理解嵌入式

從硬件上說

????“嵌入”將基于CPU的處圍器件，整合到CPU芯片內部，比如早期基于X86體系結構下的計算機，CPU只是有運算器和累加器的功能，一切芯片要造外部橋路來擴展實現(xiàn)，象串口之類的都是靠外部的16C550/2的串口控制器芯片實現(xiàn)，而目前的這種串口控制器芯片早已集成到CPU內部，還有PC機有顯卡，而多數嵌入式處理器都帶有LCD控制器，但其種意義上就相當于顯卡。比較高端的ARM類Intel Xscale架構下的IXP網絡處理器CPU內部集成PCI控制器，可配成支持4個PCI從設備或配成自身為CPI從設備;還集成3個NPE網絡處理器引擎，其中兩個對應于兩個MAC地址， 可用于網關交換用，而另外一個NPE網絡處理器引擎支持DSL，只要外面再加個PHY芯片即可以實現(xiàn)DSL上網功能。IXP系列最高主頻可以達到 1.8G，支持2G內存，1G×10或10G×1的以太網口或Febre channel的光通道。IXP系列應該是目標基于ARM體系統(tǒng)結構下由intel進行整合后成Xscale內核的最高的處理器了。

從軟件上說

????嵌入就是在定制操作系統(tǒng)內核里將應用一并選入，編譯后將內核下載到ROM中。而在定制操作系統(tǒng)內核時所選擇的應用程序組 件就是完成了軟件的“嵌入”，比如Win在內核定制時，會有相應選擇，其中就是wordpad,PDF,MediaPlay等等選擇，如果我們選擇 了，在CE啟動后，就可以在界面中找到這些東西，如果是以前PC上將的windows操作系統(tǒng)，多半的東西都需要我們得新再裝。

????把軟件內核或應用文件系統(tǒng)等東西燒到嵌入式系統(tǒng)硬件平臺中的ROM中就實現(xiàn)了一個真正的“嵌入”。

????以上的定義是我在6、7年前給嵌入式系統(tǒng)下自話側重于理解型的定義，書上的定義也有很多，但在“嵌入式”這個領域范圍內，誰都不敢說自己的定義是十分確切的，包括那些專家學者們，歷為畢竟嵌入式系統(tǒng)是計算機范疇下的一門綜合性學科

嵌入式系統(tǒng)的分層

????嵌入式系統(tǒng)分為4層，硬件層、驅動層、操作系統(tǒng)層和應用層。

硬件層

????硬件層是整個嵌入式系統(tǒng)的根本，如果現(xiàn)在單片機及接口這塊很熟悉，并且能用C和匯編語言來編程的話，從嵌入式系統(tǒng)的硬件層走起來相對容易，硬件層也是驅動層的基礎，一個優(yōu)秀的驅動工程師是要能夠看懂硬件的電路圖和自行完成CPLD的邏輯設計的，同時還要對操作系統(tǒng)內核及其調度性相當的熟悉的。但硬件平臺是基礎，增值還要靠軟件。

????硬件層比較適合于，電子、通信、自動化、機電一體、信息工程類專業(yè)的人來搞，需要掌握的專業(yè)基礎知識有，單片機原理及接口_技術、微機原理及接口_技術、C語言。

驅動層

????驅動層這部分比較難，驅動工程師不僅要能看懂電路圖還要能對操作系統(tǒng)內核十分的精通，以便其所寫的驅動程序在系統(tǒng)調用時，不會獨占操作系統(tǒng)時間片，而導致其它任務不能動行，不懂操作系統(tǒng)內核架構和實時調度性，沒有良好的驅動編寫風格，按大多數書上所說添加的驅動的方式，很多人都能做到，但可能連個初級的 驅動工程師的水平都達不到，這樣所寫的驅動在應用調用時就如同windows下我們打開一個程序運行后，再打開一個程序時，要不就是中斷以前的程序，要不就是等上一會才能運行后來打開的程序。想做個好的驅動人員沒有三、四年功底，操作系統(tǒng)內核不研究上幾編，不是太容易成功的，但其工資在嵌入式系統(tǒng)四層中可 是最高的。

