这本硬件的书,一年印刷4次,售出近2万册

2023-08-31 22:27:22    来源 : 面包芯语

总是很羡慕别人能做更复杂的电路,也不知道复杂电路的挑战点在哪里,并不知道电路设计的时候有哪些关键的注意点。总是凭着自己的喜好和感觉进行电路设计,结果自然不尽如人意。当时互联网还不发达,网上能找到的资料还非常少,也没有学习途径。

当时很搞笑的一个事情:我去问一个比我年长的工程师:为什么别人的电路板上面有蛇形走线?他也一直没有从事过射频或者高速数字电路的设计,很懵的回答我:“不知道啊,估计是为了防止信号辐射出去干扰其他信号。因为都是高速的信号,所以速率越高越容易辐射。”(这个答案自然是错误的)于是,我闹了个笑话:把一个FPGA的电路板上面速率最高的信号(时钟)走了蛇形走线。这是典型的不懂原理,盲目模仿的笑话。很庆幸的是我在还算年轻的时候,带着我的各种困惑离开了第一份工作,去了“华为”,带着我的硬件梦想:要做更高级的硬件,更复杂的硬件,更可靠性的硬件,做更值钱的硬件。


(相关资料图)

大厂最大的优势就是有很多的历史积累,并形成了“规范”、“指导书”、“checklist”。特别是我刚入职的那段时间,整个公司都在“规范”运动,什么都写规范,人人都写规范,什么任职、绩效、技术等级都看规范。(大公司用KPI来引导,容易搞成“运动”)。大家都不分青红皂白的遵循“规范”,其实有很多问题:当时,原理图评审的时候,听得最多的就是“规范就是这样写的”,这里面有一些问题:

1、写规范的人不一定水平高,或者写得不细致,如果出现错误那就更是害人了。

2、规范有时抑制了开发人的思维,什么都按照规范来,不一定适合实际的设计场景;例如我需要低成本设计,但是规范强调的是高质量,就不一定适用。

3、有了规范之后,也会导致部分开发人员不思考,例如晶振要求在50MHz以上,放pF级的电容进行电源滤波,而低于50MHz的不用。大家都不想为什么,自然也不知道为什么;这条内容制定的依据是什么?试验结果、仿真结果、还是有案例,并没有详细的描述;再例如网口变压器防护,室内室外,按照各种EMC标准的设计要求直接照着画就可以,但是很少有人想为什么,也不知道测试的结果怎样,等实际碰到困难时就束手无策了。的确,这样简单的规则形成的规范,在有的时候提高了工作效率和产品质量,但是工具也发达,人也就越退化,这是必然。

4、有些器件的选型,不适合写规范,因为器件发展太快,有可能等你规范写好,器件都淘汰了。例如:在X86处理器进入通信领域了之后,处理器选型规范就显得多余。

规范确实能带来好处,工程师如果严格遵循规范则很少会出一些低级错误,从而提高了开发的基础质量。规范带来的坏处,也就是工程师有时不思考原理,总是去寻找规范。但是,并不是所有工作都适合用规范来约束。硬件工程师要能跳出“参考电路”、跳出“规范”,从原理思考问题和设计。

正是由于我在第一份工作主要做技术预研项目,虽然电路复杂度没有那么高,但是做的往往都是一些行业空白,需要寻找技术断裂点,所以培养了很多独立思考的工作习惯。看到一堆规范的时候,往往希望了解其制定该规范的依据,写作思路,物理原理。有时看到一些规范就会思考背后的原因,也会发现一些规范本身的错误和不合时宜。时间久了,随着知识体系越来越完备,了解到电子元器件的微观结构,物理原理。在硬件的知识架构中,逐步形成了一种用物理原理去解释工程规范的思维方式。

为了帮助工程师,特别是年轻工程师快速提高,避免大家盲目模仿、盲目迷信设计规范。通过不断的学习,提升认知,达到“能够用物理原理去理解工程现象,能够理解地使用设计规范”。我们最终希望大家能够最终能够把原理与工程结合,明明白白的做开发。这样设计出来的硬件质量高,问题少,即使有问题也能够快速分析和解决。

硬十计划出版一系列书籍,解答大家工作过程中的一系列困惑。不是简单的理想化设计电路,也不是刻板的遵循规范。所以我们这一系列书希望能够把一些技术细节讲解清楚,最终归纳总结成为规范、checklist、案例。

虽然第一本书的内容只是无源器件的内容,但是希望大家通过这本书的学习,能够掌握这种思维方式,融会贯通到整个硬件设计。

所以本书的写作的过程经历了很多阶段,包括风格、形式、侧重点都经过多次推翻重构,最终硬十团队与北大出版社的编辑团队,在多次研讨之后,决定采用“十万个为什么”的问答形式,以问题触发来逐步解答问题。因为我们日常开发过程中就是一个在原有知识体系中不断添砖加瓦,解答问题的过程中逐步构建一个更完整深入的知识体系。所以整本书按照“阻”“容”“感”的三个章节,逐步解答电阻、电容、电感三个无源器件,大家日常工作中常常碰到的问题。这也是平时《硬件十万个为什么》公众号所发布内容的方式,解答大家工作中碰到的一些困惑的问题。这样每个知识点非常聚焦到具体解答大家的问题。

