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硬件工程师培训教程(15个doc)5硬件工程师培训教程(二)第二节计算机的体系结构一台计算机由硬件和软件两大部分组成。

硬件是组成计算机系统的物理实体,是看得见摸得着的部分。

从大的方面来分,硬件包括CPU(Central Processing Unit ——中央处理器)、存储器和输入/输出设备几个部分。

CPU 负责指令的执行,存储器负责存放信息(类似大脑的记忆细胞),输入/输出设备则负责信息的采集与输出(类似人的眼睛和手)。

具体设备如我们平常所见到的内存条、显卡、键盘、鼠标、显示器和机箱等。

软件则是依赖于硬件执行的程序或程序的集合。

这是看不见也摸不着的部分。

一、Von Neumann (冯. 诺依曼)体系结构Von Neumann 体系结构是以数学家John Von Neumann 的名字命名的,他在20 世纪40年代参与设计了第一台数字计算机ENIAC 。

Von Neumann 体系结构的特点如下:·一台计算机由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备5 大部分组成。

·采用存储程序工作原理,实现了自动连续运算。

存储程序工作原理即把计算过程描述为由许多条命令按一定顺序组成的程序,然后把程序和所需的数据一起输入计算机存储器中保存起来,工作时控制器执行程序,控制计算机自动连续进行运算。

Von Neumann 体系结构存在的一个突出问题就是,外部数据存取速度和CPU 运算速度不平衡,不过可以通过在一个系统中使用多个CPU 或采用多进程技术等方法来解决。

二、CPUCPU 是计算机的运算和控制中心,其作用类似人的大脑。

不同的CPU 其内部结构不完全相同,一个典型的CPU 由运算器、寄存器和控制器组成。

3 个部分相互协调便可以进行分析、判断和计算,并控制计算机各部分协调工作。

最新的CPU 除包括这些基本功能外,还集成了高速Cache(缓存)等部件。

三、存储器每台计算机都有3 个主要的数据存储部件:主存储器、高速寄存器和外部文件存储器。

硬件设计与工程培训资料

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电子技术的应用领域
列举电子技术在通信、计算机、控制等领域的广 泛应用。
3
电子技术与相关学科的关系
阐述电子技术与物理学、数学、材料学等学科的 联系。
硬件设计原则
可靠性原则
确保硬件系统稳定、可靠地运行,降低故障率 。
实时性原则
满足系统对实时响应和处理能力的要求。
可扩展性原则
设计易于扩展和升级的硬件系统,以适应未来 技术发展。
硬件调试与测试
介绍硬件调试的方法和步骤,包括电源电路调试、信号电路调试、功能验证等;讲解测试方案的 设计和实施,包括性能测试、可靠性测试等。
硬件故障排查与维修
分析硬件故障的常见原因及排查方法,介绍维修工具和维修流程,提高维修效率和成功率。
硬件设计案例分析
消费电子产品设计案例
以智能手机、平板电脑等消费电子产 品为例,分析其硬件设计方案和关键 技术实现。
从实战角度出发,全面介绍了PCB设计的流 程、技巧和注意事项。
THANKS
挑战分析
技术更新换代速度快,需不断学 习和掌握新技术;同时,硬件设 计需考虑更多安全性和可靠性问 题,对设计师提出更高要求。
06
总结回顾与拓展学习资源推 荐
关键知识点总结回顾
01
02
03
04
硬件设计基本原理
包括电路基础、数字电路与模 拟电路等。
硬件描述语言
如VHDL、Verilog等,用于 硬件电路设计与模拟。
硬件设计工具
介绍常用的硬件设计工具,如Altium Designer、Cadence 等,包括原理图设计、PCB布局布线、仿真验证等功能模块 。
硬件设计流程
详细阐述硬件设计的整个流程,从需求分析、方案设计到原 理图设计、PCB制作、样机调试等各个环节。

硬件工程师培训教程(十五)

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硬件工程师培训教程(十五)4.SiS 芯片组(1)SiS 5591SiS 5591 芯片组由北桥SiS 5591 和南桥SiS 5595 组成。

支持1MB L2 Cache 、3 组168pin DIMM(最大768MB)、最多5 组PCI 插槽、AGP 1X/2X 、PC'98 中ACPI 规范、UDMA/33 和83.3MHz 外频。

此外该芯片组还支持同步和非同步PCI 时钟频率输出,保证即使在75MHz 和83.3MHz 外频下PCI 时钟仍为33.3MHz,从而提高系统的稳定性。

(2)SiS 620/530这两款芯片组内建了SiS 6326 显示芯片核心,支持100MHz 外频、最大1.5GB 的SDRAM 内存、UDMA/66 、4 个USB 接口、 AGP 2x 。

SiS 620 的北桥芯片名为SiS 620,SiS 530 的北桥芯片名为SiS 530,它们的南桥芯片都为SiS 5595 。

不同之处是SiS 530芯片组用于Socket 7 架构,SiS 620 芯片组用于Slot 1 和Socket 370 架构。

(3)SiS 630/540SiS 630/540 的一大特点是将南、北桥芯片整合成了单一芯片,此外再配备一个SiS 950 超级I/O芯片。

这样做的结果是成本更低,而且更节省主板空间。

该芯片组还集成了SiS 300 图形芯片核心、10/100MB 以太网卡、1MB HomePNA 、3D 音效处理芯片等,显示了整合芯片组的一大潮流。

SiS 630/540 支持DVD 硬解压,能提供流畅的DVD 播放效果。

其内建的128bit 2D/3D 图形加速芯片SiS 300 的显示性能超过i810 芯片组中集成的i752 。

此外,通过搭配SiS 301 附加卡,还可提供对双显示器和液晶显示器的支持。

SiS 630 和SiS 540 的不同之处是SiS 630 适用于Slot 1 和Socket 370 架构,支持133MHz 外频。

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硬件工程师培训教程(九)硬件工程师培训教程(九)第三章 主板综述主板(Mother Board,也叫Main Board 或System Board)是一台PC 的主体所在,主板完成电脑系统的管理和协调,支持各种CPU 、功能卡和各总线接口的正常运行。

