嵌入式软件方向(转).doc

1、嵌入式软件方向(转)学习嵌入式软件开发大概有几个部分. 一,要求精通 C 语言编程,最好有些汇编知识. 二,要求英语功底要好,因为一些芯片手册都是英语写的. 三,要有数字电路和模拟电路的常识.因为在嵌入式系统后期测试的时候,都是依靠一些硬件设备进行测试,例如:示波器. 四,要熟悉操作系统.当然,所说的操作系统并不一定是 WINDOWS,当中有LINUX,WINCE 等,也有一些不同的 RTOS,例如三菱和 NEC 的系统就与LINUX,WINCE 和 WINDOWS 不同,是单任务操作系统,并非实时操作系统. 五,要有良好的软件工程知识.因为一切开发都是基于软件工程来实施的. 六,了解系统移植

2、. 嵌入式软件方面最重要的课程包括： （1） 嵌入式微处理器结构与应用：这是一门嵌入式硬件基础课程，我院用这门课取代了传统的“ 微机原理与接口 ”课程（目前国内已有少部分高校 IT 专业这样做了，因为讲 x86 微机原理与接口很难找到实际用处，只为教学而已） 。我们说过，嵌入式是软硬件结合的技术，搞嵌入式软件的人应对 ARM 处理器工作原理和接口技术有充分了解，包括 ARM 的汇编指令系统。若不了解处理器原理，怎么能控制硬件工作，怎么能写出节省内存又运行高速的最优代码（嵌入式软件设计特别讲究时空效率） ，怎么能写出驱动程序（驱动程序都是与硬件打交道的）？很多公司招聘嵌入式软件人员时都要求熟悉

3、ARM 处理器，将来若同学到公司中从事嵌入式软件开发，公司都会给你一本该设备的硬件规格说明书 (xxx Specification)，您必须能看懂其中的内存分布和端口使用等最基本的说明（就像 x86 汇编一样） ，否则怎么设计软件。有些同学觉得嵌入式处理器课程较枯燥，这主要是硬件课程都较抽象的原因，等我们的嵌入式实验室 10 月份建好后，您做了一些实验后就会觉得看得见摸得着。还有同学对 ARM 汇编不感兴趣，以为嵌入式开发用 C 语言就足够了。其实不应仅是将汇编语言当成一个程序设计语言，学汇编主要是为了掌握处理器工作原理的。一个不熟悉汇编语言的人，怎么能在该处理器写出最优的 C 语言代码。在嵌

4、入式开发的一些关键部分，有时还必须写汇编，如 Bootloader 等（可能还包括 BSP） 。特别是在对速度有极高要求的场合（如 DSP 处理器的高速图像采集和图像解压缩） ，目前主要还要靠汇编写程序（我看到过很多公司是这样做的） 。当您在一个嵌入式公司工作时，在查看描述原理的手册时，可能很多都是用汇编描述的（我就遇到过） ，这是因为很多硬件设计人员只会写或者喜欢用汇编描述，此时您就必须看懂汇编程序，否则软硬件人员可能就无法交流。很多嵌入式职位招聘时都要求熟悉汇编。 (2) 嵌入式操作系统类课程 除了 WinCE 的实时性稍差外，大多数嵌入式操作系统的实时性都很强 ,所以也可称为实时操作系统

5、 Real Time Operating System.从事嵌入式的人至少须掌握一个嵌入式操作系统(当然掌握两个更好), 这在嵌入式的所有技术中是最为关键的了。目前最重要的 RTOS 主要包括： 第一类、传统的经典 RTOS：最主要的便是 Vxworks 操作系统，以及其Tornado 开发平台。Vxworks 因出现稍早，实时性很强（据说可在 1ms 内响应外部事件请求） ，并且内核可极微（据说最小可 8K） ，可靠性较高等，所以在北美，Vxworks 占据了嵌入式系统的多半疆山。特别是在通信设备等实时性要求较高的系统中，几乎非 Vxworks 莫属。Vxworks 的很多概念和技术都和 L

