硬件工程师和多板PCB系统的意外例子
罗经航向
可重复使用火箭、自动驾驶汽车和区块链有什么共同之处?除了突破过去3-5年的主要里程碑外，它们都是多板印刷电路板(PCB)设计如何推动我们走向未来的杰出例子。
在这篇文章中，我们将看看多板PCB系统的进步如何帮助推动太空飞行、自动驾驶汽车和区块链的边界。但除此之外，我们还将关注PCB系统设计中的一些主要参与者:硬件工程师以及他们是如何参与这些项目的。
硬件工程师如何参与系统设计?
在每一个伟大的突破性发现或技术进步的背后，你可以肯定的是，不仅在它的外壳下有一个电气系统，而且还有一个工程师系统，他们共同合作确保其成功。特别是随着技术的发现或进步，硬件工程师变得无价具备测试和记录的能力准确的系统测试结果。
开发用于测试新系统或高级系统的环境和场景，注释度量和统计数据以为设计团队提供准确的结果，以及记录系统故障，这些都是无价的资产。确保在太空飞行中，一个额外的途径这将会是一个通信板有它所需要的能量，和由不恰当的热分布造成的短路可以挽救数百万，数十亿，甚至是生命的区别这取决于系统设计的应用场景。
航空航天系统:重新定义航天飞行成本
有没有想过，在大西洋中央的自动驳船上反复将火箭着陆需要多少成本，而成本仅为传统发射的一小部分?
机载航空电子设备必须管理称为网格翼的可折叠耐热机翼，以引导第一级再入地球大气层。冷气体推进器必须将火箭翻转180°，并对齐以便着陆。轻巧的碳纤维着陆腿刚好在着陆前展开。
更令人印象深刻的是，所有的辅助电子设备和控制系统都必须经受住发射和再入过程中所经历的强重力、辐射和温度波动。当涉及到测试这些系统时，硬件工程师有一个艰巨的任务要克服关注环境脆弱性．
除了能够重复使用火箭节省了明显的成本外，SpaceX公司在制造车间的垂直整合政策进一步降低了制造成本——他们试图在内部制造尽可能多的猎鹰9号的组件。
广泛的可用性多层电路板、高性能cpu、集成电路、预制模块和其他组件使得定制内部电子产品成为一个可行的选择。此外，PCB设计软件的进步使设计复杂的航空电子系统成为现实，使自动着陆火箭成为可能。
航空航天系统设计是棘手的，需要在每一个设计方面都特别注意。
汽车系统:自动驾驶汽车
任何曾经在上下班高峰期与交通拥挤作斗争的人都可以证明，人类是相当糟糕的司机。如果你能在开车去目的地的路上好好休息一下，补个觉，工作，看个网飞，或者做点别的事情，那不是很好吗?
这也是Waymo、通用汽车(General Motors)、戴姆勒(Daimler)、福特(Ford)和许多其他汽车公司竞相研发自动驾驶汽车的原因之一。技术挑战也是任何PCB设计师都可以欣赏的东西。
早在第一批自动驾驶原型车出现之前，汽车就已经变得越来越智能了。从仪表盘上的收音机到后视镜摄像头，更智能的燃油喷射器，以及驾驶员辅助，你的现代汽车已经是多板PCB系统的一个令人印象深刻的例子。汽车系统需要一些最艰苦的测试，因为不仅ADAS系统的理想驾驶环境很少遇到，而且人类交互的不一致会使汽车系统特别容易受到影响。
自动驾驶汽车将这一技术提升到了一个新的高度，智能传感器、先进的激光雷达和摄像头阵列将大量实时数据传输到功能强大的车载计算机上。就连高通(Qualcomm)、英伟达(Nvidia)和三星(Samsung)等芯片制造商也在排队为汽车制造商提供操作自动驾驶汽车所需的“大脑”。
许多汽车制造商使用传统的多层pcb机械和电气系统可以帮助车辆自动驾驶。与SpaceX的自动着陆火箭一样，挑战在于为这项工作挑选合适的现成组件和互连装置。从热浪到暴风雪，汽车必须承受各种各样的条件，无论是在路上还是在路上。
ASIC系统:加密货币挖掘和区块链
你可能已经注意到gpu的价格急剧上涨，特别是在2017年底的高端游戏卡。你可能还记得2017年12月加密货币狂热达到高潮时，单个比特币的价格达到了接近2万美元的峰值。在今年早些时候比特币价格暴跌之后，gpu的价格终于开始恢复正常。
这并非巧合。区块链和加密货币挖矿的故事非常类似多板PCB设计．芯片制造商也意识到了这种联系。华硕刚刚发布了支持19个gpu的B250 Mining Expert主板，这是有原因的。它有18个PCIe 3.0 x1插槽和一个物理3.0 x16插槽。
要理解这种联系，就必须理解区块链和加密货币的工作原理。有了纸币，银行和政府的货币政策决定了货币的印刷和分配方式。传统货币的价值是由这些机构支持的。
甚至区块链也是电子系统的一部分。
对于加密货币，则需要更多的技术含量。加密货币由一个名为区块链的分布式账本系统进行验证，该系统使用数字签名和加密哈希函数的组合，以提供透明度和安全性。
每个区块就像物理账本中的一页。事务被记录，直到一个块被填满。一旦完成，该块被附加到更大的区块链，其中包含每一个以前的交易的记录。
现在是最重要的部分。加密货币挖矿是向系统添加新货币的唯一方法。按照设计，处理向区块链添加有效块的哈希函数需要大量计算工作。作为执行这一计算工作的奖励，维护区块链副本的个人或组织有机会获得一枚硬币。这条链越长，就越难做到，在其他矿工之间形成了一场数字军备竞赛。
提高采矿设备计算能力的最佳方法是什么?既然每个人都被限制使用同一款软件，这真的归结为增加更多的gpu．多板PCB系统怎么样?
正确的制度设计正在重塑我们的世界
从廉价的太空旅行到自动驾驶汽车和数字货币，PCB技术的进步是当今许多技术创新背后的隐藏力量。有灵感推出自己的多板PCB项目吗?
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