它是PC 机的“总司令部”,主板所用的芯片组、IOS 、电源器件和布线水平等决定了它的“级别”。

平时我们所说的386 、486 和Pentium电脑等,其判断的标准就是机器所用的主板和CPU 。

换句话说,若换上不同的主板和CPU,电脑就可以从486 变成Pentium Ⅲ,其他附件如显示器、声卡和键盘等基本上可以通用。

第一节 主板的组成在介绍主板的性能和特点之前,有必要先简单介绍一下主板的各主要组成部分。

主板的外形多为矩形印刷电路板(PCB ——Printed Circuit Board),集成有芯片组、各种I/O 控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯接插件、扩展槽、主板和电源接口等元器件。

1.CPU 插槽:CPU 插槽主要分Socket 和Slot 两种。

Socket 插槽包括Intel Pentium 、Pentium MMX 、AMD K6-2 和K6-3 等CPU 专用的Socket 7 插座;Intel Pentium Ⅲ Coppermine 、Celeron Ⅱ(这不是Intel 的官方命名,但为了和以前的两款Celeron 相区别,我们暂时这样称呼)、Cyrix Ⅲ等专用的Socket 370;AMD Duron 和Thunderbird 用的Socket A 。

Slot 插槽包括Intel Pentium Ⅱ和Pentium Ⅲ专用的Slot 1 插槽和AMD Athlon 使用的Slot A 插槽。

2.芯片组:芯片组由North Bridge(北桥)芯片和South Bridge(南桥)芯片组成。

北桥是CPU 与外部设备之间的联系纽带,AGP 、DRAM 、PCI 插槽和南桥等设备通过不同的总线与它相连。

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硬件工程师培训教程(15个doc)硬件工程师培训教程(七)第六节新款CPU 介绍一、I ntel 公司的新款C P U1 .P Ⅲ C o p p e r m i n e(铜矿)处理器2000 年最惹人注目的莫过于Intel 公司采用0.18 微米工艺生产的P Ⅲ Coppermine 处理器了。

尽管Intel 公司早在1 9 99 年10 月25 日便发布了这款代号为Coppermine 的Pentium Ⅲ处理器,但其真正的普及是在2 0 00 年。

虽然取名为“铜矿”,C o p p e r m i ne 处理器并没有采用新的铜芯片技术制造。

从外形上分析,采用0.18 μm工艺制造的Coppermine 芯片的内核尺寸进一步缩小,虽然内部集成了256KB 的全速On- D i e L 2 C a c he,内建 2 8 10 万个晶体管,但其尺寸却只有 1 0 6 mm 2 。

从类型上分析,新一代的 C o p p e r m i ne 处理器可以分为 E 和EB 两个系列。

E 系列的 C o p p e r m i ne 处理器采用了0 .18 μm工艺制造,同时应用了I n t el 公司新一代O n -D ie 全速2 5 6 K B L 2 C a c h e;而EB 系列的C o p p e r m i ne 不仅集合了0.18 μm制造工艺、O n -D ie 全速 2 5 6 K B L 2 C a c he,同时还具有1 3 3 M Hz 的外频速率。

从技术的角度分析,新一代C o p p e r m i ne 处理器具有两大特点:一是封装形式的变化。

除了部分产品采用S E C C2 封装之外,I n t el 也推出了F C -P GA 封装及笔记本使用的MicroPGA 和B GA 封装;二是制造工艺的变化。

C o p p e r m i ne 处理器全部采用了0.18 μm制造工艺,其核心工作电压降到了1. 6 5 V (S E C C 2)和1 .6 V (F C -P G A),与传统的P Ⅲ相比大大降低了电能的消耗和发热量。

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原理图设计
掌握电路原理图的设计规范,熟练使用原理图设计 工具,如Altium Designer、Cadence等。理解电 路元件的电气特性和封装要求,能够独立完成复杂 电路的原理图设计。
PCB布局布线
熟悉PCB设计流程和规范,掌握PCB布局布线的基 本原则和技巧。能够合理规划PCB板层结构,优化 布线方案,提高PCB板的性能和可靠性。
智能音箱硬件设计
包括音频处理、语音识别、网络通信等核心技术。
智能照明系统硬件设计
涉及LED驱动、光感传感器接口、无线通信等关键技术。
智能安防系统硬件设计
涵盖摄像头接口、图像处理、报警装置等核心技术。
汽车电子领域硬件技术应用
汽车ECU硬件设计
包括微控制器选型、模拟信号处理、CAN总线通信等关键技术。
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目录
• 硬件基础知识 • 硬件设计技能 • 嵌入式系统开发能力 • 测试与验证方法 • 行业应用案例分析 • 职业发展规划与建议
01
硬件基础知识
Chapter
电子元件与电路
01
电阻、电容、电感 等基本电子元件的 工作原理与特性
02
欧姆定律、基尔霍 夫定律等电路基本 定律的应用
学习如何根据实际需求选择合适的 RTOS产品,并掌握RTOS评估方 法与标准。
RTOS选型与评估
掌握基于特定RTOS的应用开发方 法,包括任务管理、内存管理、中 断处理、时间管理等。
RTOS应用开发
学习RTOS性能优化的常用方法, 如任务优先级调整、内存分配策略 优化等,并掌握RTOS调试技巧与 工具。
ABCD
嵌入式应用软件设计
学习嵌入式应用软件的设计原则与方法,包括模 块化设计、面向对象设计等。

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硬件工程师培训教程(15个doc)3硬件工程师培训教程(三)第一节 CPU 的历史CPU 从最初发展至今已经有20 多年的历史了,这期间,按照其处理信息的字长,C PU 可以分为4 位微处理器、8 位微处理器、16 位微处理器、32 位微处理器以及64 位微处理器等等。

在风起云涌的IT 业界,PC 机CPU 厂商主要以I n t el 、AMD 和V I A(威盛)三家为主,我们将以他们的产品为介绍重点。

一、Intel 阵营I n t e l(英特尔)公司大家已经是如雷贯耳,不管你是否为计算机高手,也不管你是否是业内人士,只要你知道计算机这个词,对I n t el 就一定不会陌生。

