[转]工程师是这个星球上最酷的职业！

2018-3-1 11:56:59 2100 工程师职业

0 `本文作者Jack Ganssle为资深嵌入式系统工程师我最近读了一本介绍美国马里兰州重要支流帕塔普斯科河(Patapsco River)历史的书，对人类历史的缓慢进展感到十分惊讶──因为17世纪的农人生活感觉跟几千年前的农耕者好像也没什么不同；对历史上大多数的人来说，日常生活与曾曾祖父母其实是大同小异。直到现在。发生在18世纪中叶的工业革命，把人们从农地移往工厂，并创造了各式各样的消费性产品；但大多数的人们仍然很贫穷。我记得在哪本书上看过，1810年全球有94%的人口处于相当贫困的状态，该比例在今日只有10%。我已故的祖母是1898年生的，她在美国纽约曼哈顿(Manhattan)长大；我曾经问她那时候她家有没有电话，她的回答是她只知道有某个住在曼哈顿岛那一头的人家里有电话。而我记得在1950、60年代，长途电话是连络我爸生意上的紧急状况，或是通知亲友讣告。事实上，那时候在美国是不允许私人拥有电话的，是AT&T (编按：美国第一家电信业者，被称为“Ma Bell”)将电话租给消费者，而现在几乎每个人天天都跟自己的手机形影不离。在我家，经历了三代人，科技从遥不可及成为日常生活的一部分；别说今日的电子设备与1910、1950甚至是1980年代的设备根本不可同日而语，光是那些以电池驱动的便携电脑，在几年前可能就是很多人不曾想象的。在1930年代我还是个孩子的时候，接触到的科技产品是我爸自己做的真空管Heathkit收音机与放大器，是我们家很多年来唯一的音乐来源；我们在1960年那时有了一台电视机，是黑白的，还常常需要一直调整水平/垂直同步控制钮才能显示画面。印象中我们有的第一台晶体管设备，是1960年代中期我自己做的Heathkit对讲机。我成为工程师的前一年，英特尔(Intel)发表首颗成功商用的微处理器；那款革命性的8008处理器组件，从很多面向创造了整个嵌入式系统产业。8008芯片还需要许多其他电子组件的搭配，才能执行有用的工作；要有一片布满逻辑组件的电路板，才能让它拥有执行软件的能力，而且还需要另一片布满芯片的板子当作RAM (通常是4KB)，以及额外的EPROM来储存程序。那时的EPROM是1702，是有一扇石英小窗的256byte (不要怀疑，没写错) ROM (如下图)；将该芯片暴露于紫外光下15分钟，就能清除内部储存进行重新编程。我们有一款早期的8008产品需要4KB的程序储存空间(也就是说要16颗EPROM芯片！)，该组件支持浮点线性回归(floating-point linear regression)，并以几十微秒(microsecond)的速率实时撷取数据。以现在的币值来算，一颗8088 (只有芯片本身)就要价约650美元。现在，四十多年过去了，软件程序大小通常是MB (megabyte)等级，单一颗微控制器芯片内就可提供完整的运算、内存等所有必备功能，而且尺寸小巧。在1970年代初期，5MB的硬盘机一个就要5,000美元(搭配一个抽取式14吋托盘)，而现在则是50美元就能买到TB (terabyte)容量的硬盘机。 1970年代的个人计算机科技领域的改变有多么大！但是很多其他专业领域并非如此，我有个兄弟是珠宝批发商，他说他的生意跟四十年前比起来几乎没什么变化，除了实体珠宝商店的数量因为在线购物而减少；我还有另一个兄弟是哲学家，则是利用现代化的工具来阐述古老的思想。电子工程是一个只有“变化”是永恒不变的领域，有些人声称这个领域每两年会重新改造一次，但这是个只考虑到我们的知识基础有多少程度维持不变的愚蠢想法。马克士威定律(Maxwell’s Laws)、克希荷夫定律(Kirchhoff)、笛摩根定律(De Morgan)、晶体管理论…等等许多对我们的工作来说是基础的科目，跟我们在大学里学的几乎相同。但是，技术本身是以令人眼花撩乱的步伐在演进，像是上面那张图片里的大型主机，现在完全可以塞进比指甲盖还小的芯片里，而且价格不再是动辄数百万美元，今日这些芯片的价格便宜到能拿来当做免费赠品。要指出我们的技术有哪一些是完全没变并不容易，就算是最不起眼的电阻，现在是0302薄膜组件；超级电容则能提供好几法拉的大电容量。而四层PCB曾经是难以想象，有数十层结构的电路板在目前并不罕见；更别说埋孔(buried vias)…谁在四十年前梦想过这种结构？嵌入式软件也有改变；在1970年代是汇编语言的天下，C与C++语言则是目前的主流；有人可能会说，C语言自1990年代崛起之后就一直停滞不前，不过韧体生态系统与一年前也大不相同。今日人们可以用合理的套件价格取得如图形用户界面(GUI)、文件系统…等等好用的软件组件；有静态分析工具能自动纠错，还有其他工具能产生单元测试。我们以往在开发程序、修补二进制代码时习惯利用纸磁带(reassembling)来大量储存以节省时间，现在则有酷炫的整合开发环境(IDE)，能以图形显示那些任务在何时执行，或是从一个以每秒上百万指令集速度执行的处理器撷取追踪数据。嵌入式系统一直以来都像是小镇里被忽视的孩子，所有的技术光辉都集中在PC、平板装置等产品上；要设计平板装置的SoC芯片，需要行数以亿计的硬件描述语言(HDL)，这是惊人的工程成就，但对我来说，更令人兴奋的是市面上那些廉价却能提供迷人性能的32位MCU。我们正处于历史的奇异点(singular point)，至少在嵌入式技术发展史上；今日那些既便宜、性能又强的32位MCU，不但内建海量存储器、数量惊人的周边，还能具备超低功耗特性，以及各种通讯I/O与基础功能，正在重新定义我们这个业务的本质。还有别忘了现在有大量可用的传感器──以往的陀螺仪组件不但尺寸很大、很耗电、价格也很高，现在只要几块钱就买得到；长期以来，市场都渴望能拥有价格超低、能几年不用换电池，又能将数据从各种地方传输到指定位置的装置，相关技术已经到位，而且预期我们可以看到一些非常酷的产品问世。想想以上这些我在职业生涯观察到的种种变化，让我相信，工程师是这个星球上最棒的职业！ ` 1
2018-3-1 11:56:59　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 工程师是这个星球上最棒的职业！ 3216 • 嘿，你知道电子工程师这个职业是怎么来的吗？ 1791 • 工程师的职业总结 1794 • 硬件工程师是门槛很高的职业 1471 • 维护工程师的职业规划 4829 • 工程师的职业素养有哪些 10803 • 前端工程师的职业规划 4220 • 如何看待设计工程师的职业道路？ 2519 • 软件工程师的职业前景如何 16775 • 工程师的职业规划 5390