Курсы разработки электроники

Мастера, работающие с электронными устройствами, а также умеющие создавать их принципиальные схемы, нужны рынку труда. Повсеместная автоматизация всех сфер человеческой деятельности говорит о том, что в ближайшие годы востребованность профессии будет только повышаться.

Научившись разработке электроники, вы будете создавать приборы, которые помогут людям решать их насущные вопросы, и сможете найти вакантную должность практически в любой отрасли. Умение создавать электрические схемы, подбирать компоненты, писать программы для микроконтроллеров, даст возможность получить работу на одном из следующих объектов:

• профильные НИИ;
• научно-производственные объединения;
• мастерские, сервисные центры по ремонту и обслуживанию электронной техники.

Начиная карьеру с должности рядового инженера-электронщика, можно дорасти до технического директора или углубиться в науку. Также вы сможете использовать имеющиеся знания для проведения технических консультаций и обучения пользователей.

Дополнительные преимущества

Желание освоить перспективную профессию инженера-электронщика и получить доступ к высокооплачиваемым рабочим местам ― основная причина, по которой те, кто интересуется информатикой, физикой, математикой выбирают профильные курсы. Второй предпосылкой становится тот факт, что навыки схемотехники и конструирования нужны не только электронщикам, но и представителям смежных профессий (радиотехникам, инженерам систем связи, разработчикам электронно-вычислительной аппаратуры). Имея квалификацию в области создания электронных устройств, вы сможете открыть свой технически-сложный стартап или начать инвестировать в наукоемкие перспективные проекты, связанные с производством электроники.

Получаемые навыки:

Пройдя обучение по разработке электронных устройств, вы сможете выполнять следующие операции.

• 1. Разработка печатных плат, принципиальных схем.
• 2. Подготовка технических заданий, инструкций, методических указаний.
• 3. Тестирование, монтаж опытных образцов.
• 4. Сопровождение производства.
• 5. Профилактическое и сервисное обслуживание электроники.

Этих навыков хватит для развития в разных сферах: станко- и приборостроение, выпуск медицинского оборудования, бытовой техники, цифровых гаджетов.

Создание электроники требует времени, объем которого зависит от сложности финального продукта. Иногда команде разработчиков удается уложиться в 10-12 месяцев, а иногда на воплощение какой-то идеи уходят годы, которые тратятся на прохождение следующих обязательных этапов.

1. Разработка архитектуры продукта

Все начинается с определения общей концепции. Функциональные возможности и выбор материалов формируются под запросы пользователей, бюджет и производственный потенциал.

2. Подготовка технического задания

От полноты описания, степени детализированности документа зависит качество готового продукта, а также степень взаимопонимания между исполнителем и заказчиком.

3. Проработка дизайна

В этой части продумывается вопрос эстетики, удобства взаимодействия пользователя с готовым электронным устройством.

4. Разработка принципиальной схемы, подбор компонентов

Инженеры проводят сложные расчеты, подбирают компонентную базу, рисуют схему размещения элементов на печатной плате. Помимо прочего, им нужно быть знакомыми с новинками отрасли, что открывает пути для оптимизации схемотехники.

5. Программирование

В этой части работ инженеры трудятся над созданием ПЛИС (программируемой логической интегральной схемы), DSP (цифрового сигнального процессора) или микроконтроллера, который будет управлять отдельными компонентами электронного прибора. Также ими может прописываться программа для подключения устройства к компьютеру и возможности обмена данными с ним.

6. Выпуск тестовых образцов

Когда вся конструкторская документация готова, можно переходить к созданию пилотной серии. На ее основе выявляются и устраняются недочеты электронного устройства. При отсутствии замечаний можно говорить о завершении стадии разработки. Следующим шагом становится сертификация прибора, выбор производственной площадки для его серийного выпуска.

ПЛИС (PLD, Programmable logic device) ― это интегральная микросхема для создания цифровых электронных схем. Ее альтернативой считаются микроконтроллеры, которые более привычны разработчикам электронных устройств, но проигрывают по ряду параметров.

