مهندس سختافزار
Hardware Engineerپژوهش، طراحی، تدوین یا آزمون تجهیزات رایانهای یا مرتبط با رایانه برای کاربردهای تجاری، صنعتی، نظامی یا علمی. ممکن است بر ساخت و نصب تجهیزات و اجزای رایانهای یا مرتبط با رایانه سرپرستی کنند.
- کد SOC
- 17-2061.00
- کد ISCO
- 2152
- کد NOC
- 643
اطلاعات سریع شغل مهندس سختافزار
معرفی شغل مهندس سختافزار
مهندس سختافزار رایانه مسئول طراحی، توسعه و آزمون سامانه‌ها و قطعات رایانهای است. این نقش به درک عمیق از معماری رایانه، طراحی منطق دیجیتال و مدارهای الکترونیکی نیاز دارد.
این شغل در آگهی‌های استخدام با عنوان‌هایی مانند مهندس طراحی سختافزار، مهندس طراحی فیزیکی، مهندس کادر، طراح رایانه و طراح سختافزار رایانه هم دیده میشود.
یک روز کاری مهندس سختافزار
توسعه و طراحی قطعات سخت‌افزاری رایانه مانند واحد پردازش مرکزی (CPU)، ماژول‌های حافظه، مادربرد و کارت گرافیک.
طراحی مدارها و عناصر منطقی دیجیتال برای ساخت قطعات سخت‌افزاری کارآمد و قابل اتکا، با تضمین عملکرد و کارکرد بهینه.
ساخت نمونه اولیه قطعات سخت‌افزاری و انجام آزمون‌های گسترده برای شناسایی و رفع ایرادهای طراحی، تا محصولات استانداردهای کیفیت و عملکرد را برآورده کنند.
همکاری نزدیک با مهندسان نرم‌افزار برای تضمین یکپارچگی بی‌درز میان اجزای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری و بهینهسازی عملکرد کلی سامانه.
مدیریت کل چرخه عمر محصولات سخت‌افزاری، از ایده و طراحی اولیه تا تولید، آزمون و عرضه نهایی محصول.
اطمینان از سازگاری قطعات سخت‌افزاری با سیستم‌عامل‌ها و نرم‌افزارهای گوناگون و رفع هر مشکل سازگاری که پیش می‌آید.
انجام تحلیل هزینه و مطالعات امکان‌سنجی برای بهینهسازی توازن میان عملکرد و صرفه اقتصادی در طراحی سختافزار.
همکاری با مهندسان برق برای طراحی و پیاده‌سازی سامانه‌های تغذیه توان و تضمین تأمین پایدار و کارآمد برق برای قطعات رایانه.
وظایف شغلی مهندس سختافزار
- ساخت، آزمون و اصلاح نمونه اولیه فرآورده، با استفاده از مدلهای کاری یا مدلهای نظری ساختهشده با شبیهسازی رایانهای.
- آزمون و راستیآزمایی سختافزار و تجهیزات جانبی پشتیبان برای حصول اطمینان از برآورده کردن مشخصات فنی و الزامات، از راه ثبت و تحلیل دادههای آزمون.
- ذخیره، بازیابی و دستکاری دادهها برای تحلیل قابلیتها و الزامات سامانه.
- تحلیل نیازهای کاربر و توصیه سختافزار مناسب.
- ارزیابی عواملی مانند قالب‌های گزارش‌دهی موردنیاز، محدودیت‌های هزینه و نیاز به محدودیت‌های امنیت برای تعیین پیکربندی سختافزار.
- انتخاب سختافزار و مواد، با اطمینان از انطباق با مشخصات فنی و الزامات محصول.
- به‌روزرسانی دانش و مهارت‌ها برای همگام ماندن با پیشرفت‌های سریع فناوری رایانه.
- طراحی و تدوین سختافزار رایانه و جانبی‌های پشتیبان، از جمله واحدهای پردازش مرکزی، منطق پشتیبان، ریزپردازنده، مدارهای مجتمع سفارشی، و چاپگر و دیسک‌گردان.
- نگارش مشخصات فنی تفصیلی کارکردی که فرایند توسعه سختافزار را مستند میکند و از معرفی سختافزار پشتیبانی میکند.
- گفت‌وگو با کارکنان مهندسی و مراجعه به مشخصات فنی برای ارزیابی رابط میان سختافزار و نرم‌افزار و الزامات عملیاتی و عملکردی کل سامانه.
- هدایت تکنسین‌ها، طراحان مهندسی یا سایر کارکنان پشتیبانی فنی در حد نیاز.