6、inux很类似，主要是 C 语言开发。像 Bell-alcatel、Lucent、华为等通信企业在开发产品时，Vxworks 用得很多。但 Vxworks 因价格很高，所以一些小公司或小产品中往往用不起。目前很多公司都在往嵌入式 Linux 转（听说华为目前正在这样转） 。但无论如何，Vxworks 在一段长时间内仍是不可动摇的。与 Vxworks类似的稍有名的实时操作系统还有 pSOS、QNX 、Nucleus 等 RTOS。 第二类、嵌入式 Linux 操作系统：Linux 的前途除作为服务器操作系统外，最成功的便是在嵌入式领域的应用，原因当然是免费、开源、支持软件多、呼拥者众，这样嵌入式

7、产品成本会低。Linux 本身不是一个为嵌入式设计的操作系统，不是微内核的，并且实时性不强。目前应用在嵌入式领域的 Linux 系统主要有两类：一类是专为嵌入式设计的已被裁减过的 Linux 系统，最常用的是uClinux（不带 MMU 功能） ，目前占较大应用份额，可在 ARM7 上跑；另一类是跑在 ARM 9 上的，一般是将 Linux 2.4.18 内核移植在其上，可使用更多的Linux 功能（当然 uClinux 更可跑在 ARM 9 上） 。很多人预测，嵌入式 Linux 预计将占嵌入式操作系统的 50%以上份额，非常重要。缺点是熟悉 Linux 的人太少，开发难度稍大。另外，目前我

8、们能发现很多教材和很多大学都以 ucOS/II为教学用实时操作系统，这主要是由于 ucOS/II 较简单，且开源，非常适合入门者学习实时操作系统原理，但由于 ucOS/II 功能有限，实用用得较少，所以我院不将其作为教学重点，要学习就应学直接实用的，比如 uClinux 就很实用。况且熟悉了 Linux 开发，不仅在嵌入式领域有用，对开发Linux 应用软件，对加深操作系统的认识也有帮助，可谓一举多得。据我所知，目前 Intel、Philip 都在大搞 ARM+LINUX 的嵌入式开发， Fujitum 则是在自己的处理器上大搞 Linux 开发。目前在嵌入式 Linux 领域，以下几个方面的

9、人特别难找，一是能将 Linux 移植到某个新型号的开发版上；二是能写 Linux 驱动程序的人；三是熟悉 Linux 内核裁减和优化的人。我院在该嵌入式 Linux 方面的课程系列是：本科生操作系统必修课，然后是 Linux 程序设计选修课，最后是嵌入式 Linux 系统选修课。我院在 Linux 方面目前已有较强力量，魏老师和张老师熟悉 Linux 开发，金老师和唐老师熟悉 Linux 系统管理。 第三类、 Windows CE 嵌入式操作系统：Microsoft 也看准了嵌入式的巨大市场，MS 永远是最厉害的，WinCE 出来只有几年时间，但目前已占据了很大市场份额，特别是在PDA、手机

10、、显示仪表等界面要求较高或者要求快速开发的场合，WinCE 目前已很流行（据说有一家卖工控机的公司板子卖得太好，以至来不及为客户裁减WinCE） 。WinCE 目前主要为 4.2 版（.NET) ，开发平台主要为 WinCE Platform Builder，有时也用 EVC 环境开发一些较上层的应用，由于 WinCE 开发都是大家熟悉的 VC+环境，所以我院学过 Windows 程序设计课程的同学都不会有多大难度，这也是 WinCE 容易被人们接受的原因，开发环境方便快速，微软的强大技术支持，WinCE 开发难度远低于嵌入式 Linux。对于急于完成，不想拿嵌入式 Linux 冒险的开发场合

11、，WinCE 是最合适了（找嵌入式 Linux 的人可没那么好找的） ，毕竟公司不能像学生学习那样试试看，保证开发成功更重要。根据不同的侧重点，WinCE 还有两个特殊版本，一个是 MS PocketPC 操作系统专用于 PDA 上（掌上电脑） ，另一个是 MS SmartPhone 操作系统用于智能手机上（带 PDA 功能的手机） ，两者也都属于 WinCE 平台。在 PDA 和手机市场上，除 WinCE 外，著名的 PDA 嵌入式操作系统还有 Palm OS（因出现很早，很有名） 、Symbian 等，但在 WinCE 的强劲冲击下，Palm 和 Symbian 来日还能有多长？我院可能是

