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著(zhù)重理解“嵌入”的概念 ，主要從三個(gè)方面上來(lái)理解。 1、從硬件上，“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(lái)擴展實(shí)現，象串口之類(lèi)的都是靠外部的16C550/2的串口控制器芯片實(shí)現，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。比較高端的硬件平臺中的ROM中就實(shí)現了一個(gè)真正的“嵌入”。 以上的定義是我在6、7年前給嵌入式系統下自話(huà)側重于理解型的定義，書(shū)上的定義也有很多，但在“嵌入式”這個(gè)領(lǐng)域范圍內，誰(shuí)都不敢說(shuō)自己的定義是十分確切的，包括那些專(zhuān)家學(xué)者們，歷為畢竟嵌入式系統是計算機范疇下的一門(mén)綜合性學(xué)科
二、如何學(xué)習嵌入式系統- -嵌入式系統的分層與專(zhuān)業(yè)的分類(lèi)。 嵌入式系統分為4層，硬件層、硬件層，是整個(gè)嵌入式系統的根本，如果現在單片機及接口這塊很熟悉，并且能用C和匯編語(yǔ)言來(lái)編程的話(huà)，從嵌入式系統的硬件層走起來(lái)相對容易，硬件層也是 ARM，從硬件上講，一方面就是學(xué)習接口 電路設計，另一方面就是學(xué)習匯編和 C語(yǔ)言的板級編程。如果從軟件上講，就是要學(xué)習基于A(yíng)RM處理器的操作系統層面 的驅動(dòng)、移植了。這些對于初學(xué)都來(lái)說(shuō)必須明確,要么從硬件著(zhù)手開(kāi)始學(xué)，要么從操作系統的熟悉到應用開(kāi)始學(xué)，但不管學(xué)什么，只要不是純的操作系統級以上基于 API的應用層的編程，硬件的寄存器類(lèi)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(huì )的。因此針對于嵌入式系統的硬件層和驅動(dòng)程的人，ARM的接 口電路設計、ARM的C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編程及調試開(kāi)發(fā)環(huán)境還是需要掌握的。 因此對于初學(xué)者必然要把握住方向，自己學(xué)習嵌入式系統的目標是什么，自己要在那一層面上走。然后再著(zhù)手學(xué)習較好，與ARM相關(guān)的嵌入式系統的較為實(shí)際的兩個(gè)層面硬件層和驅動(dòng)層，不管學(xué)好了那一層都會(huì )很有前途的。 如果想從嵌入式系統的應用層面的走的話(huà)，可能與ARM及其它體系相去較遠，要著(zhù)重研究基嵌入式操作系統的環(huán)境應用與相應開(kāi)發(fā)工具鏈，比如WinCe操作系統下的EVC應用開(kāi)發(fā)(與windows下的VC相類(lèi)似)，如果想再有突破就往某些音視頻類(lèi)的協(xié)議上靠，比如VOIP領(lǐng)域的基于SIP或H.323協(xié)議的應用層開(kāi)發(fā)，或是基于嵌入式網(wǎng)絡(luò )數據庫的開(kāi)發(fā)等等。 對 于初學(xué)者來(lái)講，要量力而行，不要認為驅動(dòng)層工資高就把它當成方向了，要結合自身特點(diǎn)，嵌入式系統四個(gè)層面上那個(gè)層面上來(lái)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(gè)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(gè)職位我一個(gè)人 干，但上班時(shí)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。 四、如何學(xué)習嵌入式系統- -開(kāi)發(fā)系統選擇。 很 多ARM初學(xué)者都希望有一套自己能用的系統，但他們住住會(huì )產(chǎn)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(xué)者在此方面以此入門(mén)還應該理智，開(kāi)發(fā)系統的選擇最終要看自己往嵌入式系統的那個(gè)方向上走，是做驅動(dòng)開(kāi)發(fā)還是應用，還是做嵌入式系統硬件層設計 與板級測試。如果想從操作系統層面或應用層面上走，不管是驅動(dòng)還是應用，那當然處理器性能越高越好了，但嵌入式系統這個(gè)東西自學(xué)，有十分大的困難，不是幾個(gè)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(hù)來(lái)講可能覺(jué)查不到什么，只能是感覺(jué)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(lái)講，可以很容易將 Cache關(guān)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(lái)，基于 51單片機的思想很容易能把他 搞懂，就當成個(gè)32位的單片機，從而消除很多51工程師想轉為嵌入式系統硬件ARM開(kāi)發(fā)工程師的困惑，從而不會(huì )被業(yè)界某此不是真正懂嵌入式爛公司帶到操作 系統層面上去，讓他們望而失畏，讓業(yè)界更加缺少這方面的人才。 而嵌入式系統不管硬件設計還是軟件驅動(dòng)方面都是十分注重接口這部分的，選擇平臺還要考察一個(gè)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(shí) 所說(shuō)的有無(wú)“相關(guān)技能”，因為一個(gè)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(méi)有見(jiàn)過(guò)的，就拿臺灣數十家小 公司(市價(jià)幾千萬(wàn))的公司生產(chǎn)的ARM類(lèi)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(guān)工作經(jīng)驗的人了，那什么是相關(guān)工作經(jīng) 驗，在硬件上講的是外圍接口設計，在軟件上講是操作系統方面相關(guān)接口驅動(dòng)及應用開(kāi)發(fā)經(jīng)驗。