EEPW论坛

可惜当时都没有留下照片，现在连电路图也找不到几张了。上面是音调调理的板子，可以控制高、中、低频的增益。现在看着老土了，瞅着它，感觉就像看着自己小时候的照片，呆呆傻傻的，却又满溢着温馨和甜蜜……

大三上学期参加了全国大学生电子设计竞赛，制作的30M数控正弦波发生器。比赛过后利用周末时间在廊坊一家公司兼职做电子节能灯设计。也是从那时起，自己研发的东西开始量产并进入人们的日常生活。
USB主机接口板——现在看当时真的把蛇形线画的太“幽默”了

大四以学习和毕业设计为 主。毕业设计是做USB主机，不过，时间比较紧，方法也不得当（当时是想着自己写所有代码），最终还是没有调试完就到了毕业的那一天。现在想想的话有很多 省事的方法，实现起来也比较简便。大四期间也零星做过一些兼职。现在天津很多公交车前面的LED显示牌就是我那时候做的。到现在每次回天津的时候都能看到 载着自己LED车牌的公交车，总会有一种莫名的亲切感。

动态LED驱动核心板——当时想卷动中国高校风潮的凌阳61单片机

也是大四那年犯了刻骨铭心的一个错误。当时做一个高亮LED驱动板，准备用于替换公交车上的一些显示固定的车牌，那样就不用为不同的公交车做不同的显示牌了。当时MOS管使用不当，导致了项目的失败，成为自己很大的一个遗憾……

05年毕业后在华为数通产品线做硬件测试。这一年积累并强化了很多专业知识，分析问题解决问题的能力也得到了很大的提升。


高速球中的电源及协议板

06年离开北京到天津一家 安防公司做研发工作。主要从事高速球的研发。先是基于51单片机平台的产品改造和升级。成功完成几次产品升级并得到单位的认可后，便开始着手DSP项目设 计。这次使用的DSP是比较高端的视频处理器——TMS320DM642，现在几乎所有接触视频硬件的人都听说过的一款经典型号，它也是至今很多新型视频 处理DSP运算性能评估的一个标尺。但在06年，DM642的资料还是相当难找，而我们只有几个人的小单位，又得不到TI和其他有效的技术支持。而且由于 经费和精力有限，我们要求只能一版成功，硬件由我设计，软件和算法由另外一名工程师负责。

困难就不多说了，大概三个月后，我们自己的DSP板小系统调通了。也是那时候，我们单位负责软件的工程师出国，项目便搁置了。

TMS320DM642视频板——被我拍的破相了:(

这就是我的第一块DM642视频采集板。开发过程中没有任何开发板参照，只能在网上四处搜罗资料，查看大量的数据手册和文档。单位要求一版成功，终于三个多月用四层板实现了这个设计。

自己花了挺大精力做出来的 板子被这样封存起来，心里还是挺难受的。当时DM642的资料很难找，设计中的各种艰辛只有做过的人才有体会。而DM642的确是当时很有应用前景的一个 芯片。于是后来把设计做了一些删减和更改，将完整工程公布到了网上，包括PROTEL99格式的原理图、网表和4层的PCB文件(后来还在自己博客陆续补 写了设计说明以及CPLD逻辑等)。后来还发布了针对这个PCB的SDRAM仿真过程及结果，以供别人借鉴参考。只希望能为后来做DM642的工程师朋友 提供第一手的资料，减少一些困难，缩短开发时间，也为很多中小企业节省一些不必要的经费开支。

后来发现了原设计中的两个错误并将错误及解决办法在自己的博客作了声明。

错误修正后的DM642视频采集板

带NAND FLASH和数字传感器接口的642采集板

上面两个板子是我业余时间帮一个研究生朋友设计的。前面一个主要是图像采集和压缩，然后经网络传输，后面的增加了NAND FLASH存储和CMOS传感器接口。

CMOS传感器视频采集板

这个CMOS传感器板是 2010年初做的，配合前面的DM642板完成了CMOS图像的采集。传感器选用MICRON的MT9V032。该传感器具有全局曝光功能，可以拍摄快速 运动的物体，不会像逐行曝光传感器那样存在运动物体倾斜。经过对比，这颗传感器在暗光线时性能超过一般的CCD传感器。