I n t el 是全世界硬件行业的老大,是世界上最大的芯片生产商和制造商。

提到I n t el 公司就不能不谈谈I n t e l C PU 芯片的发展历程。

按照国际上目前比较能够得到业内认同的说法,I n t el 的CPU 芯片主要经历了以下几个发展阶段:1 .I n t e l 4 0 041971 年,Intel 公司推出了世界上第一款微处理器4004 。

这是第一个用于个人计算机的4 位微处理器,它包含2 3 00 个晶体管,由于性能很差,市场反应冷淡。

2 .I n t e l 8 0 8 0 /8 0 85在4 0 04 之后,I n t el 公司又研制出了8080 处理器和8 0 85 处理器,加上当时美国M o t o r o la 公司的M C 6 8 00 微处理器和Z i l og 公司的Z80 微处理器,一起组成了8 位微处理器家族。

3 .I n t e l 8 0 8 6 /8 0 8816微处理器的典型产品是I n t el 公司的8086 微处理器,以及同时生产出的数学协处理器,即8087 。

这两种芯片使用互相兼容的指令集,但在8 0 87 指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算的指令。

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硬件工程师培训教程(15个doc)1硬件工程师培训教程(一)硬件工程师培训教程(一)第一章计算机硬件系统概述要想成为一名计算机硬件工程师,不了解计算机的历史显然不行。

在本书的第一章中,我们将带你走进计算机硬件世界,去回顾计算机发展历程中的精彩瞬间。

第一节计算机的发展历史现代电子计算机技术的飞速发展,离不开人类科技知识的积累,离不开许许多多热衷于此并呕心沥血的科学家的探索,正是这一代代的积累才构筑了今天的“信息大厦”。

从下面这个按时间顺序展现的计算机发展简史中,我们可以感受到科技发展的艰辛及科学技术的巨大推动力。

一、机械计算机的诞生在西欧,由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革,极大地促进了自然科学技术的发展,人们长期被神权压抑的创造力得到了空前的释放。

而在这些思想创意的火花中,制造一台能帮助人进行计算的机器则是最耀眼、最夺目的一朵。

从那时起,一个又一个科学家为了实现这一伟大的梦想而不懈努力着。

但限于当时的科技水平,多数试验性的创造都以失败而告终,这也就昭示了拓荒者的共同命运: 往往在倒下去之前见不到自己努力的成果。

而后人在享用这些甜美成果的时候,往往能够从中品味出汗水与泪水交织的滋味……1614 年:苏格兰人John Napier(1550 ~1617 年)发表了一篇论文,其中提到他发明了一种可以进行四则运算和方根运算的精巧装置。

1623 年:Wilhelm Schickard(1592 ~1635 年)制作了一个能进行6 位数以内加减法运算,并能通过铃声输出答案的“计算钟”。

该装置通过转动齿轮来进行操作。

1625 年:William Oughtred(1575 ~1660 年)发明计算尺。

1668 年:英国人Samuel Morl(1625 ~1695 年)制作了一个非十进制的加法装置,适宜计算钱币。

1671 年:德国数学家Gottfried Leibniz 设计了一架可以进行乘法运算,最终答案长度可达16位的计算工具。

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康耘电子硬件工程师培训教材嵌入式高级班培训教材硬件工程师硬件工程师培训教材培训教材西安康耘电子有限责任公司Xi’an Canwin Electronic Co.,Ltd.1本手册版权归西安康耘电子有限责任公司所有,未经康耘电子同意,任何单位和个人不得擅自抄录本手册或全部以任何形式用于商业目的,但可以自由传播。

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本手册编制过程中个别电路及程序参考了相关资料,在手册中都给出了说明,感谢这些资料的提供者!版权所有Copyright©2008 西安康耘电子有限责任公司 Copyright©2008 Xi’an Canwin Electronics Co.,Ltd. All Rights Reserved2目 录第一部分 扩充知识9第一部分第1章常用电路元件9、电容与二极管9电阻、1.1电阻1.2功率电子器件12 1.2.1功率电子器件及其应用要求12 1.2.2功率电子器件12 1.3数字电位器15 1.4基准电源芯片18 1.5多路模拟开关20 1.6可编程运算放大器23(V/I)24 1.7电压/电流变换器电流变换器(1.8模拟信号放大器26 1.8.1集成运算放大器OP07 26 1.8.2测量放大器27第2章存储器类型及扩展302.1基础知识30 2.2闪存33 2.3闪存卡35 2.3.1SD卡36 2.3.2CF卡37第3章开关电源技术393.1开关电源原理39 3.2开关电源的电路组成39 3.2.1输入电路的原理及常见电路40 3.2.2功率变换电路41 3.2.3输出整流滤波电路43 3.2.5短路保护电路45 3.2.6输出端限流保护47 3.2.7输出过压保护电路的原理4733.2.8功率因数校正电路49 3.2.9输入过欠压保护49第4章总线技术514.1内部总线51 4.2系统总线52 4.3外部总线53 4.4CAN总线54 4.4.1CAN总线简介及其特点54 4.4.2CAN总线通信介质访问控制方式55 4.4.3应用技术56 4.5以太网58 4.6无线通信技术59第5章常用传感器645.1传感器分类64 5.2温度传感器65 5.2.1热敏电阻65 5.2.2热电偶66 5.2.3其它常用温度传感器69 5.3光电式传感器70 5.3.1光与光电效应70 5.33.光敏电阻72 5.3.4光敏管72 5.3.5热释电传感器(PIR)73 5.3.5光电检测的组合形式74 5.4超声波传感器75 5.5压力传感器77 5.6气体检测电路79 5.7湿度检测技术81 5.8干扰的抑制技术83第6章遥控技术856.1红外遥控85 6.2无线遥控9145第二部分第二部分 PROTEL DXP PROTEL DXP94 第1章 芯片封装形式的特点和优点 94 第2章 绘制单片机试验板98 2.1 原理图设计98 2.1.1 新建PCB 工程 100 2.1.2 新建原理图文件 102 2.1.3 设置原理图纸张大小 102 2.1.4 放置元件103 2.1.5 A T89C51的电路连接 111 2.1.6 555连接电路 116 2.1.7 复位电路 117 2.1.8串行接口电路117 2.1.9 重新编排元件序号和ERC 检查 118 2.2 PCB 设计120 2.2.1 元件的PCB 封装准备 120 2.2.2 PCB 生成向导 130 2.2.3 PCB 元件布局 133 2.2.4 布线 136 2.2.5 补泪滴 137 2.2.6 敷铜138 2.2.7 电路DRC 检验 139 第3章 高级实例140 3.1 总体方案介绍 140 3.2 层次原理图设计 140 3.3 主原理图设计141 3.3.1 元件集成库的创建141 3.3.2 S3C44B0核心板的原理图设计 146 3.4 子原理图设计158 3.4.1 “STEPMOTOR.SCHDOC ”子原理图 158 3.4.2 CAN 总线接口子原理图绘制 162 3.5 PCB 设计168 3.5.1 绘制S3C44B0芯片的PCB 封装 168 3.5.2 PCB 生成向导170 3.5.3 工作层面的说明和设置1716第4章 常用操作 176 4.1 原理图打印 1764.2 自动更新功能 177 4.3 PCB 图的打印 178 4.4 生成元件清单180 第5章 数字电路的抗干扰方法 182 5.1 形成干扰的基本要素 182 5.2 抗干扰设计的基本原则 182 5.2.1 抑制干扰源182 5.2.2 切断干扰传播路径183 5.2.3 提高敏感器件的抗干扰性能 183 5.3 PCB 设计的一般原则 184 5.4 PCB 及电路抗干扰措施 185 第三部分第三部分 FPGA/CPLD FPGA/CPLD 技术 187 第1章 基本概念187 1.1 V ERILOG HDL 的基本知识 187 1.2 V ERILOG HDL 的历史 188 1.3 总结 192 第2章 HDL 指南 195 2.1 模块 195 2.2 时延196 2.3 数据流描述方式 196 2.4 行为描述方式 198 2.5 结构化描述形式 200 2.6 混合设计描述方式 202 2.7 设计模拟203 第3章 VERILOG VERILOG 语言要素 207 3.1 标识符207。