12、全国高校中唯一一家开设专门的“Windows CE 嵌入式操作系统“课程的学校，这主要是基于以下原因：我院本身前面便有 Windows 程序设计课程，同学学过 VC+后再学 WinCE,非常方便自然，通过学习 WinCE 同样也可了解嵌入式软件的一般开发过程，对 Linux 有惧怕心理的同学也很合适。很显然，嵌入式 Linux 永远不可能替代 WinCE，而且将来谁占份额大还很难讲，毕竟很多人更愿意接受 MS 的平台，就像各国政府都在大力推 LINUX 已好长时间，但您能看到几个在 PC 机上真正使用 LINUX 的用户？据我观察,目前在嵌入式平台上,LINUX 是叫得最响,但还是 WinCE

13、 实际用得更多.嵌入式 LINUX可能更多地是一些有长远产品计划的公司,为降低成本而进行长远考虑; 二是微软亚洲研究院对我院 WinCE 课程的支持计划，我们也很希望将来我院能有同学通过微软的面试去实习。WinCE 和多媒体(如 MPEG 技术)是微软亚洲工程院目前做得较多的项目领域之一,他们很需要精通 WinCE 的人。 总结关于嵌入式操作系统类课程，若您觉得自己功底较深且能钻研下去，则可去学嵌入式 Linux；若您觉得自己 VC+功底较好且想短平快地学嵌入式开发，则我院的 WinCE 课程是最好的选择。 (3) 嵌入式开发的其它相关软件课程 搞嵌入式若能熟悉嵌入式应用的一些主要领域，这样的

14、人更受企业欢迎。主要的相关领域包括： A、数字图像压缩技术：这是嵌入式最重要最热门的应用领域之一，主要是应掌握 MPEG 编解码算法和技术，如 DVD、MP3 、PDA 、高精电视、机顶盒等都涉及 MPEG 高速解码问题。为此，我院已预订了一位能开设数字图像处理课程的博士。 B、通信协议及编程技术：这包括传统的 TCP/IP 协议和热门的无线通信协议。首先，大多数嵌入式设备都要连入局域网或 Internet，所以首先应掌握 TCP/IP协议及其编程，这是需首要掌握的基本技术；其次，无线通信是目前的大趋势，所以掌握无线通信协议及编程也是是很重要的。无结通信协议包括无线局域网通信协议 802.11

15、 系列，Bluetooth，以及移动通信（如 GPRS、GSM 、CDMA 等）。 C、网络与信息安全技术：如加密技术，数字证书 CA 等。我院有这方面的选修课。 D、DSP 技术：DSP 是 Digital Signal Process 数字信号处理的意思，DSP 处理器通过硬件实现数字信号处理算法，如高速数据采集、压缩、解压缩、通信等。数字信号处理是电子、通信等硬件专业的课程，对于搞软件的人若能了解一下最好。目前 DSP 人才较缺。如果有信号与系统、数字信号处理等课程基础，对于学习 MPEG 编解码原理会有很大帮助。 （4）嵌入式开发的相关硬件基础 对于软件工程专业的学生，从事嵌入式软件开

16、发，像数字电路、计算机组成原理、嵌入式微处理器结构等硬件课程是较重要的。另外，汇编语言、C/C+、数据结构和算法、特别是操作系统等软件基础课也是十分重要的。我们的主要目地是能看懂硬件工作原理，但重点应是在嵌入式软件，特别操作系统级软件，那将是我们的优势。 我们的研究生里有些是学电子、通信类专业过来的，有较好的模拟电路和单片机基础，学嵌入式非常合适。嵌入式本身就是从单片机发展过来的，只是单片机不带 OS，而现在很多嵌入式应用越来越复杂，以至不得不引入嵌入式操作系统。另外，为追求更高速的信号处理速度，现在在一些速度要求较高的场合，有不少公司是将一些 DSP 算法，如 MPEG 压缩解压缩算法等用硬件来实现，这就涉及到 HDL 数字电路设计技术及其 FPGA/IP 核实现技术，这方面的人目前市场上也很缺