TMS320F2812电机控制+字符叠加板

这个是我2007年做的高 速球转台控制板，完全更改了以前基于双51单片机的设计方案。虽然从51平台升级到DSP平台，但整体成本没有明显的增加。利用一片DSP代替了两片 51，使系统结构简化；利用DSP的SPI、PWM配合一个LM2903比较器和一个模拟切换芯片实现了中文菜单叠加，省去了一颗日产OSD叠加芯片；电 机控制采用新的单颗DMOS工艺美产芯片，替换了两颗日产电机控制芯片；使用DSP的PWM加阻容滤波实现了4路DA，用来控制电机电流，省掉了一颗4通 道DA。重新设计了步进电机控制算法和加减速方案，并且针对实测结果对正余弦进行了补偿。

第一版硬件没有做任何修改 实现了所有功能。通讯和菜单部分代码是由另一位软件工程师编写外，其余系统整体设计及软硬件设计由我完成。新方案达到128细分，加入了正余弦补偿，转台 低速可达0.1度/秒，运转平滑顺畅。验证转台最高转速可达到480度/秒，通过软件设置增加电流后可以进一步提高电机的转速和加速度。配合专门订做的步 进电机，优化后的加速方案使得球机在低于原功耗30%的情况下转速提高了50%，从停止加速到最高速只需0.33秒，电机运转时声音非常低，控制板和电机 的发热量也比原先减小了很多。另外，除个别函数使用汇编外，都改用了C代码，使电机控制程序将来可以在不同的平台上移植，也易于与其它控制程序接口。

期间我用EXCEL重新制 作了加速表格，主要依托于电机功率来自动完成加速表格数据设计，生成DSP中控制电机运转所需的所有数据。另外，还会伴随参数调整自动生成加速曲线图，可 以直观的看出电机加速过程，并有助于分析其中可能出现的问题。避免出现某些特殊点或段存在加速功率需求过高而导致丢步的现象。

300度/秒加速曲线图

这个图便是大家常称的S加速曲线，前段缓慢加速是防抖动和避免顿挫感，后段则主要是等功率升速曲线。图中只取到了300度/秒，可以通过在EXCEL表格中向下拖拉填充自动生成后面的数据。

中文菜单叠加效果

这个是菜单叠加效果。通过LM2903比较器提取复合同步脉冲，判断到行同步后使用SPI的16字的FIFO完成每行256点的叠加点位输出，PWM+阻容滤波实现叠加电平控制。

球机装配效果图

08年公司被收购，我们部 门迁到江苏，在江苏近一年的时间进一步完善了基于F2812的高速球。其实在设计这个方案的时候是瞄准了TI当时还没有推出的TMS320F28027这 一系列，看TI的宣传以及提前发布的芯片资料，这颗芯片批量价格应该可以在20元以内，性能和功能可以满足我们的设计需求，只要芯片一出来，马上就可以把 F2812上的程序移植过去。这样，整体的成本会往下降一大截，体积也可以小很多，控制板大致可以做到火柴盒的大小。后来公司做基于DM6437的智能高 速球，除智能算法外，还剩余一些运算资源。我便把F2812里的电机控制算法移植到了DM6437里。在单一芯片里集成了智能分析和电机控制，使系统得到 了很大简化。

         移植完成后我便离开江苏回到北京。一直到离职前一两周才得到TI的TMS320F28027样片。当时想有时间的话可以把它用起来，并且把电机控制算法改 一下，使它适用于自动跟踪平台，实现平滑跟踪。可是就像命运捉弄一样，一直到今天都没有闲下来过，时间都被这样那样的事给挤满了，就连周六日也都像有导演 精心安排的一样塞满杂事。

关于电机控制，我写过一个 PPT文档《步进电机细分控制原理及仿真分析》，并将其共享到网络上。其中分析了步进电机细分控制原理，以及其中存在的问题和需要注意的地方。并且利用 MULTISIM建立了驱动电路仿真模型，针对各点电压和电流仿真波形进行了分析。以供别人借鉴参考，希望那些对电机控制感兴趣的朋友能够快速入门并且了 解步进电机控制的关键所在。电机控制是一门看似简单实际有着自己完整理论体系的科学，三年前，我在江苏一个二线城市拿到13.5K的工资，主要靠的就是步 进电机控制。实际上，对于真正的电机控制来说，我也就是刚了解了步进电机控制里的一些皮毛。电机控制这方面还是很缺少能深入的人才的。