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本手册编制过程中个别电路及程序参考了相关资料,在手册中都给出了说明,感谢这些资料的提供者!版权所有Copyright©2008 西安康耘电子有限责任公司 Copyright©2008 Xi’an Canwin Electronics Co.,Ltd. All Rights Reserved2目 录第一部分 扩充知识9第一部分第1章常用电路元件9、电容与二极管9电阻、1.1电阻1.2功率电子器件12 1.2.1功率电子器件及其应用要求12 1.2.2功率电子器件12 1.3数字电位器15 1.4基准电源芯片18 1.5多路模拟开关20 1.6可编程运算放大器23(V/I)24 1.7电压/电流变换器电流变换器(1.8模拟信号放大器26 1.8.1集成运算放大器OP07 26 1.8.2测量放大器27第2章存储器类型及扩展302.1基础知识30 2.2闪存33 2.3闪存卡35 2.3.1SD卡36 2.3.2CF卡37第3章开关电源技术393.1开关电源原理39 3.2开关电源的电路组成39 3.2.1输入电路的原理及常见电路40 3.2.2功率变换电路41 3.2.3输出整流滤波电路43 3.2.5短路保护电路45 3.2.6输出端限流保护47 3.2.7输出过压保护电路的原理4733.2.8功率因数校正电路49 3.2.9输入过欠压保护49第4章总线技术514.1内部总线51 4.2系统总线52 4.3外部总线53 4.4CAN总线54 4.4.1CAN总线简介及其特点54 4.4.2CAN总线通信介质访问控制方式55 4.4.3应用技术56 4.5以太网58 4.6无线通信技术59第5章常用传感器645.1传感器分类64 5.2温度传感器65 5.2.1热敏电阻65 5.2.2热电偶66 5.2.3其它常用温度传感器69 5.3光电式传感器70 5.3.1光与光电效应70 5.33.光敏电阻72 5.3.4光敏管72 5.3.5热释电传感器(PIR)73 5.3.5光电检测的组合形式74 5.4超声波传感器75 5.5压力传感器77 5.6气体检测电路79 5.7湿度检测技术81 5.8干扰的抑制技术83第6章遥控技术856.1红外遥控85 6.2无线遥控9145第二部分第二部分 PROTEL DXP PROTEL DXP94 第1章 芯片封装形式的特点和优点 94 第2章 绘制单片机试验板98 2.1 原理图设计98 2.1.1 新建PCB 工程 100 2.1.2 新建原理图文件 102 2.1.3 设置原理图纸张大小 102 2.1.4 放置元件103 2.1.5 A T89C51的电路连接 111 2.1.6 555连接电路 116 2.1.7 复位电路 117 2.1.8串行接口电路117 2.1.9 重新编排元件序号和ERC 检查 118 2.2 PCB 设计120 2.2.1 元件的PCB 封装准备 120 2.2.2 PCB 生成向导 130 2.2.3 PCB 元件布局 133 2.2.4 布线 136 2.2.5 补泪滴 137 2.2.6 敷铜138 2.2.7 电路DRC 检验 139 第3章 高级实例140 3.1 总体方案介绍 140 3.2 层次原理图设计 140 3.3 主原理图设计141 3.3.1 元件集成库的创建141 3.3.2 S3C44B0核心板的原理图设计 146 3.4 子原理图设计158 3.4.1 “STEPMOTOR.SCHDOC ”子原理图 158 3.4.2 CAN 总线接口子原理图绘制 162 3.5 PCB 设计168 3.5.1 绘制S3C44B0芯片的PCB 封装 168 3.5.2 PCB 生成向导170 3.5.3 工作层面的说明和设置1716第4章 常用操作 176 4.1 原理图打印 1764.2 自动更新功能 177 4.3 PCB 图的打印 178 4.4 生成元件清单180 第5章 数字电路的抗干扰方法 182 5.1 形成干扰的基本要素 182 5.2 抗干扰设计的基本原则 182 5.2.1 抑制干扰源182 5.2.2 切断干扰传播路径183 5.2.3 提高敏感器件的抗干扰性能 183 5.3 PCB 设计的一般原则 184 5.4 PCB 及电路抗干扰措施 185 第三部分第三部分 FPGA/CPLD FPGA/CPLD 技术 187 第1章 基本概念187 1.1 V ERILOG HDL 的基本知识 187 1.2 V ERILOG HDL 的历史 188 1.3 总结 192 第2章 HDL 指南 195 2.1 模块 195 2.2 时延196 2.3 数据流描述方式 196 2.4 行为描述方式 198 2.5 结构化描述形式 200 2.6 混合设计描述方式 202 2.7 设计模拟203 第3章 VERILOG VERILOG 语言要素 207 3.1 标识符2073.2注释208 3.3格式208 3.4系统任务和函数208 3.5编译指令208 3.6值集合212 3.7数据类型214 3.7.1线网类型214 3.7.2未说明的线网217 3.7.3向量和标量线网217 3.7.4寄存器类型217 3.8参数221表达式222第4章 表达式4.1操作数222 4.2操作符225 4.3表达式种类232门电平模型化233第5章 门电平模型化5.1内置基本门234 5.2多输入门234 5.3多输出门236 5.4三态门237、下拉电阻238上拉、5.5上拉5.6MOS开关238 5.7双向开关240 5.8门时延240 5.9实例数组241 5.10隐式线网242 5.11简单示例242 5.122-4解码器举例243 5.13主从触发器举例244 5.14奇偶电路245第6章 用户定义的原语用户定义的原语247 6.1UDP的定义24776.2组合电路UDP 247 6.3时序电路UDP 249 6.4另一实例251 6.5表项汇总25189第一部分第一部分 扩充知识扩充知识第1章 常用常用电路电路电路元件元件1.1 电阻、电容与二极管1、电阻电阻在选择电阻器的阻值时,应根据设计电路时理论计算电阻值,在最靠近标称值系列中选用。