- ارائه پشتیبانی فنی به طراحان، بخش‌های بازاریابی و فروش، تأمین‌کنندگان، مهندسان و دیگر اعضای تیم در سراسر فرایند توسعه و پیاده‌سازی محصول.
فعالیت‌های کاری مهندس سختافزار
استفاده از رایانه و سامانه‌های رایانهای — سختافزار و نرم‌افزار — برای برنامه‌نویسی، نوشتن نرم‌افزار، راه‌اندازی قابلیتها، ورود داده یا پردازش اطلاعات.
تحلیل اطلاعات و ارزیابی نتایج برای انتخاب بهترین راه‌حل و حل مسئله.
به‌روز نگه داشتن دانش فنی خود و به‌کارگیری دانش تازه در کار.
یافتن اصول، دلایل یا واقعیت‌های زیربنایی اطلاعات، از راه تجزیهٔ اطلاعات یا دادهها به بخش‌های جداگانه.
مشاهده، دریافت و به‌دست‌آوردن اطلاعات از همهٔ منابع مرتبط.
پروراندن، طراحی یا خلق کاربردها، ایده‌ها، روابط، سامانه‌ها یا محصولات تازه، از جمله آثار هنری.
گردآوری، کدگذاری، دسته‌بندی، محاسبه، جدول‌بندی، بازبینی یا راستیآزمایی اطلاعات و دادهها.
رساندن اطلاعات به سرپرستان، همکاران و زیردستان از راه تلفن، نوشتار، ایمیل یا به‌صورت حضوری.
استفاده از اطلاعات مرتبط و قضاوت شخصی برای تعیین اینکه آیا رویدادها یا فرایندها با قوانین، مقررات یا استانداردها مطابقت دارند.
برآورد اندازه، فاصله و مقدار، یا تعیین زمان، هزینه، منابع و موادی که برای انجام یک فعالیت کاری لازم است.
تخصص‌ها و گرایش‌های مهندس سختافزار
در طراحی و توسعه واحدهای پردازش مرکزی (CPU) و دیگر ریزپردازنده‌ها تخصص دارد و بر بهینهسازی عملکرد، بهره‌وری توان و قابلیت‌های پیشرفته تمرکز میکند.
روی طراحی و بهینهسازی سامانه‌های حافظه رایانه، شامل RAM و راهکارهای ذخیره‌سازی، کار میکند تا دسترسی سریع و کارآمد به دادهها تضمین شود.
بر طراحی و توسعه واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) و دیگر قطعات سخت‌افزاری گرافیک برای رندر تصاویر باکیفیت در رایانه‌ها و دیگر دستگاه‌ها تمرکز دارد.
در طراحی مادربرد تخصص دارد؛ برد مداری مرکزی که قطعات سخت‌افزاری گوناگون را به هم متصل میکند و سازگاری و ارتباط کارآمد میان آنها را تضمین میکند.
روی طراحی و توسعه دستگاه‌های جانبی مانند چاپگر، اسکنر، صفحه‌کلید و ماوس کار میکند و یکپارچگی بی‌درز آنها با سامانه‌های رایانهای را تضمین میکند.
در طراحی قطعات سخت‌افزاری شبکه، از جمله روتر، سوئیچ و کارت رابط شبکه، تخصص دارد تا ارتباط و انتقال داده در شبکه‌های رایانهای ممکن شود.
بر طراحی و بهینهسازی سامانه‌های منبع تغذیه رایانه تمرکز دارد و تأمین پایدار و کارآمد توان الکتریکی برای همه قطعات سخت‌افزاری را تضمین میکند.
روی طراحی سختافزار سامانه‌های نهفته کار میکند؛ دستگاه‌های محاسباتی اختصاصی درون سامانه‌های بزرگ‌تر، مانند آنچه در کاربردهای خودرویی یا دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) به کار می‌رود.
درآمد و حقوق مهندس سختافزار
حقوق مهندس سختافزار بهطور میانه ماهانه ۴۲ میلیون تومان است (میانگین ۴۵ میلیون). نیمهٔ میانی شاغلان بین ۳۲ تا ۵۳ میلیون تومان میگیرند و اشتغال این شغل تا ۱۰ سال آینده ۷٫۳٪ رشد پیشبینی میشود.