• 1. Скорость обработки. Микроконтроллеры медленнее программируемых аналогов.
• 2. Универсальность. Если разработчик использует МК, ему нужно знать о нем всю техническую информацию. При смене модели или выборе программируемого устройства от другого производителя придется заново читать сопровождающую документацию. PLD этого не требует. Для программирования интегральной микросхемы достаточно знать язык описания (Verilog, VHDL или AHDL). Это позволяет с легкостью переключаться между моделями и производителями.
• 3. Независимость блоков. В HDL они работают параллельно и зависят только от входных сигналов. Это говорит о том, что, разрабатывая проект на ПЛИС, можно быть уверенным, что отлаженные модули будут работать корректно, как бы ни росло масштабирование. Программирование PLD ускоряет работу инженеров-электронщиков. Оно дает возможность подбирать центральное программируемое устройство под идею, а не наоборот. Эти плюсы возникают как результат того, что программируемые интегральные микросхемы не имеют аппаратных ограничений. Логика их работы определяется путем проектирования, для которого нужен программатор и отладочная среда. Микроконтроллеры такими возможностями похвастаться не могут. Их логика работы определяется на производстве.

Этапы программирования

ПЛИС может принимать разную конфигурацию и назначение. Для этого программист устанавливает связи между логическими элементами микросхемы. Делается это по следующему алгоритму.

• 1. Задание принципиальной электрической схемы на языке описания аппаратуры.
• 2. Синтез списка логических соединений.
• 3. Автоматизированное проектирование печатной платы с помощью САПР.
• 4. Подготовка файла конфигурации и его загрузка в логическую интегральную микросхему.

ПЛИС все чаще используется в разработке электронных устройств. С помощью таких микросхем создается аппаратура с сотнями портов ввода-вывода, а также приборы, обрабатывающие данные и передающие их на большой скорости, средства криптографической защиты и многое другое.

Электроника ― научно-техническая область знаний, направленная на создание и применение электронной аппаратуры. История развития теоретической и практической базы уходит корнями в XIX столетие. Появлению электроники предшествовало открытие электромагнетизма и электричества, что легло в основу изобретения радио. Передатчики радиосигнала быстро нашли практическое применение. Они пригодились в морском деле, а также на военном поприще. Для передатчиков нужна была компонентная база. Ее созданием занялась электроника.

Разработки первого поколения основывались на принципах перемещения электронов в вакууме. Отсюда появилось название ― вакуумная электроника. Толчком для ее развития стало появление телевидения и радиолокационных установок. Основой их компонентной базы были электронные лампы. Некоторые из них имели внушительные габариты, а также потребляли большое количество энергоресурсов. Критичность этих недостатков стала очевидна в период Второй мировой войны, когда появилась потребность в оснащении фронта и тыла переносными устройствами. Это послужило предпосылкой для дальнейших разработок. Вскоре на смену вакуумной электроники пришла твердотельная, элементной базой для которой стали диоды с транзисторами.

Новый виток развития связан с изобретением и модернизацией компьютеров. Первые электронно-вычислительные машины появились еще в конце 1940-х гг. В основе моделей того периода лежали тысячи ламп, позволявшие машинам выполнять до 5000 операций. Все кардинально изменилось с появлением транзистора (1947 год) и последующим изобретением соединения металл-оксид-полупроводник. Оно привело к созданию интегральных микросхем, которые помогли уменьшить размеры ЭВМ, а также сделали их более надежными, исключив из конструкции огромное количество деталей. Постепенно число устройств, подключаемых к плате, росло, и это привело к появлению микропроцессоров, которые лежат в основе аппаратуры последнего поколения.

Сегодня вектором развития электроники является тренд на переход к беспроводным устройствам (планшетам, навигаторам, маршрутизаторам и так далее). Этому способствовало появление сотовой связи и последующее распространение интернета.