基于FPGA的图形叠加板（正面）

基于FPGA的图形叠加板（反面）

上面的图形叠加板是我09 年做的一个项目。当时从江苏回到北京有三个月没有上班，就在大兴一所民宅蜗居了三个月做这个东东。因为项目要求体积很小，而且又要3个串口，对叠加质量和 分辨率又要求很高。最后只能用FPGA内嵌软核的方式才能实现。用ARM或DSP都无法完美满足所有要求。

因为前面接触过CPLD，也有一些逻辑方面的基础， 3个月期间边学边试，还算顺利的完成了所有的硬件和软件设计。第一次使用软核之后就深深的喜欢上了这架构，强大的性能和独有的灵活性让人禁不住用过一次就会爱上它。

这个板子第一版存在一个问 题，因为采用三极管做视频钳位，三极管的BE结之间的电压有一个-2.1mV/℃的温漂。当时没有太在意这么小的一个参数，最终环境实验时高低温100度 的温度变化导致了210mV的视频同步头电平偏移，致使同步脉冲提取出错。后来在电路中加入了二极管做温度补偿才解决问题。

FPGA叠加效果图

这块板子可以实现从黑到白 的多种灰度叠加，并且支持自动生成黑边，可以接收从3个串口来的控制信息及要显示的数据，用于进行控制操作或将传感器反馈的数据显示在特定的位置。叠加分 辨率为640*540，一个叠加主图像和三个数据显示窗口位置都能够水平垂直以1像素进行移动。

基于DM642的数据采集系统

这个是09年做的一个数据 采集板，帮一个朋友毕业设计做的。脑残级的方案，用DM642做一个几十K的AD采集。哈工大的一个博士逼着一个硕士做的，估计是那博士是对DM642有 别的想法吧，不告诉硕士干什么用，就让做出这么个东西。刚好硕士是我朋友，最后找到我帮忙……结果这个项目成为我历史上最失败的项目之一，本来一个低端 FPGA就可以搞定的东西，非要用DM642来实现，数据格式转来转去的……最后一个细节没注意到，飞了好几根线。而且总赶时间，板子布局丑得让自己一直 耿耿于怀。正如一个朋友说的，对工程师来说，最痛苦的莫过于做自己不认同的设计。

EP3C10核心板

2010年做的一款 FPGA核心板，使用国内刚上市不久CYCLONE III 系列中的EP3C10，搭配32M的DDR2芯片。板子主要是用于实现一些简单的音、视频处理和数据采集及处理。通过内嵌NIOS软核配合剩余逻辑加上高 速DDR2，再结合NIOS软核特有的C2H硬件加速，可以满足常用的绝大多数中小规模应用需求。

视频叠加板2.0

         这是搭载EP3C10核心板的视频叠加模块，软硬件也都是自己完成的。通过ADV7180和ADV7179来实现视频信号的AD、DA转换，中间通过 FPGA进行处理，叠加用户选定的彩色图形及菜单。该模块有5组RS232接收和4组隔离IO输入。叠加分辨率达到720*576像素，可以实现叠加内容 1像素的上下左右移动。并且可以根据图像背景亮度自动调节叠加图像每个像素点的亮度，即便图像非常复杂并且变化很快，也可以清晰分辨叠加图形，非常适用于 瞄准和跟踪系统应用。另外，该模块还可以通过串口接收用户自编辑的bmp图形文件，进行叠加显示并可存储到串行FLASH中。计划等以后有时间了在板上实 现图像旋转和电子变倍等功能。

智能验钞机算法板

这是我09年在江苏的时候 利用业余时间做的智能验钞机系统硬件，使用CIS传感器扫描钱币在不同光谱下的图像，然后由TMS320DM642对图像进行分析鉴别。算法部分是我现在 所在的清华大学实验室做的。后来还进行过几款基于DM648的验钞机硬件设计，可同时进行双面图像采集并进行处理。