دانش و مهارت‌های مهندس سختافزار
دانش
- رایانه و الکترونیک
- مهندسی و فناوری
- طراحی
- ریاضیات
- زبان انگلیسی
- فیزیک
- مخابرات
- آموزش و تربیت
- تولید و فرآوری
- مدیریت و اداره امور
مهارت‌ها
- درک مطلب
- تفکر انتقادی
- نوشتن
- حل مسائل پیچیده
- سخن گفتن
- شنیدن فعال
- یادگیری فعال
- قضاوت و تصمیم‌گیری
- تحلیل عملیات
- ارزیابی سامانه‌ها
توانایی‌ها
- درک شنیداری
- درک نوشتاری
- استدلال قیاسی
- استدلال استقرایی
- بینایی نزدیک
- وضوح گفتار
- تجسم
- تشخیص گفتار
تناسب شخصیتی و سبک کاری مهندس سختافزار
شاغلان این شغل بیش از همه به این تیپ‌های شخصیتی نزدیک‌اند:
- ۱واقع‌گراRealistic
- ۲کاوشگرInvestigative
- ۳قاعده‌مندConventional
کد هالند این شغل: R-I-C
مهندسان سختافزار رایانه شخصیت متمایزی دارند. آنها معمولاً افرادی کاوشگرند؛ یعنی اهل تفکر، درون‌نگر و پرسشگرند. کنجکاو، روشمند، خردگرا، تحلیلی و منطقی‌اند. برخی از آنها واقع‌گرا نیز هستند؛ یعنی مستقل، باثبات، پیگیر، صادق، عمل‌گرا و صرفه‌جو.
محیط و شرایط کار مهندس سختافزار
محیط کار مهندس سختافزار رایانه بسته به صنعت، شرکت و پروژه‌ای که در آن مشارکت دارد متفاوت است. مهندسان سختافزار رایانه ممکن است در محیط‌های گوناگونی کار کنند که هرکدام ویژگی‌های خود را دارد. در شرکت‌های بزرگ فناوری و کارخانه‌های تولید سختافزار، این مهندسان معمولاً در فضاهای اداری مدرن و مشارکتی کار میکنند. این محیط‌ها به امکانات پیشرفته، فناوری روز و فضاهای کار گروهی مجهزند؛ جایی که مهندسان با همکاران تعامل میکنند، جلسه برگزار میکنند و در پروژه‌های تیمی مشارکت دارند. فضا پویاست و نوآوری و حل مسئله را تقویت میکند، در حالی که مهندسان در طراحی، توسعه و آزمون قطعات سخت‌افزاری رایانه سهم میگیرند.
تحصیلات و مسیر ورود به شغل مهندس سختافزار
ورود به مهندسی رایانه یا برق پیش‌زمینه خوبی در ریاضیات و علوم می‌خواهد.
بیشتر مهندسان سختافزار در سطح ورودی مدرک کارشناسی مهندسی رایانه دارند؛ مهندسی برق هم پذیرفته میشود، چون دو رشته به هم نزدیک‌اند و تفاوتشان چند درس علوم رایانه است.
کار سختافزار با سامانه‌های نرم‌افزاری در هم تنیده است، بنابراین گذراندن درس‌های برنامه‌نویسی و کار عملی با آن لازم است.
بیشتر دانشکده‌ها دوره کارآموزی یا کار همراه با تحصیل ارائه میدهند؛ همین تجربه است که ورود به نخستین شغل مهندسی را آسان میکند.
- تجربه
- مقدار قابل توجهی از مهارت، دانش یا تجربه مرتبط با کار برای این مشاغل مورد نیاز است. به عنوان مثال، یک حسابدار باید چهار سال کالج را بگذراند و چندین سال در حسابداری کار کند تا واجد شرایط در نظر گرفته شود.
- تحصیلات
- اکثر این مشاغل نیاز به مدرک لیسانس چهار ساله دارند، اما برخی از آنها نیازی به مدرک لیسانس ندارند.
- آموزش
- کارمندان در این مشاغل معمولاً به چندین سال تجربه مرتبط با کار، آموزش در حین کار و/یا آموزش حرفه ای نیاز دارند.
- نمونه‌ها
- بسیاری از این مشاغل شامل هماهنگی، نظارت، مدیریت یا آموزش دیگران است. به عنوان مثال می توان به دلالان املاک، مدیران فروش، مدیران پایگاه داده، طراحان گرافیک، شیمیدانان، مدیران هنری و برآوردگران هزینه اشاره کرد.