????嵌入式的驅動層比較適合于電子、通信、自動化、機電一體、信息工程類專業(yè)尤其是計算機偏體系結構類專業(yè)的人來搞，除硬件層所具備的基礎學科外，還要對數據結構與算法、操作系統(tǒng)原理、編譯原理都要十分精通了解。

操作系統(tǒng)層

????對于操作系統(tǒng)層目前可能只能說是簡單的移植，而很少有人來自已寫操作系統(tǒng)，或者寫出缺胳膊少腿的操作系統(tǒng)來，這部分工作大都由驅動工程師來完成。操作系統(tǒng)是負責系統(tǒng)任務的調試、磁盤和文件的管理，而嵌入式系統(tǒng)的實時性十分重要。據說，XP操作系統(tǒng)是微軟投入300人用兩年時間才搞定的，總時工時是600人年，中科院軟件所自己的女媧Hopen操作系統(tǒng)估計也得花遇幾百人年才能搞定。因此這部分工作相對來講沒有太大意義。

應用層

????應用層相對來講較為容易的，如果會在windows下如何進行編程接口函數調用，到操作系統(tǒng)下只是編譯和開發(fā)環(huán) 境有相應的變化而已。如果涉及Jave方面的編程也是如此的。嵌入式系統(tǒng)中涉及算法的由專業(yè)算法的人來處理的，不必歸結到嵌入式系統(tǒng)范疇內。但如果涉及嵌 入式系統(tǒng)下面嵌入式數據庫、基于嵌入式系統(tǒng)的網絡編程和基于某此應用層面的協(xié)議應用開發(fā)(比如基于SIP、H.323、Astrisk)方面又較為復雜， 并且有難度了。

從哪里入手嵌入式系統(tǒng)

從硬件上入手ARM

????一方面就是學習接口電路設計，另一方面就是學習匯編和C語言的板級編程。如果從軟件上講，就是要學習基于ARM處理器的操作系統(tǒng)層面 的驅動、移植了。這些對于初學都來說必須明確,要么從硬件著手開始學，要么從操作系統(tǒng)的熟悉到應用開始學，但不管學什么，只要不是純的操作系統(tǒng)級以上基于 API的應用層的編程，硬件的寄存器類的東西還是要能看懂的，基于板級的匯編和C編程還是要會的。因此針對于嵌入式系統(tǒng)的硬件層和驅動程的人，ARM的接 口電路設計、ARM的C語言和匯編語言編程及調試開發(fā)環(huán)境還是需要掌握的。

????因此對于初學者必然要把握住方向，自己學習嵌入式系統(tǒng)的目標是什么，自己要在那一層面上走。然后再著手學習較好，與ARM相關的嵌入式系統(tǒng)的較為實際的兩個層面硬件層和驅動層，不管學好了那一層都會很有前途的。

從嵌入式系統(tǒng)的應用層如何入手

????可能與ARM及其它體系相去較遠，要著重研究基嵌入式操作系統(tǒng)的環(huán)境應用與相應開發(fā)工具鏈，比如WinCe操作系統(tǒng)下的EVC應用開發(fā)(與windows下的VC相類似)，如果想再有突破就往某些音視頻類的協(xié)議上靠，比如VOIP領域的基于SIP或H.323協(xié)議的應用層開發(fā)，或是基于嵌入式網絡數據庫的開發(fā)等等。

????對于初學者來講，要量力而行，不要認為驅動層工資高就把它當成方向了，要結合自身特點，嵌入式系統(tǒng)四個層面上那個層面上來講都是有高人存在，當然高人也對應 的高工資，我是做硬件層的，以前每月工資中個人所得稅要被扣上近3千大元，當然我一方面充當工程師的角色，一方面充當主管及人物的角色，兩個職位我一個人 干，但上班時間就那些。硬件這方面上可能與我PK的人很少了，才讓我拿到那么多的工資。

