微电子和计算机对电子的影响-创新互联

6.1 有关电子专业

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在过去,电子是理工专业中大的专业,不过这些年体量减小了,但是仍然还是大的专业。我自己就是电子专业毕业的,记得我那个时候,电子专业还是蛮不错的,不过这些年随着微电子和计算机的快速发展,电子专业受到了不小的影响。

6.2 电子是如何受到微电子和计算机影响的

想了解这一点,需要弄清楚电子发展的几个阶段。

6.2.1 第一阶段:电子为主导时的阶段

(1)这一阶段的电子设备的特点是

1)这一时期还没有计算机,也没有微电子,所有的电子设备的设计只与电子有关,电路设计全由电子工程师完成,

这一时期电子是核心。

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2)电子元器件(电阻、电容、电子管等)的体积非而且常大,电子元器件全都是分立元件,所以设备体积非常大

3)没有所谓的pcb板,电子元器件之间直接使用导线进行连接

4)电路硬件设计好后,设备的工作逻辑(功能)固定死了

也就是说,电子设备的功能是直接由硬件结构决定的,跟软件半毛钱关系都没有。

(2)这一时期电路的样子

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6.2.2 第二阶段:微电子和计算机开始出现

(1)这一时期的电子设备的特点是

1)在众多的电子设备中,开始出现计算机这种特有的电子设备

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半导体晶体管代替

2)半导体材料晶体管代替了电子管,由于晶体管体积更小,因此电子设备的体积相应大幅缩小

3)PCB板被广泛使用,不再使用导线直接连接电子元器件

4)电子专业中分离出了微电子

微电子的出现,使得集成电路开始发展,集成电路晚于计算机的出现。

集成电路出现后,电路中的核心功能开始被集成于芯片之中,由于集成芯片把核心的电路分走了,电子工程师的工作量开始减少,只是由于集成度的限制,设备中还留有大量的分离元件,因此设备体积还是较大。

需要强调一点的是,不要一说到集成芯片就想到CPU,尽管CPU也是集成芯片,但是并不是所有的集成芯片都是CPU,很多的只是某些特殊的功能集成芯片,比如某些芯片专门用于A/D或者D/A的,专门用于实现3-8译码器。

(2)这一时期的电路板的样子

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6.2.3 第三阶段:微电子和计算机进一步发展

(1)在这一时期的特点

1)超大规模集成电路日趋成熟

几乎所有的复杂的电路,都被集成在了芯片中,不再需要使用分立元件来设计复杂电路,电路板变得更加的简洁,设备体积也变得更小。

2)几乎所有的电子设备使用计算机实现

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(a)为什么计算机被广泛应用于各个方面

随着集成电路的快速发展,计算机可以做的越来越小,所以除了PC和服务器等通用计算机外,各种小型计算机被大量使用,以前所有的、有着某些特殊用途的、纯硬件式的电子设备都被淘汰了,都改用小型计算机实现,并大量用于民用、工业、农业、军事、交通、医疗等领域,比如交通灯、内窥镜、空调等。

这些有着某些特殊用途的小型计算机常被称为“嵌入式计算机”,有关嵌入式,会在后面的“嵌入式工程师学习指南”篇中详细介绍。

(b)计算机又拿走了一部分原属于电子的工作内容

在计算机普及之前,设备的功能原本是由电子硬件决定的,但是现在几乎所有的电子设备都是由计算机实现,设备的功能不在由纯硬件结构决定,而是计算机程序决定,因此电子原有的工作,又被计算机的分走了一部分。

现在几乎所有的电子设备,均由计算机实现,所以都涉及编程工作,因此对于电子专业的学生来说,自然也要求具备一定的编程能力,这就是为什么电子专业都要求学习C语言的原因了,之所以是C语言,而不是其它的语言,那是因为电子系的同学经常从事的是嵌入式计算机的开发,而不是PC/服务器等这类通用计算机的开发,而嵌入式计算机基本都使用C语言进行编程。