基于OMAP3530的视频系统

这个是新近完成的一个设 计，使用的OMAP3530主芯片。OMAP是前两年TI推出的高性能双核处理器，一个BGA内集成了600M主频的ARM CORTEX-A8 内核和430M的64+ DSP内核，另外还集成有POWERVR SGX 3D加速协处理器。其ARM内核性能是普通ARM9的4倍，DSP内核性能大概相当于一颗600M DM642的处理能力。使用集成LPDDR2和NAND FLASH的MCP存储器和专用电源管理芯片，结构紧凑，功能强大，整体功耗非常低。

设 计采用核心板加底板的结 构，方便以后核心板在其它项目中的应用。项目参考的开发板原理图中有很多错误，而国外的beagleboard开源设计又是采用POP封装，没有网 口，TF卡也不同，差异很大，没有太多可参考的地方。于是需要查看大量数据手册和资料文档才能分析推断出哪些是错误，需要如何修改。上图是第一版设计焊接 装配后的图片，整体还算比较成功，各项功能及接口都验证OK。可惜核心板有一对复位线连反了（图中核心板DSP与电源芯片之间顶层有飞线，很短，不太容易 看出来），留下一点遗憾。

硬 件设计做久了，大多是在 不同的平台间切来换去，重复性的内容也越来越多，新东西和有难度的内容相对就越来越少。为给自己增加一些难度，使自己在有限环境中得到更大的提高，所有的 设计我都是追求一版成功。大量细致的查阅资料、计算、必要的建模和仿真，再加上对设计的认可和感情的投入，我做过的绝大多数硬件设计都是一版成功（即没有 任何飞线）。其实很多人做不到一版成功并不是因为能力不够，而是投入的感情没有到位，或者从根本上对自己的设计不认可……如果对设计或方案本身不认可，那 么即便两三版也难成功，这个相信很多人都深有体会……

上面不少设计我都写成论文给朋友发表应付毕业了，可惜“见不得光”，论文里没有它真正作者的名字（虽然这样的忙自己真帮着很纠结，但朋友苦求之下实属无耐）。希望它们不会怪我……

实验台一角

和 很多痴迷电子的工程师一 样，我的住所也是自己的“贴身实验室”，从螺丝刀到示波器，必须的开发及测试设备虽然简单却也一应俱全，平常用的电子器件和芯片也是大袋小兜的数不尽，单 片机、DSP、FPGA等各类开发板和仿真器也是摆着一堆……这个实验室跟着我东奔西走的一起慢慢成长起来，有些老朋友甚至伴随了自己十来年了。

和 电子接触多了就会觉得电 路设计也是一门艺术。但如果你曾经真的留心过别人设计的电路，而且做过深入的思考，那么，相信你会很赞许我的这个观点。你会从优秀电路中看到一个个巧妙的 构思。像艺术创作一样，从一个人的字画可以窥出一个人的秉性，从一个设计也可以读出设计者的性格，只要你仔细去观察，你能从一幅图看出很多东西，或狭隘或 宽容，或谦卑或豪放，或严谨或敷衍……一个好的设计给人会给人一种舒畅的感觉，你说不出为什么会有这种感觉，但你会相信，这是一个用心创作的设计。你投入 的感情，会读的人能感觉到。

我 是幸运的，因为我的工作 恰恰是我最爱的，而且我工作中前行的方向也与我人生理想的方向一致。我的幸运是在因为在我还不懂得什么是爱的时候已经由于好奇而喜欢上它，而在我的好奇消 褪后，我已经深深的爱上它。是它让我更深刻的理解生命的意义，去追逐生命中值得珍惜的东西……有多少人在离世之前一直没有搞懂自己为什么来到这个世界，是 它让我的生命充实。