芯片的選擇

????很多ARM初學者都希望有一套自己能用的系統(tǒng)，但他們住住會產生一種錯誤認識就是認為處理器版本越高、性能越高越好，就象很多人認為ARM9與ARM7好， 我想對于初學者在此方面以此入門還應該理智，開發(fā)系統(tǒng)的選擇最終要看自己往嵌入式系統(tǒng)的那個方向上走，是做驅動開發(fā)還是應用，還是做嵌入式系統(tǒng)硬件層設計與板級測試。如果想從操作系統(tǒng)層面或應用層面上走，不管是驅動還是應用，那當然處理器性能越高越好了，但嵌入式系統(tǒng)這個東西自學，有十分大的困難，不是幾個月或半年 或是一年二年能搞定的事。

????在某種意義上請，ARM7與9的差別就是在某些功能指令集上豐富了些，主頻提高一些而已，就比如286和386。對于用戶來講可能覺查不到什么，只能是感覺速度有些快而已。

??? ARM7比較適合于那些想從硬件層面上走的人，因為ARM7系列處理器內部帶MMU的很少，而且比較好控制，就比如S3C44B0來講，可以很容易將 Cache關了，而且內部接口寄存器很容易看明白，各種接口對于用硬件程序控制或AXD單步命令行指令都可以控制起來，基于51單片機的思想很容易能把他 搞懂，就當成個32位的單片機，從而消除很多51工程師想轉為嵌入式系統(tǒng)硬件ARM開發(fā)工程師的困惑，從而不會被業(yè)界某此不是真正懂嵌入式爛公司帶到操作 系統(tǒng)層面上去，讓他們望而失畏，讓業(yè)界更加缺少這方面的人才。

????而嵌入式系統(tǒng)不管硬件設計還是軟件驅動方面都是十分注重接口這部分的，選擇平臺還要考察一個處理器的外部資源，你接觸外部資源越多，越熟悉他們那你以后就業(yè)成功的機率就越高，這就是招聘時 所說的有無“相關技能”，因為一個人不可能在短短幾年內把所有的處理器都接觸一遍，而招聘單位所用的處理器就可能是我們完全沒有見過的，就拿臺灣數十家小公司(市價幾千萬)的公司生產的ARM類處理器，也很好用，但這些東西通用性太差，用這些處理器的公司就只能招有相關工作經驗的人了，那什么是相關工作經 驗，在硬件上講的是外圍接口設計，在軟件上講是操作系統(tǒng)方面相關接口驅動及應用開發(fā)經驗。我從業(yè)近十年，2000年ARM出現(xiàn)，我一天始做ARM7,然后 直接跑到了Xscale(這個板本在ARM10-11之間)，一做就是五年，招人面試都不下數百人，在這些方面還是深有體會的。

????開發(fā)系統(tǒng)的選擇，要看自己的未來從來目標方向、要看開發(fā)板接口資源、還要看業(yè)界的通用性。

成為高級嵌入式系統(tǒng)硬件工程師要具備的技能

????就單純信號來分為數字和模擬，模擬比較難搞，一般需要很長的經驗積累，單單一個阻值或容值的精度不夠就可能使信號偏差很大。因此年輕人搞的較少，隨著技術的發(fā)展，出現(xiàn)了模擬電路數字化，比如手機的Modem射頻模塊，都采用成熟的套片，而當年國際上只有兩家公司有此技術，自我感覺模擬功能不太強的人，不太適合搞這個，如果真能搞定到手機的射頻模塊，只要達到一般程度可能月薪都在15K以上。

????一個優(yōu)秀的硬件工程師應該能夠在沒有參考方案的前提下設計出一個在成本和性能上更加優(yōu)秀的產品，靠現(xiàn)有的方案，也要進行適當的可行性裁剪，但不是胡亂的來，我遇到一個工程師把方案中的5V變1.8V的DC芯片，直接更換成LDO，有時就會把CPU燒上幾個。

????高級硬件件工程師技術技能都要具備那些東西哪，首先要掌握EDA設計的輔助工具類如Protel、ORCAD、PowperPCB、Maplux2、ISE、VDHL語言，要能用到這些工具畫圖畫板做邏輯設計，再有就是接口設計審圖能力，再者就是調試能力，如果能走到總體方案設計這塊，那就基本上快成為資深工程師了。硬件是要靠經驗，也要靠積累的，十年磨一劍，百年磨一針。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的32 vs 开发wince_十年经验的大神谈如何学STM32嵌入式开发的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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