硬件工程师培训教程(15个doc)23

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硬件工程师培训教程(15个doc)23硬件工程师培训教程(十四)3.VIA 芯片组(1)MVP4MVP4 芯片组曾被IT 业界赞誉为Socket 7 平台的“完美终结版”。

VIA MVP4 芯片组支持100MHz 前端总线频率,最大可支持768MB PC100 SDRAM 。

北桥芯片编号为VT82C501,南桥芯片编号为VT82C686 。

VT82C501 采用492 引脚BGA 封装 (0.25 微米工艺制造),集成了AGP 接口的Blade3D 显示芯片。

VT82C686 采用352 引脚BGA 封装(0.35 微米工艺制造),集成了超级I/O 控制(包括软驱、并口、串口、红外线传输接口)、ATA-66(UDMA/66)、USB 接口及硬件监测(Hardware Monitoring)等功能。

此外,MVP4 还是最早具备DVD 硬件加速功能的芯片组。

(2)Apollo ProApollo Pro 是VIA 公司开发的类似440BX 的芯片组。

VIA 凭借该芯片组一举打破了Intel 独占P Ⅱ级芯片组的局面。

Apollo Pro 的功能与440BX 类似,但价格更低,它支持100MHz 外频、允许不同种类的内存共用,同时对CPU 访问AGP 作了优化。

北桥芯片VT82C691 采用492 引脚的BGA 封装,可以支持单个CPU(包括Pentium Ⅱ、Celeron 及Pentium Pro),CPU 主频可以支持到450MHz 。

同时支持SDRAM 内存(最大可扩展到1GB)、SBA(Side Band Addressing:边带寻址)模式,并符合AGP V1.0 和PCI V2.1 标准。

南桥VT82C596 采用324 引脚的BGA 封装,内建EIDE 控制器,支持UDMA/33 、PCI-to-ISA 桥、双端口USB 控制器和PC'98标准(包括ACPI 1.0 和APM 1.2)。

硬件工程师培训教程(15个doc)6

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硬件工程师培训教程(15个doc)6硬件工程师培训教程(五)第二节 CPU 的制造工艺CPU 从诞生至今已经走过了20 余年的发展历程,C PU 的制造工艺和制造技术也有了长足的进步和发展。

在介绍C PU 的制造过程之前,有必要先单独地介绍一下C PU 处理器的构造。

从外表观察,C PU 其实就是一块矩形固状物体,通过密密麻麻的众多管脚与主板相连。

不过,此时用户看到的不过是C PU 的外壳,用专业术语讲也就是C PU 的封装。

而在CPU 的内部,其核心则是一片大小通常不到1/4 英寸的薄薄的硅晶片(英文名称为D ie,也就是核心的意思,P Ⅲ C o p p e r m i ne 和Duron 等C PU 中部的突起部分就是Die)。

可别小瞧了这块面积不大的硅片,在它上面密不透风地布满了数以百万计的晶体管。

这些晶体管的作用就好像是我们大脑上的神经元,相互配合协调,以此来完成各种复杂的运算和操作。

硅之所以能够成为生产CPU核心的重要半导体素材,最主要的原因就是其分布的广泛性且价格便宜。

此外,硅还可以形成品质极佳的大块晶体,通过切割得到直径8 英寸甚至更大而厚度不足1 毫米的圆形薄片,也就是我们平常讲的晶片(也叫晶圆)。

一块这样的晶片可以切割成许多小片,其中的每一个小片也就是一块单独C PU 的核心。

当然,在执行这样的切割之前,我们也还有许多处理工作要做。

Intel 公司当年发布的4004 微处理器不过2300 个晶体管,而目前P Ⅲ铜矿处理器所包含的晶体管已超过了2000 万个,集成度提高了上万倍,而用户却不难发现单个CPU 的核心硅片面积丝毫没有增大,甚至越变越小,这是设计者不断改进制造工艺的结果。

除了制造材料外,线宽也是CPU 结构中的重要一环。

线宽即是指芯片上的最基本功能单元门电路的宽度,因为实际上门电路之间连线的宽度同门电路的宽度相同,所以线宽可以描述制造工艺。

缩小线宽意味着晶体管可以做得更小、更密集,可以降低芯片功耗,系统更稳定,C PU 得以运行在更高的频率下,而且可使用更小的晶圆,于是成本也就随之降低。

硬件设计工程师培训方案

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硬件设计工程师培训方案一、前言硬件设计工程师是现代工程领域中的重要岗位之一,他们承担着设计、开发、调试和维护各种电子产品的工作。