دوره‌های فنی و حرفه‌ای مهندس سختافزار
طراح و عیب یاب منابع تغذیه
215240030010001شغلالکترونیک · سطح ۴ · کاردانی · ۱۰۰ ساعت (۲۷ نظری + ۷۳ عملی)
سرفصل‌ها (۹)
- ۱.طراحی یکسوسازها در منابع تغذیه
- ۲.طراحی فیلترها در منابع تغذیه
- ۳.طراحی و تهیه ترانس منبع تغذیه
- ۴.طراحی سوئیچ‌های نیمه‌هادی در منابع تغذیه
- ۵.طراحی رگولاتورهای منابع تغذیه
- ۶.طراحی سیستم‌های حفاظتی در منابع تغذیه
- ۷.مونتاژ و ترکیب المان‌های داخلی منابع تغذیه
- ۸.عیب‌یابی سیستم‌های حفاظتی، یکسوکننده‌ها، بخش سوئیچینگ و رگولاتورها در منابع تغذیه
- ۹.عیب‌یابی ترانس و سلف در منابع تغذیه
طراحی و تحلیل EMI در مبدل های سوئیچینگ فرکانس بالا
215240030010011شایستگیالکترونیک · سطح ۴ · کاردانی · ۹۴ ساعت (۳۱ نظری + ۶۳ عملی)
سرفصل‌ها (۹)
- ۱.مدلسازی مدارات سوئیچینگ فرکانس بالا
- ۲.طراحی و مدلسازی روش‌های کاهش EMI در مبدل‌های سوئیچینگ فرکانس بالا
- ۳.طراحی مدارات سوئیچینگ فرکانس بالا و کاربردها
- ۴.طراحی کنترل آنالوگ مدار کنترل مبدل‌های سوئیچینگ
- ۵.تحلیل استانداردهای بین‌المللی انتشار EMI هدایتی و تشعشعی
- ۶.اندازه‌گیری EMI تشعشعی
- ۷.طراحی کنترل دیجیتال مدار کنترل مبدل‌های سوئیچینگ
- ۸.بکارگیری روش‌های EMI در مبدل‌های سوئیچینگ فرکانس بالا
- ۹.اندازه‌گیری EMI هدایتی توسط شبکه تثبیت امپدانس خط
مسئول ساخت آرایه های فتوولتاییک
215240070010001شغلفناوری انرژی های نو و تجدید پذیر · سطح ۴ · کارشناسی · ۱۲۶ ساعت (۳۴ نظری + ۹۲ عملی)
سرفصل‌ها (۵)
- ۱.آنالیز خواص نیمه رساناها و رشد کریستالی در آرایه های فتوولتاییک
- ۲.تولید، ترکیب و کاشت یونی
- ۳.اکسید سازی و لیتوگرافی نوری
- ۴.لایه نشانی
- ۵.فلزنشانی و بسته بندی آرایه های فتوولتاییک
طراح سیستم های هوشمند مبتنی بر اینترنت اشیاء (IOT)
215240310010001شغلکنترل وابزار دقیق · سطح ۴ · کارشناسی · ۲۵۶ ساعت (۱۰۵ نظری + ۱۵۱ عملی)
سرفصل‌ها (۶)
- ۱.ایجاد رابط کاربری
- ۲.تبادل دیتا بین سیستم اندرویدی و میکروکنترلر
- ۳.انجام ارتباط بی‌سیم با سختافزار با راه‌اندازی پروتکل
- ۴.راه‌اندازی مینی وب سرور با ETHERNET
- ۵.راه‌اندازی انواع موتورها و RTC
- ۶.انتقال دیتا به سختافزار با طراحی فرستنده و گیرنده
طراح سیستم های اینترنت اشیاء (IOT) مبتنی بر مینی کامپیوتر (RASPBERRY PI)
215240310020001شغلکنترل وابزار دقیق · سطح ۴ · کارشناسی · ۳۷۶ ساعت (۱۶۸ نظری + ۲۰۸ عملی)
سرفصل‌ها (۱۳)
- ۱.ایجاد پروژه ابتدایی با استفاده از محیط برنامه‌نویسی اندروید و سختافزار رزبری پای
- ۲.طراحی LIVE CAM و ضبط تصویر و عکس‌برداری
- ۳.کنترل و مونیتورینگ داخلی با راه‌اندازی تاچ ال سی دی و طراحی رابط گرافیکی
- ۴.راه‌اندازی سیستم صوتی و پیکربندی رزبری پای به عنوان اسپیکر بلوتوثی
- ۵.مدیریت فایل، استفاده از RTC و سیستم threading در سختافزار
- ۶.ایجاد رابط کاربری بر اساس طراحی ماژولار و Multiple screens/layouts در b4a
- ۷.پیاده‌سازی امنیت در سختافزار و نرم‌افزار اینترنت اشیاء
