嵌入式初學者必知的知識和步驟

嵌入式門檻雖然較高，但也跟其他事物一樣，并不是牢不可破。只要我們用心去對待，冬雪終將化去，春風定會吹來。具體步驟如下：

1、《C語言》第二版 譚浩強； 《C程序設計語言》第二版 徐寶文譯 機械工業(yè)出版社

你能區(qū)分開指針數(shù)組和數(shù)組指針嗎？你知道函數(shù)指針嗎？

你能區(qū)分開定義一個變量時系統(tǒng)給它分配的空間與用malloc（）函數(shù)給一個變量分配的空間有什么不一樣嗎？

2、《數(shù)據(jù)結構》C語言版 　黃國愉、葉乃青編　清華大學出版社

你能合上書本，用C語言實現(xiàn)書中的單鏈表、雙鏈表數(shù)據(jù)結構嗎？

3、《實用C++程序設計》第二板 中國電力出版社 Steve_Oualline著

此階段主要是學習其面向?qū)ο蟮?a target="_blank">編程思想，加深對C語言和數(shù)據(jù)結構的理解。

4、學習單片機，最好能找個前輩帶一帶。

你能用51單片機做出一樣實際的東西嗎？即使它再簡單！
? ? ? 要注意加深對中斷的理解。

5、學習ARM單片機。

（1）、細讀《ARM微控制器基礎與實戰(zhàn)》周立工編寫（注：即使你不用書中的開發(fā)板）

（2）、細讀相關芯片的原版英文文檔。如：arm920TE.pdf　　S3C2410_1.2.pdf

6、學習uCOS??！操作系統(tǒng)。

（1）、細讀《嵌入式實時操作系統(tǒng)uC／OS－?。　返诙妗≌儇愗愖g

你能把uCOS?。∫浦驳阶约旱钠脚_上嗎？

（2）、能編寫在uCOS??！操作系統(tǒng)環(huán)境下運行的針對具體硬件的驅(qū)動程序

7、熟悉Ｌinux環(huán)境，學習Ｌinux環(huán)境編程，學習交叉編程

（1）、細讀《linux命令大全.pdf》

（2）、細讀《GNU Make 使用手冊（中譯版）.pdf》

（3）、學習創(chuàng)建交叉編程環(huán)境．

8、學習Linux操作系統(tǒng)。

（1）、《UNIX環(huán)境高級編程》

（2）、細讀“joyfire 筆記”，可在“www.qianrushi.com”網(wǎng)站的好書下載欄目獲取

（3）、細讀《linux內(nèi)核完全注釋》

（4）、細讀《understanding the linux kernel 2》

（5）、利用源代碼閱讀利器工具＂Source Insight＂進行真正的linux內(nèi)核原碼刨析

（6）、最后進行內(nèi)核移植，并能編寫在linux操作系統(tǒng)環(huán)境下運行的針對具體硬件的驅(qū)動程序

9、學習Linux設備驅(qū)動編寫。可參考《Ｌinux設備驅(qū)動程序》

10、復習C++，學習用QT進行圖形界面編程

（1）、細讀《QT編程寶典》

（2）、學會通過查看QT電子文檔進行QT GUI實地編程

（3）、學習交叉編程．（其實就是把命令qmake變?yōu)閠make）

11、當然，你也可學習一下PCB的制作和設計一個自己的CPU（即軟殼）

在嵌入式軟件方面最重要的課程包括：

（1） 嵌入式微處理器結構與應用：