硬件设计工程师需要具备扎实的电子电路和模拟数字信号处理知识,熟练掌握硬件设计工具和设备的使用,具有较强的创新能力和解决问题的能力。

为了满足市场对硬件设计工程师的需求,本培训方案旨在帮助学员系统地掌握硬件设计的专业知识和技能,进一步提高其实际工作能力。

二、培训目标1. 掌握电子电路原理和模拟数字信号处理知识,能够熟练进行电路设计和分析;2. 熟悉各类硬件设计工具的使用,能够独立进行硬件设计和开发工作;3. 具备一定的团队协作能力和沟通能力,能够与软件工程师、市场人员等协同工作;4. 具备市场洞察和创新意识,能够设计出具有竞争力的产品。

三、培训内容1. 电子电路原理及应用1.1 电子基本元件及特性1.2 电路分析与设计方法1.3 模拟信号处理技术1.4 数字信号处理技术2. PCB设计与制作2.1 PCB设计流程及软件介绍2.2 PCB布线规则及技巧2.3 PCB制作工艺及设备3. 单片机及嵌入式系统3.1 单片机原理及应用3.2 嵌入式系统设计方法3.3 嵌入式软硬件协同设计4. FPGA/ASIC设计4.1 FPGA/ASIC原理及应用4.2 Verilog/VHDL语言及应用4.3 FPGA/ASIC设计流程及工具介绍5. 电源系统设计5.1 开关电源原理及设计5.2 线性电源设计方法5.3 电源管理芯片应用技术6. 无线通信技术6.1 RF基础知识及无线通信原理6.2 无线通信模块选型与应用6.3 无线通信系统调试与优化7. 硬件测试与调试7.1 设备测试方法及工具介绍7.2 故障排除与调试技巧7.3 硬件性能优化方法8. 产品开发流程与项目管理8.1 产品开发流程及规范8.2 项目管理工具及方法8.3 项目风险分析与控制四、培训方式1. 理论讲座:通过专业讲师进行理论知识的讲解和案例分析,帮助学员深入理解硬件设计的基本原理。

【工程管理】硬件工程师培训教程(15个doc)

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硬件工程师培训教程(15个doc)部门: xxx时间: xxx整理范文,仅供参考,勿作商业用途硬件工程师培训教程(七)第六节新款CPU 介绍一、I ntel 公司的新款 C P U1 .P Ⅲ C o p p e r m i n e(铜矿)处理器2000 年最惹人注目的莫过于Intel 公司采用0.18 微米工艺生产的P ⅢCoppermine 处理器了。

尽管Intel 公司早在 1 9 99 年10 月25 日便发布了这款代号为Coppermine 的Pentium Ⅲ处理器,但其真正的普及是在 2 0 00 年。

虽然取名为“铜矿”,C o p p e r m i ne 处理器并没有采用新的铜芯片技术制造。

从外形上分析,采用0.18 μm 工艺制造的Coppermine 芯片的内核尺寸进一步缩小,虽然内部集成了256KB 的全速On- D i e L 2 C a c he,内建 2 8 10 万个晶体管,但其尺寸却只有1 0 6 mm 2 。

从类型上分析,新一代的 C o p p e r m i ne 处理器可以分为 E 和EB 两个系列。

E 系列的 C o p p e r m i ne 处理器采用了0 .18 μm 工艺制造,同时应用了I n t el 公司新一代O n -D ie 全速 2 5 6 K B L 2 C a c h e;而EB 系列的 C o p p e r m i ne 不仅集合了0.18 μm 制造工艺、O n -D ie 全速2 5 6 K B L 2 C a c he,同时还具有 1 3 3 M Hz 的外频速率。

从技术的角度分析,新一代 C o p p e r m i ne 处理器具有两大特点:一是封装形式的变化。

除了部分产品采用S E C C2 封装之外,I n t el 也推出了 F C -P GA 封装及笔记本使用的MicroPGA 和 B GA 封装;二是制造工艺的变化。

硬件电路设计工程师实战培训课程

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硬件电路设计工程师实战培训课程第一篇:硬件电路设计工程师实战培训课程硬件电路设计工程师实战培训课程培训教学大纲:一、模拟数字电路基础知识二、PROTEL,PADS工具软件使用三、单片机简易开发板PCB的设计四、电阻电容电感二极管三极管的常见分类及使用——直流电源设计五、放大器及比较器常用IC及音响电路设计六、通用逻辑电路应用及交通灯系统设计七、存储器常用类别接口及单片机扩展存储器接口电路设计八、A/D,D/A常用器件类别及电子温度计电路设计九、通信接口常用器件类别及接口电路设计与分析RS-232,RS-485,CAN,USB,LVDS,UART,IEEE1394,MODEM,RF,红外,光纤十、逻辑分析仪使用十一、显示驱动电路常用器件类别及接口电路设计:LED LCD VGA十二、音频常用芯片及公交报站器电路设计十三、电源管理常用器件及智能充电器电路设计十四、保护性电路设计;十五、常用功率器件,开关器件及家用电器控制电路十六、传感器常用器件及智能仪表电路设计十七、FPGA/CPLD/DSP常用接口及应用电路设计十八、PC常用接口及四层主板电路设计分析十九、红外探测报警电路二十、MP3电路设计分析二十一、数码相框电路设计分析二十二、信号完整性分析及高频电路板设计二十三、频谱分析仪使用、射频常用器件仪器及对讲机电路设计第二篇:硬件工程师接地实战技巧硬件工程师接地实战技巧X总亲自为新工程师进行培训,培训内容如下:1.作为一名优秀的硬件工程师首先需要建立干扰和抗干扰的概念,要认识到那些信号是干扰源,哪些信号是需要保护的敏感电路?这个理念贯穿整个设计过程!作为功率放大器电源变压器是干扰源,大地的磁场是干扰源,整流滤波电路是干扰源,数字电路是干扰源,大功率的脉冲信号是干扰源,视频信号对于音频信号是干扰源,模拟信号和模拟地线是敏感电路需要采用所有措施防止干扰!2.为了获得好的信噪比指标,要考虑良好的接地系统,地通常就是我们说的参考点,作为一名优秀的硬件工程师,信噪比指标是最能体现设计水平和能力的一项指标,也是一项硬功夫!(有当然无信号静音功能的机器需要在取消此项功能后测的值才是真实的)地线的叫法和名称较多如:系统地、公共地,储能地,数字地,模拟地,信号地,电源地,视频地等这些名词术语以后会经常接触到!不同种类的地必须要汇合在一起,通常采用星形接方式!在计划开始之前先要做规划工作,首先从大处着手,建立系统的框架(架构或方案),如整机的布局,整机电源系统,地线系统,信号系统,相对应的电源分布图,整机地线系统图,信号分布图,在原理图确定后开始PCB设计前务必要考虑的事项。

