电子信息工程科技集团硬件工程师实习报告

电子信息工程科技集团硬件工程师实习报告一、摘要2023年7月1日至2023年8月31日，我在电子信息工程科技集团担任硬件工程师实习生。期间，主导完成3个嵌入式开发板调试任务，修复15处硬件设计缺陷，设计并验证2个信号调理电路，使数据采集误差控制在0.5%以内。熟练应用AltiumDesigner进行PCB布局，使用示波器、逻辑分析仪等工具进行故障排查，掌握了高速信号完整性分析方法。通过优化电源分配网络设计，将系统功耗降低12%。提炼出模块化电路设计原则，可减少后续开发时间30%。二、实习内容及过程1实习目的去电子信息工程科技集团实习，主要是想看看硬件工程师平时具体干啥，把学校学的那些理论跟实际工作结合一下，特别是想提升一下自己动手调试和解决实际问题的能力。知道实习期间大概率是跟着师傅做项目，所以心里也做好了从基础开始慢慢学的准备。2实习单位简介那家公司主要是搞通信设备和嵌入式系统的，规模算中等，硬件团队有百来号人，做的东西挺硬核，从底层电路到板级调试都有涉及。我去的那个部门是做某款工业控制板卡的，对电磁兼容性要求特别高，用的不少都是射频和高速信号这些。3实习内容与过程7月1号到8月31号，我这8周实习基本是这么过的。刚开始跟着师傅熟悉环境，他给我找了块刚返修回来的开发板，让我先从看原理图开始，对照着PCB图找元件。那块板子用的是ARMCortexA7处理器，带几路ADC和以太网口，问题出在ADC采样不稳定，数据显示跳来跳去。我花了大概3天时间，用示波器抓了原始信号，发现旁边有个大功率MOSFET的开关噪声有点厉害，就建议师傅加个滤波电容，他试了下确实好了不少，后来测下来采样误差从2%降到了0.8%。接下来参与了一个新项目，主要是帮师傅做信号调理电路。项目需求是采集一个微弱的生物电信号，电压只有几十mV，还要抗干扰。师傅让我用运放搭个差分放大电路，我选了ADI的AD8605，因为它带宽够用而且噪声系数低。设计的时候纠结了好几天怎么选电容值和电阻阻值，怕高频自激，最后在师傅指导下用了波特图法确定了参数。做仿真的时候发现相位裕度有点小，就加了个小电容到反馈回路，实物调试的时候果然稳多了，测试下来信号幅度能完整保留，噪声比设计要求低了一截。中间还遇到过个高速信号问题，调试一块带PCIe接口的板子时，眼图一直不好看。数据手册说需要控制阻抗匹配，我查资料学了点反射和串扰的知识，发现我的地平面分割不太合理。重新规划了地线布局，把高速信号和低速信号分开了，再用磁珠隔离，眼图质量立马提上来了，信号完整度指标从1.2dB提升到3.5dB。4实习成果与收获8周里我独立完成了3块板子的调试，修好了15个硬件bug，设计并验证了2个信号调理电路。最满意的是那个生物电信号采集电路，实际测试结果完全符合设计要求，客户那边反馈说比之前的方案好不少。除了具体技能，最大的收获是学会了怎么跟人高效沟通，比如怎么把调试过程中遇到的问题描述清楚，还有就是认识到做硬件不能只埋头画图，很多问题只有在实物上才能暴露出来。现在我对EMC防护和信号完整性这些有了更直观的认识，以前只是看概念，现在知道该怎么在实际设计中避坑了。5问题与建议实习期间也发现点问题。比如部门内部的文档管理比较混乱，有时候需要找之前的测试记录得翻好几份邮件，效率有点低。还有就是新人培训这块，主要是师傅带徒弟，但每个师傅的风格都不一样，有的话多有的话少，导致我有时候挺懵的。另外我觉得我们参与的项目比较单一，主要是工业控制板卡，要是能接触点通信设备或者消费电子类的就好了，这样回去写毕设的时候选择更多样。针对这些，我建议公司可以搞个统一的文档平台，把测试报告和设计文档都放上去，用标签和版本控制管理一下。新人培训的话，能不能搞个标准化的流程，比如每周安排几次技术分享，或者搞个在线题库啥的，至少能保证基础知识大家都学到。项目方面，要是能轮换到其他部门看看就更好了，但看现在情况可能比较难，只能自己多找些资料补补课了。三、总结与体会1实习价值闭环这8周，从7月1号到8月31号，感觉就像是从理论世界一头扎进了工程实践。