专业对对碰:电子信息工程VS通信工程

2024-09-21 00:00:00故元新愿
求学·理科版 2024年15期

能够让现代人随时随地玩游戏、刷视频的流畅网速背后,是强大的数字基础设施。其主要的学科基础,则非电子信息莫属。对于想要进入这个行业领域的同学来说,电子信息类专业的数量略有些多(共计20个,如表1),而且其中不少专业名称相近,让人难以选择。在这种情况下,一般来说,本科阶段选择大类中的代表专业是一个比较稳妥的做法。从开设院校数量和毕业生人数来看,排名第一和第二的电子信息工程和通信工程显然应该是这个专业类的代表专业。以下我们就对这两个专业做对比分析,希望对大家选择报考有所帮助。

这两个专业虽然名字不是很像,但同属于信息与通信工程一级学科。在不少电子信息类名校如电子科技大学、华中科技大学和北京邮电大学,这两个专业是设置在同一个学院,可以想见它们之间内在的密切关联。我本科是学电子信息工程的,对电子与通信有一定的了解。在这里我不想用太官方的话来介绍这两个专业,就单纯想到什么写什么吧。

一个简单的例子

假设我们要送一封信给李华,整个历程大致如下:

1.把想对他说的话写在信纸上

2.将信纸装进信封

3.将地址填上,贴好相应价格的邮票

4.将信件送到邮局登记寄件

5.信件被送往收发中心

6.信件在收发中心装箱

7.货车载送箱子前往目的地

8.目的地收发中心拆箱

9.信件被送到李华家附近邮局

10.李华收到信件,拆开,阅读

将以上流程换到网络中,则“写在信纸上”“装进信封”“装箱”“货车载送”“拆箱”等这一切物理上的行为动作,皆是电子技术的范畴。通信技术则是在理论与标准上规定了“信纸的大小”“邮票的价格”“地址的格式”“箱子的装箱形式”,等等。在我们运用互联网发一条消息时,实际上都会经过以上技术的实现过程。说白了,电子技术是一种手段,通信技术是一种方法,这是我希望大家通过这个例子能理解到的。下面是更为学术一点的对比说明。

电子信息工程,其从技术上可主要分为三个部分,即模拟、电子和射频。大家平常能看见的电路板,都是电子信息工程的范畴。电子工程师工作的目的,就是让电子按照我们设想的方式动起来,让它的物理特性(电压、电流、电磁波等)发挥出该有的作用(改变电源、形成信号、发送电磁波等)。

通信工程,其基本理论的衍生离不开一部奠基性的巨作《信息论》。如果我们将灯泡的亮设为1,灯泡的灭设为0,那么我们根据这种二进制的信号能规定出很多种沟通方式。信息论做的就是将通信行业里最重要的编码,利用概率统计确定它的衡量方式。

从课程设置上看,电子信息工程最为基础的核心课程是“电路基础”,通信工程的是“信号与系统”。二者从基础出发而互相层叠,耦合嵌套,最终构建出了现代ICT(信息与通信技术)的基础底座。实际上在本科教育中,这两个专业并没有太大的区别,甚至在专业课上多有重叠。

专业学习,不可或缺的工程思维

无论是学习电子信息工程还是学习通信工程,都应该具备从工程角度看问题的思维。我认为这点非常重要。

举一个例子。在学习电路的时候,我们一定会接触到“等效”这个概念,如等效电流源、等效电压源等。虽然计算时我们需要遵从特定的方法,但我们可以思考一下,这种特定的方法是用什么视角看的?答案非常简单,我们可以假设它是一个黑盒系统,即我们不知道这是什么,我们只关注它的输入和输出特性。利用这种特性,我们就可以将一个不知道、不熟悉的东西,套用在我们已知且熟悉的东西上。这种工程上的视角,让理论分析变得简单,化简了我们计算的过程。类似的例子还有运算放大器的虚短虚断(实际上运算放大器就是等效的例子)、差分放大电路做镜像电流源、电磁波的S网络,等等。

具备这样的工程思维,能够让我们在遇到某些问题时,学会忽略它的内部机理,只关注这个问题的输入以及输出。这对我们做决定的时候,常常能产生不一样的帮助。

关于行业未来与展望

本人才疏学浅,实在无法对这么大的方向下定论,以下提供的只能是个人视角下的所看到的现象,仅供参考。

1.电子类工程师的基本盘依旧在

电子类行业总体上属于制造业,在产业链中处于较上游位置。由于下游生态(计算机、智能应用等)的持续发展,电子类岗位现今的需求基本盘依旧稳健,头部厂商华为、ZTE、各类手机厂依旧持续招聘电子类工程师。