笔记

研 发和学习的过程中自己遇 到的困难和解决的方法是自己最宝贵的一手财富，如果不及时记录下来的话，随着时间的推移，那些宝贵的经验很容易成为泡沫。上面图中的文件都是我整理的电子 档笔记，所有都是原创（基本都在网上公布过，有需要的朋友可以邮件索取：zjd01@126.com或37564275@qq.com）。考虑到别人可能 用到比较多的就整理成电子档的发到网上，别人用到比较少的就记在笔记本里，有时也拍成图片配合简要的说明发到网上。有不错的朋友知道我平时比较吝惜时间， 问我为什么会花时间去整理这些笔记，还发到网上。希望看过后面这段话后有同样困惑的朋友能够理解。

经 常自己花几天时间解决一 个问题，问题解决后你这几天时间的价值只在于你解决了这个问题。而如果再多花半天时间把解决问题的思路和方法整理成笔记，然后公布出来，那么可能会帮助成 百上千人，为他们每人节约这几天的时间（对于水平稍差些的人来说时间会更长一些，而且很有可能别人的项目会在这个点上夭折），这样便为社会节约出大量的时 间和精力，这些节约出来的时间和精力可以投入到更新更难的关键点上去。另外，一但无形的经验形成文档或视频等实体，它便成为实实在在的社会财富，即便人没 了，它依旧可以继续发挥它的作用。这样，自己几天的时间加不加这半天，所体现的价值是有天壤之别的，每一个珍惜自己时间和生命的人更应该珍视自己生命的价 值。

几 年前，我曾跟自己说要坚 持每周力所能及的在网上回复两个技术问题的帖子，可后来发现这比较花时间，而且即便多帮人解决几个小问题也没有什么意义。现在电子论坛里小侠们动不动就“ 跪求”、“裸求”，各种各样翻翻书或到网上搜搜就能解决的问题摆着满地都是……为一个人解决问题基本是把自己的时间1比1的换给别人，而这个人绝大多数情 况下不如你更懂得珍惜时间。就如多年前鲁迅说的，学医可以救一两个人，而中国最缺的不是对一两个人的救治。中国的电子工程师缺少的不是知识，而是希望和信 念。如果可以做好自己的事，有自己的一点成果，也过的好一点，那么便能给后来人点一盏实实在在的灯笼，让后来的人能看到前方的希望。我也是在别人一簇簇的 灯光笼罩下一路走过来的，走夜路的人最渴望的就是光，不管它有多弱多远。很多人为我们的行业默默奉献着，在我们前行的路上挂起一串串大大小小的灯笼。网上 数以万计的学习笔记、视频教程，不论知识深浅，都是大家极尽所能点燃的灯。它们就像萤火虫，虽不能照亮整个黑夜，却能给黑夜带去希望。就是因为有了这些 光，不少好学的本科生刚毕业便已经成为某个方向的高手。

经 常会有新入行的网友问我 怎么样才能更好更快的玩转电子。说起来比较简单，唯一的途径就是学习，唯一的捷径就是刻苦学习。不光是我们电子研发这个行业，其他任何行业也是一样，所有 “贪婪的捷径”都是透支将来的和潜在的资源，这种透支往往是我们在以后无法承当的。这就是为什么很多风风光光的人或企业甚至国家嘎然结束了生命，因为他们 前面透支了太多将来所必须的资源，后面没有办法过了。这样的例子太多了。

细想一下，所有与自己付出不符的收益都有着它无形的“补码”，信誉、亲情、友情、爱情……这些无形的“补码”往往是最容易被透支的，在交易的时候我们看不到它的价值甚至感受不到它的存在，而在我们意识到它们的重要性的时候它们已经不存在了。

一 般我们电子工程师每天学 习1个小时可以维持自己不落后；每天学习2个小时可以平稳发展，不频繁换方向的话在4、5年后能取得不错的成绩；每天学习4小时可以在两年后获得质的提 升。另外需要格外注意的是必须重视基础知识。有不少学生埋怨说自己在学校学的东西太理论化，毕业后一点用也没有。而我的切身体验是：大学学过的所有科目几 乎没有我还没用到的，很多时候都后悔自己当初没有理解好，后来需要的时候反倒要花很多的时间去弥补。盖草棚可以马马虎虎的随意打个地基，不打也无妨；而盖 高楼则必须要有坚实的地基，地基不牢的话楼越高则越危险。我们打地基的时候不要去想别家立起的一栋栋小楼，要知道我们自己想要的是什么，如果我们要的是那 种耸入云霄的高楼大厦，必须要花费远多于别人的时间和精力去打基础。