(2)这一时期电路板的样子

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6.3 回顾“微电子”和“计算机”对“电子”的影响

(1)微电子对电子的影响

由于大量的核心电路都被集成到了集成芯片中,不再需要电子工程师来设计复杂的、分离元件形式的电路,原本属于电子的很多工作被微电子给分走了。

(2)计算机对电子的影响

前面就说过,现在的电子设备几乎都是由计算机实现的,设备功能均由程序决定,不再像以前,设备的功能纯粹由电子工程师所设计的硬件结构决定,同样的,原本属于电子的工作,又被计算机给分走了一部分。

总之原本属于电子的工作内容,被微电子和计算机给分走了很多,如果你毕业后不考研,也不从事与编程相关的纯软件开发、或者嵌入式开发的话,电子的就业机会相对比较窄。

6.4 通用计算机开发与嵌入式计算机开发

现在电子计算机大体上可以分为两类,一类是通用计算机,另一类的嵌入式计算机,

6.4.1 通用计算机

PC和服务器等计算机就是典型的通用计算机,

(1)通用计算机的硬件基本的是标准化的,它们在出厂时硬件就被设计好了,开发人员不再需要关心硬件问题,只需要为其开发运行的软件即可。

(2)通用计算机的软件开发,大多由计算机相关专业的同学从事。

6.4.2 嵌入式计算机

比如各种的电冰箱/电饭煲、各种玩具、各种汽车电子等,就属于典型嵌入式设备。

(1)由于嵌入式计算机的特殊性,计算机的硬件不是标准化的,需要专门的定制,因此进行嵌入式开发时,既要涉及硬件的开发,也要软件的开发,所以嵌入式是属于硬软结合的开发。

(2)嵌入式的开发,大多由电子相关专业的同学从事

比如像单片机、Linux等嵌入式开发,嵌入式开发应该说,算是电子专业的御用开发方向之一。

之所以会这样的,是因为嵌入式是硬软相结合的开发,而电子专业的同学,硬件知识相对比较扎实,毕竟电子专业就是专门研究硬件的。而且  电子专业几乎都会学习c语言,有相当的编程基础,而嵌入式开发通常使用的也是C语言,因此电子专业学生的知识结构,应该说是天然的 满足嵌入式的开发需求,所以大量电子专业的学生毕业后,大多会选择从事嵌入式开发。

6.5 通用计算机与嵌入式计算机之间的界限

这些年随着嵌入式的飞速发展,嵌入式计算机与通用计算机之间的界限越来越模糊,比如以手机为例,事实上早先的手机属于典型的嵌入式设备,升级为智能手机后,与PC这种通用计算机差别是越来越小,PC能干的事情,智能手机基本都能干。

从手机就可以看出,嵌入式计算机与通用计算机之间界限正在模糊化,所以与手机相关的开发,既可以认为是通用计算机的开发,也可以认为是嵌入式开发。

与之相对应的,在未来,计算机专业与电子专业之间的界限也会变得模糊,电子专业毕业后与计算机专业毕业后所做的事情,可能会越来越来相似,现在有不少高校开有物联网、嵌入式等新专业,实际上这些新专业,是典型的介于电子与计算机之间的新型专业,既涉有电子的特点,也有计算机的特点。

6.6 目前,电子专业的毕业去向

(1)考研

(2)做与编程相关的IT开发

1)纯软件的开发,对应就是通用计算机相关的开发

2)硬软相结合的开发,对应就是嵌入式相关的开发

(3)毕业后,从事纯硬件方面工作

比如像设计电路原理图,绘制PCB板等,

1)设计电路原理图

由于集成电路的快速发展,各种复杂的核心电路,都被集成到了芯片中,相比以前,电路原理图的设计变得简单了。

2)绘制pcb板

应该说,绘制pcb板算是一个经验活,因此经过PCB培训的初中/高中毕业的学生,基本都能从事PCB板的绘制工作,就技术含量来说相对 少了些。

当然需要强调一点的是,如果绘制的是高速PCB的话,技术要求相对较高,如果没有一定深度的电子专业知识作为基础的,很难绘制出这类高级的PCB板,所以像这类高级别PCB的绘制,大多还是由电子专业的本科学生在做,毕竟技术难度不在一个档次上,当然对应的待遇自然也是不一样的,像这种能够高级别PCB的硬件工程师,薪资待也是相当可观的,不过同样需要多年的经验积累。

(4)电子方面的销售,或者技术支持什么的

(5)转行其它

作者:佳嵌工作室

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