2.集成电路行业正处于反弹阶段

集成电路原本是电子技术的分支,现如今重要性不同以往。虽然集成电路行业的就业略微不如前几年,一些知名厂商在削减集成电路类工程师的招聘人数,但集成电路领域依旧持续不断地需要人才,其仍然是电子领域中处于发展阶段的分支。

3.通信行业发展增长点除了底层驱动,更增加了应用引领

5G技术经过了几年的落地与验证,现已形成一定的规模化与产业化,5G底层的发展已经进入到完备阶段。现如今通信行业在探索的主要是如何利用5G带来更多的应用场景,发挥5G的优势,而不在于5G技术的本身。

6G的框架已经制定完备。在大致确定的框架下,有关6G无线通信的理论研究依旧如火如荼地进行中,主要可催生出算网融合等新的与计算机专业耦合的应用场景。

关于职业的一些介绍

对口工作的话,电子类的对口基本是电子工程师,可再细分为板级硬件工程师(模拟/数字)、射频/天线工程师;通信类对口一般是通信协议工程师、通信算法工程师、信号处理工程师、无线优化工程师。

通信类的对口岗位稍微少于电子类的,毕竟通信很多做的是标准或信号处理工作,市场需求没那么大。不过通信类还有一个需求比较大的网络工程师岗位,这是一种运维工作,主要利用交换机、路由器搭建可用的企业网络。电子通信类也有嵌入式工程师、FPGA(现场可编程门阵列)工程师的对口岗位,两者的核心都是利用代码实现电路/控制的功能,属于软硬结合的类型。同时,这两个专业都和计算机类有一定的重合,如果确认了对专业本身和就业去向不感兴趣,转向计算机方向也是比较容易的,但需要自学C++或Java等编程技术。

对于目标做硬件工程师(模拟方向)的同学,我推荐阅读铃木雅臣的《晶体管电路设计》。和模电专业课的教科书相比,这本书更加注重讲述现实电路设计的理念和方法,和应聘面试时的问题有很大的重合。如果学有余力的同学,可以用嘉立创(不是打广告)平台自己画一些实用的电路板,实现自己的电路功能。

对于想做FPGA的同学来说,你们首先需要选择的是Xlinx还是Altera,因为两家公司有不同的开发库。同时,你们需要决定选择VHDL还是Verilog作为首选语言。这里要提醒各位的是,要深入理解FPGA首先要树立起的观念是,FPGA是一个并行的系统,所以编程时的思维不能按照软件编程的思维照搬。推荐用FPGA尝试模拟5层流水线的CPU,这会让各位对基础有更深入的理解。

对于射频工程师来说,要理解有源/无源的概念。当然,《微波原理》是基础,这里推荐Pozar的《微波原理》,从理论到实践皆有涉及,全面且清晰。在此基础上,选择做电路还是器件则看各位的喜好了。

对于通信类工作而言,同学们首先是要找准自己的方向,是偏向于物理还是更偏向于软件,偏向核心网络应用还是更偏向无线通信技术。建议各位将通信作为首选方向时,一定要去了解这一层的通信技术的发展历史,如此能更好地理解自己在做什么。

总的来说,电子通信行业已逐渐进入工程技术引领的阶段,各位在选择之后,务必注重培养自身的工程与实操能力。

一点结语

我们也许经常听闻,人生是旷野不是轨道,人生是自由的诸如此类的话。但从现实上来说,人生并没有如此美好且无拘无束,所谓的旷野大多遍布陷阱。或者说,当你没有强大的内驱力与内心时,所谓的旷野只是迷惘所给予的蜜糖,是某种美好的诱饵。事实上,用我们理工科的专业学习也能说明人生不那么“美好”的必然性。我们学到过某些预测算法。在进行预测时,也许强化学习或其他算法会给出一个喇叭状的上下界趋势,并且会利用上下界反馈至算法本身去做出下一步的决策。但是经过多轮的选择过后,这个算法给出的置信区间会越来越狭窄,直到回归至一个具有确定性的数字(因为大数定律已经掌管了可能性的问题)。所以你会发现,在我们说人生是旷野时,可能性本身已经作为可能性指标,被考虑到可能性问题里。也就是说,我们讨论期望(现在/未来的道路)时,我们喜欢加上方差(也许明年会更好,也许其他工作会更好)来作为奖励,好似这个曲线会因为方差而产生溢价般的改变,但实际上,多轮之后,我们会发现走过的道路还是回归到了期望本身。简单来讲,人生可以是旷野,但我们走的,就是轨道。与其美化着旷野带来的可能性溢价,不如坚定自己,沿着内心的轨道,走向更远的未来。