问题解答的形式,可以让每个小节都自成体系,让大家可以利用碎片的时间让一个问题的解答闭环。由于硬件知识体系非常的庞杂,如果想让整书显得系统化,则会让阅读者索然无味,这也是市面上一些讲解器件选型类书籍的弊病:追求大而全、追求体系完整,形成大段的表格,而其中很多知识点是平时工作很少涉及的。

这样整本书会显得体系化不够,但其实每个问题之间有关联性和承接性。我们在解答一个个问题的时候,也逐步理顺了问题与问题之间的先后关系。例如在电阻写作的过程,是从基本原理起步,然后解答在“电阻器如何实现物理概念中的电阻”的时候,引发思考可以问出一系列关于电阻材料、参数、工艺等一系列的问题,在搞清楚电阻的内部结构,具体特性之后,解答关于器件失效、失效机理等一系列可靠性相关问题,那么可靠性的问题也跟器件的使用相关,电阻如何用?用在哪?注意事项,等等问题也随着这个意识流被引出。基本的原理都被解释清楚了,这时我们再去看电阻的规范,则百川归海,形成一个完整的认知,完整的知识体系。

电容的情况跟电阻还有非常大的不同,虽然同为无源器件,但是不同的电容之间,材料、工艺、原理、特性都差异非常之大。所以对于电容来说,我们重点介绍大家日常最多使用的MLCC、铝电解电容、钽电容、高分子聚合物电容。在讲解具体电容的时候,按照分类进行讲解。这些的电容虽然都是电容,但是其原理不同,导致参数、特性、可靠性、用法、生产工艺等都有很大的差异。在写作的过程中,我们的一些讲解按照电容种类分道扬镳了。

电感的章节写作我们延续了电阻的写作思路。但是电感涉及的专业领域,会与具体应用比较有强相关。所以我们的电感章节写的比较简略,具体的电源设计、射频设计中涉及到的电感选型计算都没有在本书进行展开。并且也没有涉及变压器的讲解。同时我们将磁珠的使用以及规范也融入了电感的章节。

硬十平时发的文章已经形成了很多系列,例如:电源系列、可靠性系列、华为研发系列等等,也都整理成合集,便于大家阅读。硬十这么多年来的积累,也是很多朋友敦促和鼓励之下,我们完成了相关内容《无源器件篇》。但是这个可能只是我们万里长征的第一步。我们还有很多内容需要整理成书。但是这个过程必然是艰辛的。

在写书的过程中,几位作者真的是付出了很大的心血,北大出版社的几位编辑也是给予了很大的帮助和指导。有时为了扣一个细节,需要去阅读很多的内容;有时为了梳理一个思路,展开了很激烈的讨论;有时为了一个字一个标点符号,反复修改反复推敲。由于平时还有开发任务,所以团队成员为了这本书的完成也是额外付出了很大的努力。2020年的那场疫情,让我静心的坐在家里,认认真真的思考这本书到底写成什么样。也是在反复雕琢的过程中,总体的思路也在逐步的优化和改进。当书稿基本完成之后获得的那种成就感,不得不感慨古人写书那种呕心沥血也要著书立说。司马迁被处以宫刑,在形体和精神上给了他巨大的创伤。出狱后任中书令,他忍辱含垢,发奋继续完成所著史籍,以其“究天人之际,通古今之变,成一家之言”的史识,前后经历了14年,创作了中国第一部纪传体通史《史记》。司马迁的那种历史使命感应该是感染着每一位写书的中国人。

我觉得我们硬件十万个为什么团队,一边做项目,一边做知识分享,才能把硬件知识分享做好。硬件知识日新月异,我们只有不断地投入到项目中,自我提升,才能产生更多的案例和知识积累。这也是我们团队独特的优势。一开始创业肯定是以赚钱为主要目的,但是我个人觉得,对于我来说赚多少钱已经真的不重要了,把想做的事情做好,做完美,做成功才是更重要的。所以我们也会持续的投入到后续的系列书籍、课程、视频的制作中,形成一个完整的知识体系,构建硬十的知识帝国。

这个过程中也会邀请和吸纳国内知名的工程师专家共同投入,为大家奉献好的内容。同时,也限于我们的能力和精力有限,过程中难免有错漏,希望大家通过公众号和微信及时反馈给我们,让我们做得更好。

最后还要感谢所有关注硬十的朋友这么多年对我们的大力支持,平时对我们的关注、认可、信任、包容。

想了了解这本书的更多详情,请扫描进入,或者点击《阅读原文》进入

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