理起步,然后解答在“電阻器如何實現(xiàn)物理概念中的電阻”的時候,引發(fā)思考可以問出一系列關于電阻材料、參數(shù)、工藝等一系列的問題,在搞清楚電阻的內(nèi)部結(jié)構(gòu),具體特性之后,解答關于器件失效、失效機理等一系列可靠性相關問題,那么可靠性的問題也跟器件的使用相關,電阻如何用?用在哪?注意事項,等等問題也隨著這個意識流被引出。
基本的原理都被解釋清楚了,這時我們再去看電阻的規(guī)范,則百川歸海,形成一個完整的認知,完整的知識體系。
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電容的情況跟電阻還有非常大的不同,雖然同為無源器件,但是不同的電容之間,材料、工藝、原理、特性都差異非常之大。所以對于電容來說,我們重點介紹大家日常最多使用的MLCC、鋁電解電容、鉭電容、高分子聚合物電容。
在講解具體電容的時候,按照分類進行講解。這些的電容雖然都是電容,但是其原理不同,導致參數(shù)、特性、可靠性、用法、生產(chǎn)工藝等都有很大的差異。在寫作的過程中,我們的一些講解按照電容種類分道揚鑣了。
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電感的章節(jié)寫作我們延續(xù)了電阻的寫作思路。但是電感涉及的專業(yè)領域,會與具體應用比較有強相關。所以我們的電感章節(jié)寫的比較簡略,具體的電源設計、射頻設計中涉及到的電感選型計算都沒有在本書進行展開。并且也沒有涉及變壓器的講解。同時我們將磁珠的使用以及規(guī)范也融入了電感的章節(jié)。?你們想要的這本硬件書!終于來了?。▋?nèi)含贈書福利)
硬十平時發(fā)的文章已經(jīng)形成了很多系列,例如:電源系列、可靠性系列、華為研發(fā)系列等等,也都整理成合集,便于大家閱讀。硬十這么多年來的積累,也是很多朋友敦促和鼓勵之下,我們完成了相關內(nèi)容《無源器件篇》。但是這個可能只是我們?nèi)f里長征的第一步。我們還有很多內(nèi)容需要整理成書。但是這個過程必然是艱辛的。
在寫書的過程中,幾位作者真的是付出了很大的心血,北大出版社的幾位編輯也是給予了很大的幫助和指導。
有時為了摳一個細節(jié),需要去閱讀很多的內(nèi)容;有時為了梳理一個思路,展開了很激烈的討論;有時為了一個字一個標點符號,反復修改反復推敲。由于平時還有開發(fā)任務,所以團隊成員為了這本書的完成也是額外付出了很大的努力。
2020年的那場疫情,讓我靜心的坐在家里,認認真真的思考這本書到底寫成什么樣。也是在反復雕琢的過程中,總體的思路也在逐步的優(yōu)化和改進。當書稿基本完成之后獲得的那種成就感,不得不感慨古人寫書那種嘔心瀝血也要著書立說。
我覺得我們硬件十萬個為什么團隊,一邊做項目,一邊做知識分享,才能把硬件知識分享做好。硬件知識日新月異,我們只有不斷地投入到項目中,自我提升,才能產(chǎn)生更多的案例和知識積累。這也是我們團隊獨特的優(yōu)勢。
一開始創(chuàng)業(yè)肯定是以賺錢為主要目的,但是我個人覺得,對于我來說賺多少錢已經(jīng)真的不重要了,把想做的事情做好,做完美,做成功才是更重要的。所以我們也會持續(xù)的投入到后續(xù)的系列書籍、課程、視頻的制作中,形成一個完整的知識體系,構(gòu)建硬十的知識帝國。
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這個過程中也會邀請和吸納國內(nèi)知名的工程師專家共同投入,為大家奉獻好的內(nèi)容。
同時,也限于我們的能力和精力有限,過程中難免有錯漏,希望大家通過公眾號和微信及時反饋給我們,讓我們做得更好。
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關于新書的FAQ
1、為什么會有VIP套裝,而不僅僅是賣書?
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答復:書籍是一個比較傳統(tǒng)的方式,在目前新媒體的形勢下進度表現(xiàn),迭代周期明顯不足以滿足現(xiàn)在人的需求。我們通過一張VIP卡,使得硬十VIP會員可以獲取更多電子檔的資料,并且書籍的一些配套在線資料得以有效的獲取。并且我們會根據(jù)大家反饋的意見和建議,逐步迭代,補充內(nèi)容、errata修訂。
有些內(nèi)容不做成彩色的,會影響閱讀,一些技術書因為沒有彩色表達給讀者會帶來不少困惑。原本我們計劃放一些彩色內(nèi)容,但是由于想讓書籍的定價更低,所以以補充彩冊的方式作為可選項。
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2、本書只有無源器件么?
是的,本書只講解了電阻電容電感幾個典型的無源器件。本書一共300多頁,只講了阻容感,而且電感由于整書篇幅受限,沒有充分展開,部分內(nèi)容留在電源分冊進行展開。所以每個電子元器件深入挖掘都有很多可以挖掘的點。
深入學習都可以組成一個完整的知識體系,其實300頁是不夠的,我們也希望通過大家的反饋,繼續(xù)補充內(nèi)容,通過在線資料的方式持續(xù)分享給讀者。
3、后續(xù)還有什么內(nèi)容?
不少朋友關心,無源器件之后,還有什么內(nèi)容?有沒有二極管、三極管、MOSFET的分冊?這些我們都會進行規(guī)劃,同時已經(jīng)有兩個內(nèi)容在展開寫了。出版社也希望我們出一個完整的系列。
至于規(guī)劃是否能夠?qū)崿F(xiàn),我希望能實現(xiàn)吧。我希望這大約十本書,是我硬件職業(yè)生涯的驕傲。