我從業(yè)近十年，2000年ARM出現，我一天始做ARM7,然后 直接跑到了Xscale(這個(gè)板本在A(yíng)RM10-11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(huì )的。 我個(gè)人認為三星的S3C44b0對初學(xué)者來(lái)說(shuō)比較合適，為什么這么說(shuō)哪?因為接口資源比較豐富，技術(shù)成熟，資料較多，應該十分適合于初學(xué)者，有問(wèn)題可能很容易找人幫且解決，因為大多數人都很熟悉，就如同51類(lèi)的單片機，有N多位專(zhuān)家級的人物可以給你幫忙，相關(guān)問(wèn)題得以很快解答，所然業(yè)界認為這款ARM都做用得爛了，但對于初學(xué)者來(lái)，就卻是件好事。 因此開(kāi)發(fā)系統的選擇，要看自己的未來(lái)從來(lái)目標方向、要看開(kāi)發(fā)板接口資源、還要看業(yè)界的通用性。 五、如何學(xué)習嵌入式系統- -成為高級嵌入式系統 硬件工程師要具備的技能。 對于硬件來(lái)講有幾個(gè)方向，就單純信號來(lái)分為數字和模擬，模擬比較難搞，一般需要很長(cháng)的經(jīng)驗積累，單單一個(gè)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(zhù)技術(shù)的發(fā)展，出現了 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(shù)，自我感覺(jué)模擬功能不太強的人，不太適合搞這個(gè)，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。 另一類(lèi)就是數字部分了，在大方向上又可分為51/ARM的單片機類(lèi)， DSP類(lèi)， FPGA類(lèi)， 國內FPGA的工程師大多是在IC設計公司從事IP核的前端驗證，這部分不搞到門(mén)級，前途不太明朗，即使做個(gè)IC前端驗證工程師，也要搞上幾年才能勝任。 DSP硬件接口比較定型，如果不向驅動(dòng)或是算法上靠攏，前途也不會(huì )太大。而ARM單片機類(lèi)的內容就較多，業(yè)界產(chǎn)品占用量大，應用人群廣，因此就業(yè)空間極 大，而硬件設計最體現水平和水準的就是接口設計這塊，這是各個(gè)高級硬件工程師相互PK，判定水平高低的依據。而接口設計這塊最關(guān)鍵的是看時(shí)序，而不是簡(jiǎn)單 的連接，比如PXA255處理器I2C要求速度在100Kbps，如果把一個(gè)I2C外圍器件，最高還達不到100kbps的與它相接，必然要導致設計的失 敗。這樣的情況有很多，比如51單片機可以在 總線(xiàn)接 LCD，但為什么這種LCD就不能掛在A(yíng)RM的總線(xiàn)上，還有ARM7總線(xiàn)上可以外接個(gè)Winband的SD卡控制器，但為什么這種控制器接不到ARM9或 是Xscale處理器上，這些都是問(wèn)題。因此接口并不是一種簡(jiǎn)單的連接，要看時(shí)序，要看參數。 一個(gè)優(yōu)秀的硬件工程師應該能夠在沒(méi)有參考方案的前提下設計 出一個(gè)在成本和性能上更加優(yōu)秀的產(chǎn)品，靠現有的方案，也要進(jìn)行適當的可行性裁剪，但不是胡亂的來(lái)，我遇到一個(gè)工程師把方案中的5V變1.8V的DC芯片， 直接更換成 LDO，有時(shí)就會(huì )把CPU燒上幾個(gè)。前幾天還有人希望我幫忙把他們以前基于PXA255平臺的手持 GPS設備做下程序優(yōu)化，我問(wèn)了一下情況，地 圖是存在SD卡中的，而SD卡與PXA255的MMC控制器間采用的SPI接口，因此導致地圖讀取速度十分的慢，這種情況是設計中嚴重的缺陷，而不是程序 的問(wèn)題，因此我提了幾條建議，讓他們更新試下再說(shuō)。因此想成為一個(gè)優(yōu)秀的工程師，需要對系統整體性的把握和對已有電路的理解，換句話(huà)說(shuō)，給你一套 電路圖你 終究能看明白多少，看不明白80%以上的話(huà)，說(shuō)明你離優(yōu)秀的工程師還差得遠哪。其次是電路的調試能力和審圖能力，但最最基本的能力還是原理圖設計 PCB繪 制，邏輯設計這塊。這是指的硬件設計工程師，從上面的硬件設計工程師中還可以分出ECAD工程師，就是專(zhuān)業(yè)的畫(huà)PCB板的工程師，和 EMC設計工程師，幫 人家解決EMC的問(wèn)題。硬件工程師再往上就是板級測試工程師，就是C語(yǔ)功底很好的硬件工程師，在電路板調試過(guò)程中能通過(guò)自已編寫(xiě)的測試程序對硬件功能進(jìn)行 驗證。然后再交給基于操作系統級的驅動(dòng)開(kāi)發(fā)人員。 總之，硬件的內容很多很雜，硬件那方面練成了都會(huì )成為一個(gè)高手，我時(shí)常會(huì )給人家做下方案評估，很多高級硬件工程師設計的東西，經(jīng)常被我一句話(huà)否定，因此工程師做到我這種地步，也會(huì )得罪些人，但硬件的確會(huì )有很多不為人知的東西，讓很多高級硬件工程師也摸不到頭腦。 那么高級硬件件工程師技術(shù)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(lèi)如 ProtelORCADPowperPCBMaplux2ISE、 VDHL語(yǔ)言，要能用到這些工具畫(huà)圖畫(huà)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(jīng)驗，也要靠積累的，十年磨一劍，百年磨一針。 更多單片機，嵌入式ARM，linux，Java，PCB，FPGA，匯編C， Android，cortex-m3等課程的學(xué)習請咨詢(xún)劉老師，電話(huà)18365409359，QQ3311615775
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發(fā)表于 2015-8-5 11:11:32
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