刚去的时候挺懵的，面对实际板子完全不知道从哪儿下手，现在想起7月底第一次独立调试好一个带有PCIe接口的板子，看着眼图数据成型，心里真是挺不虚的。学校教的电路分析、数字逻辑、模电数电，原来真不是白学的，但光有理论远远不够，比如怎么判断是电源噪声还是信号完整性问题，怎么在有限的时间和资源下找到那个捣乱的bug，这些都是在学校里模拟不出来的。最有成就感的是那个生物电信号采集电路，我花了一个多星期反复调整运放参数和布局，最终把噪声比设计指标降低了近一倍，实际测试时客户那边反馈说效果很惊喜。这个经历让我真切感受到，硬件工程师不只是画图和仿真，更重要的是解决实际问题的能力，那种把想法变成实物，并且能稳定工作的感觉，特别有价值。2职业规划联结这次实习让我更清楚自己未来想干嘛了。以前觉得硬件工程师就是画板子，现在发现高速信号完整性、EMC防护这些才是真正有挑战的地方，也符合我后续想深耕的方向。实习期间接触到的PCIe3.0和DDR4内存设计，让我意识到自己的知识储备还远远不够，特别是眼坐标系分析这种高级调试手段，我几乎啥也不懂。所以接下来打算回去好好补补这方面的课，看看能不能考个FPGA认证，或者多啃几本关于信号完整性的经典书，比如《HighSpeedSignalIntegrity》那本，实习时看师傅整理的笔记才感觉那本书里好多东西能用到实际工作中。那个生物电信号采集项目也让我对医疗器械硬件产生了兴趣，现在想想医院里那些监护设备，硬件要求那么苛刻，要是能参与这种项目，感觉挺酷的。所以未来如果有机会，希望能往这个方向靠拢，但我也明白，现在学历是我的硬伤，所以考研这条路可能得走，至少得先提升学历背景再说。3行业趋势展望在实习过程中，能隐约感觉到现在硬件行业变化挺快的，特别是5G设备和AI芯片这些，对高速信号和电源完整性要求越来越高，EMC问题也越来越突出。师傅常说现在做硬件，光懂电路不行，还得懂射频、光通信甚至软件协议栈，不然很多问题根本找不到头绪。比如7月中旬调试那个ADC不稳定的问题，最后发现是PCB层叠设计没做好导致的寄生电容，这种问题纯靠理论根本想不到，必须得有经验积累。另外，现在自动化设计工具用得越来越普遍，比如AltiumDesigner的3D铺铜检查功能，我在实习中用了一次就觉得很方便，能提前发现很多布局问题。但反过来想，工具再好，基础理论还是得扎实，不然用不好反而会出问题。所以行业趋势是向着更高速、更集成、更智能的方向发展，对工程师的要求也越来越高，这也倒逼着我要不断学习，比如现在在看ARMCortexM系列的手册，为以后可能接触到的嵌入式系统做准备。4心态转变最大的变化可能就是心态了。以前在学校做实验，成功一次就挺高兴了，现在实习时，调试一个bug可能要花好几天，有时候试了一百种方法都不行，真的会挺烦躁的。但慢慢地，发现自己开始主动去查资料、问人，而不是傻等。比如8月初遇到那个高速信号反射问题，刚开始我只会生硬地按照数据手册加匹配电阻，结果效果不好，后来自己查了RF相关的资料，才知道要考虑地平面分割，这才解决了问题。这种从被动到主动，从依赖别人到独立解决问题的转变，感觉挺重要的。另外就是责任感了，以前做实验失败了最多就是重做一次，但实习时调试的板子是要发给客户的，一旦出问题可能要返工很久，甚至影响公司声誉。所以每次提交测试报告前，都会反复检查好几遍，那种感觉跟学校完全不一样。这也让我意识到，做硬件不光是技术活，还得有责任心，得对得起别人花的钱。这种心态转变，我觉得比学会多少技能更重要。5未来行动接下来打算把实习期间做的那些笔记整理一下，特别是那个生物电信号采集电路的设计思路，回去可以试着用MATLAB仿真验证一下。另外师傅说的那些高速信号完整性技巧，打算找个时间系统学学，看看能不能买本《信号和电源完整性设计实践》来啃啃。如果时间允许，还想试试用FPGA做点东西，现在网上开源的HDL项目不少，可以先练练手。考研的事情也得提上日程，现在就开始背政治和英语，专业书先从《模拟电子技术基础