人 生的价值是人生高度对时 间的积分，只有保证高度的持续增长才能最大的发挥自己的价值。不同的行业有不同的特点，就像不同的花有不同的花期。有的花开早，有的花开晚，花形花香也是 千差万别。电子工程师就是那种慢慢舒展的花，生命的最后时刻才是自己生命的巅峰，也是花开的最浓最艳的时候。

最 后再扯几句——科技不单 是第一生产力，更是一个国家立命之本。有人说，现在中国富了，自然就强了。可是科技落后，国防就一定落后。富而不强更容易招来别人的觊觎。有法和道义保护 的时候可以过些安稳日子，**一起便弱肉强食各安天命。向来都是强者生存而不是富者生存。一个国家要想长期生存，就一定要发展科技，当前发展科技一定会优 先发展电子信息技术。因为电子信息技术的发展可以最快最直接的给国防带来质的提升，也会为人们的日常生活提供极大的便捷，又是其他学科发展尖端研究必不可 少的平台基础。

现 在中国普遍存在的一个现 象是，85分的电子工程师和75分的电子工程师，工资待遇差别不会很大，大多集中在10K左右。而95分的电子工程师月薪也只是20K左右。而像管理等行 业，每增加10分需要付出的年分不像我们这样多，而年薪则是指数的上升。我们毕业后奋斗3年时间可以从60分到达75分，月薪从3K涨到10K，然后要奋 斗30年从75到达95分，月薪从10K涨到20K。于是绝大多数电子工程师30岁左右迫于生活压力就转行了，中国电子研发的“中坚力量”就是30岁以下 的年轻主体，还有少数各种原因残遗下来的零散力量。如果电子工程师还像现在一样得不到应有的重视和合理的组织利用，整个行业就会继续浮躁下去。我们用75 分的工程师做出70分的产品（很有代表性的山寨手机），1块钱挣5分钱的利润；老外用90分的工程师做出85分的产品（代表性的IPHONE），1块钱挣 8毛钱的利润。商品15分的差异影响着经济的兴衰，我们可以用大量的包售劳动力来补偿，我们有着“取之不尽、用之不竭”的劳动力和自然资源，我们可以给通 过各种样式的OEM来足不出户就从世界各地来挣取工钱，我们可以廉价出售祖宗留给我们的资源，来换取IPHONE、PSP、单反相机；而国防应用15分的 差异足以决定一个国家的存亡，15分的差距要用同胞的血肉来补偿，我们要用人堆起来去摘天上的F22，用人填满沿海抵挡航母的入侵……

我 们中国的航天和军事成就 向来是国人的骄傲，我们的火箭点火就能上天，我们的飞机一试就能飞……高端进口，低端外包，这“一进一出”架空了我们自主的核心研发力量，自主产权往往只 是一句口头禅……国外今天火箭炸了，明天试飞败了，几乎没有听说过国内失败的消息，看上去顺心，想上去揪心。失败是成功之母，没有失败的成功一定是抱来别 家的孩子。在前进和发展的新东西一定会经历失败，要是总没有失败就说明是在停滞不前。怕死的就不能怕摔，学跑；怕摔的就不能怕死，学睡。于国于己都是这个 道理。希望那些失败的消息只是我们没有听到，而不是不存在……

是 社会价值的导向和我们信 心的缺失把我们的研发力量从30岁截断。随着国家和企业意识的矫正，高水平电子工程师的价值一定会逐渐得到应有的重视。现在有些大中型电子企业的电子硬件 工程师已经出现了100万以上的年薪，不少小企业也出现高于50万的年薪，技术入股更是成为一种普遍现象。相信不久之后，高水平电子工程师肯定能够迎来自 己的高薪时代，不再受缚于生活中方方面面的压力，可以从工作和生活中享受更多的快乐，专心创造更多的价值。

希望有一天我们不用再担心被外国欺负，拥有自己温馨的小家，孩子在家里玩着国产的游戏机，老婆可以跟别人骄傲的说“俺老公是电子工程师”，咱也可以倍儿有面子的在大街上拿一国产手机打电话“喂，……”