- ۸.اتصال انواع سنسورها و المان‌های سخت‌افزاری و ماژول‌های ارتباطی به رزبری پای
- ۹.تبادل دیتای مستقیم بین سیستم اندرویدی و رزبری پای
- ۱۰.تبادل دیتا بین رزبری پای و اپلیکیشن از طریق دیتابیس MYSQL و FTP SERVER
- ۱۱.جمع‌آوری و آنالیز دیتا با استفاده از دیتابیس آفلاین Sqlite
- ۱۲.مونیتورینگ و کنترل تحت وب از طریق راه‌اندازی مینی وب سرور در سختافزار
- ۱۳.کنترل رزبری پای تحت پروتکل SSH از طریق سیستم اندرویدی
طراح و تحلیلگر مدارات دیجیتال
311430030020001شغلالکترونیک · سطح ۳ · کاردانی · ۵۰۰ ساعت (۲۰۳ نظری + ۲۹۷ عملی)
سرفصل‌ها (۱۴)
- ۱.توانایی شناخت اصول و مبانی الکتریسیته
- ۲.آشنایی با تنظیم‌کننده ولتاژ
- ۳.آشنایی با سیستم‌های عددی
- ۴.آشنایی با کاربرد انواع وسایل حفاظت شخصی در محیط کار
- ۵.توانایی بررسی ترانزیستورهای اثر میدانی
- ۶.شناسایی خرابی‌های ترانس تغذیه
- ۷.آشنایی با مقادیر حد ترانزیستورها
- ۸.آشنایی با طرز کار و مشخصات JFET
- ۹.آشنایی با بایاس درین مشترک
- ۱۰.آشنایی با بایاس گیت مشترک
- ۱۱.آشنایی با کاربردهای MOSFET
- ۱۲.توانایی تجزیه و تحلیل و بررسی تقویت‌کننده‌های تفاضلی و عملیاتی
- ۱۳.شناسایی اصول بررسی اختلاف فاز جریان و ولتاژ در سلف
- ۱۴.اصول قرار دادن ترانزیستور در ناحیه قطع
نرم‌افزارهای کاربردی مهندس سختافزار
ابزارهای عمومی‌تر
ابزارها و تجهیزات مهندس سختافزار
ابزارهای عمومی‌تر
۲۴ مورد از ۴۵ ابزار ثبت‌شده برای این شغل
تأثیر هوش مصنوعی بر شغل مهندس سختافزار
کارهایی که AI دارد می‌گیرد
- بهینهسازی و جانمایی استاندارد مدارها
- شبیهسازی و مدلسازی عملکرد
- راستیآزمایی طراحی و بررسی صوری
- انتخاب قطعه از کتابخانه و بررسی مشخصات فنی
کارهایی که دست انسان می‌ماند
- تصمیمهای معماری سامانه و ریزمعماری
- موازنههای طراحی در مسائل نو
- مدیریت محدودیت‌های فیزیکی
- اشکال‌زدایی پس از ساخت تراشه
- بازبینی‌های طراحی میان تیم‌ها
- ارزیابی فناوری‌های نو
مهارتهایی که از حالا ارزش یادگیری دارند
کار با ابزارهای خودکارسازی طراحی الکترونیکی مبتنی بر هوش مصنوعی که جانمایی، مسیریابی و موازنه توان و کارایی را در طراحی تراشه بهینه میکنند.
طراحی پردازنده‌ها و شتاب‌دهنده‌های بهینه‌شده برای بارهای کاری هوش مصنوعی، از هسته‌های تنسور و واحدهای ضرب ماتریسی تا سلسله‌مراتب حافظه برای استنتاج شبکه‌های عصبی.
به‌کارگیری ابزارهای یادگیری ماشین در وارسی صوری، تحلیل پوشش و شبیهسازی، برای شتاب دادن به آزمون طرح‌های پیچیده سخت‌افزاری.
سوالات متداول دربارهٔ مهندس سختافزار
مهندس سختافزار چه کاری انجام میدهد؟
حقوق مهندس سختافزار چقدر است؟
برای مهندس سختافزار شدن چه تحصیلاتی لازم است؟
آیندهٔ شغلی مهندس سختافزار چگونه است؟
آیا هوش مصنوعی جایگزین مهندسان سختافزار رایانه میشود؟
هوش مصنوعی طراحی تراشه و مهندسی سختافزار را چگونه تغییر میدهد؟
مهندسان سختافزار در عصر هوش مصنوعی به چه مهارتهایی نیاز دارند؟
مشاغل و عناوین مرتبط با مهندس سختافزار