硬件工程师必备教程

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建议配置
操作系统:Windows 7及以上 CPU:酷睿i5,3GHz 以上 内存:2GB RAM 硬盘空间:320GB 显示配置:1280 x 1024 分辨率,32位彩 色显示,2G独显
基本配置
操作系统:Windows7 CPU:酷睿i5,2GHz 内存:1GB RAM 硬盘空间:320GB 显示配置:1024×768分辨率,32位彩色 显示,1G独显
• 电路模型:
+
I
R
电 珠
1.3 常用理想元件如下:
电阻(resistance)
R
电感(inductance)
L
电容(capacitance)
C
电压源(voltage source)
E
电流源(current source)
Is
为什么要印刷电路板
电子产品发展史
电子产品加工
2.1.2 Altium Designer 10.0新特性
集成ECAD与MCAD:Altium Designer的三维功能增
强,能够连接由各种MCAD软件制作的STEP模型,允许 在设计中对任何对象之间进行全面的干扰和间隙检查,例 如元件、支架及其周围的封装。
新增交互式布线引擎:Altium Designer引进了一个全
2.1 Altium Designer 10.0简介
“Altium Designer”顾名思义,是Altium公 司推出的新一代电子电路辅助设计软件。
2.1.1 Altium Designer发展演变
Protel 公司成立于1985年,2001年更名为Altium, 主要产品是PCB设计的EDA平台 1988年:美国ACCEL Technologies公司推出TANGO电 路板设计软件,这是第一个用于电路板设计的软件 PROTEL公司:推出PROTEL FOR DOS升级版本 1991年,PROTEL公司推出PROTEL FOR WINDOWS 1.0 1997年:推出Protel 98,实现了原理图、布局、 布线、仿真等功能的综合
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硬件工程师培训教程(一)硬件工程师培训教程(一)第一章计算机硬件系统概述要想成为一名计算机硬件工程师,不了解计算机的历史显然不行。

在本书的第一章中,我们将带你走进计算机硬件世界,去回顾计算机发展历程中的精彩瞬间。

第一节计算机的发展历史现代电子计算机技术的飞速发展,离不开人类科技知识的积累,离不开许许多多热衷于此并呕心沥血的科学家的探索,正是这一代代的积累才构筑了今天的“信息大厦”。

从下面这个按时间顺序展现的计算机发展简史中,我们可以感受到科技发展的艰辛及科学技术的巨大推动力。

一、机械计算机的诞生在西欧,由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革,极大地促进了自然科学技术的发展,人们长期被神权压抑的创造力得到了空前的释放。

而在这些思想创意的火花中,制造一台能帮助人进行计算的机器则是最耀眼、最夺目的一朵。

从那时起,一个又一个科学家为了实现这一伟大的梦想而不懈努力着。

但限于当时的科技水平,多数试验性的创造都以失败而告终,这也就昭示了拓荒者的共同命运: 往往在倒下去之前见不到自己努力的成果。

而后人在享用这些甜美成果的时候,往往能够从中品味出汗水与泪水交织的滋味……1614 年:苏格兰人John Napier(1550 ~1617 年)发表了一篇论文,其中提到他发明了一种可以进行四则运算和方根运算的精巧装置。

1623 年:Wilhelm Schickard(1592 ~1635 年)制作了一个能进行6 位数以内加减法运算,并能通过铃声输出答案的“计算钟”。

该装置通过转动齿轮来进行操作。

1625 年:William Oughtred(1575 ~1660 年)发明计算尺。

1668 年:英国人Samuel Morl(1625 ~1695 年)制作了一个非十进制的加法装置,适宜计算钱币。

1671 年:德国数学家Gottfried Leibniz 设计了一架可以进行乘法运算,最终答案长度可达16位的计算工具。

1822 年:英国人Charles Babbage(1792 ~1871 年)设计了差分机和分析机,其设计理论非常超前,类似于百年后的电子计算机,特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所采用。

1834 年:Babbage 设想制造一台通用分析机,在只读存储器(穿孔卡片)中存储程序和数据。

Babb age在以后的时间里继续他的研究工作,并于1840 年将操作位数提高到了40 位,并基本实现了控制中心(CPU)和存储程序的设想,而且程序可以根据条件进行跳转,能在几秒内做出一般的加法,几分钟内做出乘、除法。

1848 年:英国数学家George Boole 创立二进制代数学,提前近一个世纪为现代二进制计算机的发展铺平了道路。

1890 年:美国人口普查部门希望能得到一台机器帮助提高普查效率。

Herman Hollerith (后来他的公司发展成了IBM 公司)借鉴Babbage 的发明,用穿孔卡片存储数据,并设计了机器。

结果仅用6 周就得出了准确的人口统计数据(如果用人工方法,大概要花10 年时间)。

1896 年:Herman Hollerith 创办了IBM 公司的前身。

二、电子计算机问世在以机械方式运行的计算器诞生百年之后,随着电子技术的突飞猛进,计算机开始了真正意义上的由机械向电子时代的过渡,电子器件逐渐演变成为计算机的主体,而机械部件则渐渐处于从属位置。