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4、上圖中沒有描述的內(nèi)容,比如射頻、EMC、處理器、接口,這些硬件工程師必備的知識,是否會規(guī)劃?
這些要根據(jù)一些反饋和工作量完成的程度進行評估。多快好省一定不能兼得。那么我們寧愿慢一點,希望做一個知識點,就達到一個非常高的高度,也給喜歡硬十的朋友帶來驚喜。

5、我已經(jīng)購買了書籍,是否可以升級為VIP?

可以的,需要聯(lián)系硬十客服,客服號:yingshi_mm。
6、書籍是否可以作者簽名?
下單時備注,目前是可以有簽名,因為其他作者在異地,不一定能夠滿足,可以聯(lián)系作者或者期待我們的線下活動。
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7、鳴謝

首先感謝每位作者的辛勤付出,特別是付世勇在整理校對工作上辛勤的勞動,楊城在器件可靠性方面給予的深入專業(yè)的指導。感謝王玉皞院長、周輝林主任、修國、一鵬、小美為本書關鍵章節(jié)提供的內(nèi)容和試驗數(shù)據(jù)。
特別感謝南昌大學江風益院士為本書寫的序,王玉皞院長為本書寫的前言。
江院士能夠從百忙之中給我們提點,我覺得這個序言高屋建瓴,站在行業(yè)、歷史、非常高的層面給我們指導,是對我們硬十團隊的極大鼓舞,給我們指引了前進的方向。
王院長的序言,我閱讀了很多遍。我有些時候覺得他是最懂我的人。他既有華為這樣公司的工作經(jīng)驗,又有長期高校老師一線教學經(jīng)驗,又有建設一流學科、培養(yǎng)一流科技人才的高屋建瓴視角。

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感謝北大出版社的魏雪萍主任,為我們整體的選材、思路、結(jié)構(gòu)、形式、遠期規(guī)劃都給了很多的指導意見和創(chuàng)新的idea。也感謝王蒙蒙王繼偉兩位美女編輯為本書付出的心血。

感謝:陳風風哥、陳華陳總、彭華彭總、光輝、孫建華主任、李玉山老師、王劍宇老師為本書寫的推薦語。再次感謝各位老總、領導、老師專家的支持、關注和推薦。
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最后還要感謝所有關注硬十的朋友這么多年對我們的大力支持,平時對我們的關注、認可、信任、包容。

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為了感謝大家長期以來的支持,鮮棗課堂決定送出一份VIP套裝


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