二者地位发生转化的时候,计算机也正式开始了由量到质的转变,由此导致电子计算机正式问世。

下面就是这一过渡时期的主要事件:1906 年:美国人Lee De Forest 发明电子管,为电子计算机的发展奠定了基础。

1924 年2 月:IBM 公司成立,从此一个具有划时代意义的公司诞生。

1935 年:IBM 推出IBM 601 机。

这是一台能在一秒钟内算出乘法的穿孔卡片计算机。

这台机器无论在自然科学还是在商业应用上都具有重要的地位,大约制造了1500 台。

1937 年:英国剑桥大学的Alan M.Turing(1912 ~1954 年)出版了他的论文,并提出了被后人称之为“图灵机”的数学模型。

1937 年:Bell 试验室的George Stibitz 展示了用继电器表示二进制的装置。

尽管仅仅是个展示品,但却是第一台二进制电子计算机。

1940 年1 月:Bell 实验室的Samuel Williams 和Stibitz 制造成功了一个能进行复杂运算的计算机。

该机器大量使用了继电器,并借鉴了一些电话技术,采用了先进的编码技术。

1941 年夏季:Atanasoff 和学生Berry 完成了能解线性代数方程的计算机,取名叫“ABC”(Ata nasoff-Berry Computer),用电容作存储器,用穿孔卡片作辅助存储器,那些孔实际上是“烧”上去的,时钟频率是60Hz,完成一次加法运算用时一秒。

1943 年1 月:Mark I 自动顺序控制计算机在美国研制成功。

整个机器有51 英尺长、5 吨重、75万个零部件。

该机使用了3304 个继电器,60 个开关作为机械只读存储器。

程序存储在纸带上,数据可以来自纸带或卡片阅读器。

Mark I 被用来为美国海军计算弹道火力表。

1943 年9 月:Williams 和Stibitz 完成了“Relay Interpolator ”,后来命名为“Model ⅡRe-lay Calculator ”的计算机。

这是一台可编程计算机,同样使用纸带输入程序和数据。

它运行更可靠,每个数用7 个继电器表示,可进行浮点运算。

1946 年:ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)诞生,这是第一台真正意义上的数字电子计算机。

开始研制于1943 年,完成于1946 年,负责人是John W.Mauchly 和J.Pre sper Eckert,重30 吨,用了18000 个电子管,功率25 千瓦,主要用于计算弹道和氢弹的研制。

三、晶体管计算机的发展真空管时代的计算机尽管已经步入了现代计算机的范畴,但因其体积大、能耗高、故障多、价格贵,从而制约了它的普及和应用。

直到晶体管被发明出来,电子计算机才找到了腾飞的起点。

1947 年:Bell 实验室的William B.Shockley 、John Bardeen 和Walter H.Brattain 发明了晶体管,开辟了电子时代新纪元。

1949 年:剑桥大学的Wilkes 和他的小组制成了一台可以存储程序的计算机,输入输出设备仍是纸带。

1949 年:EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer——电子离散变量自动计算机)——第一台使用磁带的计算机。

这是一个突破,可以多次在磁带上存储程序。

这台机器是John von N eumann 提议建造的。

1950 年:日本东京帝国大学的Yoshiro Nakamats 发明了软磁盘,其销售权由IBM公司获得。

由此开创了存储时代的新纪元。

1951 年:Grace Murray Hopper 完成了高级语言编译器。

1951 年:UNIVAC-1 ——第一台商用计算机系统诞生,设计者是J.Presper Eckert 和John Mau chly 。

被美国人口普查部门用于人口普查,标志着计算机进入了商业应用时代。

1953 年:磁芯存储器被开发出来。

1954 年:IBM 的John Backus 和他的研究小组开始开发FORTRAN(FORmula TRANslation) ,19 57 年完成。

这是一种适合科学研究使用的计算机高级语言。

1957 年:IBM 开发成功第一台点阵式打印机。

四、集成电路为现代计算机铺平道路尽管晶体管的采用大大缩小了计算机的体积、降低了价格、减少了故障,但离用户的实际要求仍相距甚远,而且各行业对计算机也产生了较大的需求,生产性能更强、重量更轻、价格更低的机器成了当务之急。

集成电路的发明解决了这个问题。

高集成度不仅使计算机的体积得以减小,也使速度加快、故障减少。

从此,人们开始制造革命性的微处理器。

1958 年9 月12 日:在Robert Noyce(Intel 公司创始人)的领导下,集成电路诞生,不久又发明了微处理器。

但因为在发明微处理器时借鉴了日本公司的技术,所以日本对其专利不承认,因为日本没有得到应有的利益。

过了30 年,日本才承认,这样日本公司可以从中得到一部分利润。

但到2001 年,这个专利就失效了。

1959 年:Grace Murray Hopper 开始开发COBOL(COmmon Business-Oriented Language)语言,完成于1961 年。

1960 年:ALGOL ——第一个结构化程序设计语言推出。

1961 年:IBM 的Kennth Iverson 推出APL 编程语言。

1963 年:DEC 公司推出第一台小型计算机——PDP-8 。

1964 年:IBM 发布PL/1 编程语言。

1964 年:发布IBM 360 首套系列兼容机。

1964 年:DEC 发布PDB-8 小型计算机。

1965 年:摩尔定律发表,处理器的晶体管数量每18 个月增加一倍,价格下降一半。

1965 年:Lofti Zadeh 创立模糊逻辑,用来处理近似值问题。

1965 年:Thomas E.Kurtz 和John Kemeny 完成BASIC(Beginner ’s All-purpose Symboli c In-struction Code)语言的开发。

特别适合计算机教育和初学者使用,得以广泛推广。

1965 年:Douglas Englebart 提出鼠标器的设想,但没有进一步研究,直到1983年才被苹果电脑公司大量采用。

1965 年:第一台超级计算机CD6600 开发成功。

1967 年:Niklaus Wirth 开始开发PASCAL 语言,1971 年完成。

1968 年:Robert Noyce 和他的几个朋友创办了Intel 公司。

1968 年:Seymour Paper 和他的研究小组在MIT 开发了LOGO 语言。

1969 年:ARPANet(Advanced Research Projects Agency Network)计划开始启动,这是现代Int ernet 的雏形。

1969 年4 月7 日:第一个网络协议标准RFC 推出。

1970 年:第一块RAM 芯片由Intel 推出,容量1KB 。

1970 年:Ken Thomson 和Dennis Ritchie 开始开发UNIX 操作系统。

1970 年:Forth 编程语言开发完成。

1970 年:Internet 的雏形ARPANet 基本完成,开始向非军用部门开放。

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