這是一門嵌入式硬件基礎課程，我們說過，嵌入式是軟硬件結合的技術，搞嵌入式軟件的人應對ARM處理器工作原理和接口技術有充分了解，包括ARM的匯編指令系統(tǒng)。若不了解處理器原理，怎么能控制硬件工作，怎么能寫出節(jié)省內(nèi)存又運行高速的最優(yōu)代碼（嵌入式軟件設計特別講究時空效率），怎么能寫出驅(qū)動程序（驅(qū)動程序都是與硬件打交道的）？很多公司招聘嵌入式軟件人員時都要求熟悉ARM處理器，將來若同學到公司中從事嵌入式軟件開發(fā)，公司都會給你一本該設備的硬件規(guī)格說明書 （xxx Specification），你必須能看懂其中的內(nèi)存分布和端口使用等最基本的說明（就像x86匯編一樣），否則怎么設計軟件。有些同學覺得嵌入式處理 器課程較枯燥，這主要是硬件課程都較抽象的原因。還有同學對ARM匯編不感興趣，以為嵌入式開發(fā)用C語言就足夠了。其實不應僅是將匯編語言當成一個程序設計語言，學匯編主要是為了掌握處理器工作原理的。一個不熟悉匯編語言的人，怎么能在該處理器寫出最優(yōu)的C語言代碼。在嵌入式開發(fā)的一些關鍵部分，有時還必須寫匯編，如Bootloader等（可能還包括BSP）。特別是在對速度有極高要求的場合（如DSP處理器的高速圖像采集和圖像解壓縮），目前還會用到匯編寫程序的，盡管用到的機會相對C要小得多。當你在一個嵌入式公司工作時，在查看描述原理的手冊時，可能很多都是用匯編描述的，這是因為很多硬件設計人員只會寫或者喜歡用匯編描述，此時你就必須看懂匯編程序，否則軟硬件人員可能就無法交流。很多嵌入式職位招聘時都要求熟悉匯編。

［小知識］ 目前嵌入式處理器常見的有ARM、PowerPC、MIPS、Motorola 68K、ColdFire （冷火）等，但ARM占據(jù)了絕對主流（有資料說手機中幾乎90%都是ARM處理器）。ARM是一個只賣知識產(chǎn)權的公司，目前獲得購買了ARM CPU核授權許可的大公司很多，包括Intel、Samsung、Amstel、Motorola、Philip等，他們都在ARM CPU核的基礎上進行了一些外圍擴展，形成自己的處理器（如Samsung S3C2410，Motorola i.MXL9328等處理器都是采用ARM 9內(nèi)核，指令一級是相同的）。而眾多中小公司又購買了這些處理器，設計了各種各樣的開發(fā)板，如華恒等國內(nèi)很多著名嵌入式公司都生產(chǎn)基于SamsungS3C2410的開發(fā)板，供最終用戶使用或供教學實驗。在ARM這個食物鏈上，ARM公司是大魚，Intel、Samsung等公司是小魚，而華恒等則是蝦米，最終用戶（我們這些要采購嵌入式開發(fā)板的）則是喂蝦米的。Intel早期生產(chǎn)的是低端ARM（StrongARM，相當于ARM 7），現(xiàn)在轉向主要生產(chǎn)高端ARM（即Intel Xscale處理器，屬于ARMv5家族，主要用在高端PDA上，如HP和DELL生產(chǎn)的PDA都采用Intel Xscale，價格較高）。目前應用最多的是ARM 7和ARM 9兩類處理器。 ARM 7較便宜，可跑uclinux（是一個不支持高級內(nèi)存管理功能的嵌入式Linux系統(tǒng)統(tǒng)）、Vxworks、uc/os II等實時操作系統(tǒng)，但因處理器不帶內(nèi)存管理單元MMU（無內(nèi)存分頁和地址映射機制，所以不能使用虛擬內(nèi)存），所以不能跑WindowsCE，另外通用Linux中的某些內(nèi)存管理功能也不能用在ARM 7上。ARM 9大都是一個帶MMU功能的高端處理器，可跑WinCE或通用Linux的大多數(shù)功能。ARM7和ARM9的區(qū)別是在與體系結構上，前者是馮·諾伊曼結 構，后者是哈佛結構——指令和數(shù)據(jù)總線是分開的。以上是我的一點了解，可能有不對的地方。我們學院有十幾套ARM 7開發(fā)系統(tǒng)（采用SamsungS3C44b0x開發(fā)板，主要用于嵌入式處理器結構、實時操作系統(tǒng)等課程實驗用），ARM 9的系統(tǒng)好象也已經(jīng)到了（采用的芯片我不知道也沒去問），還有以前的十幾套MPC860開發(fā)板（聽說價格都很貴，很容易損壞），同學應愛護使用和珍惜這樣 的實驗機會。

（2） 嵌入式操作系統(tǒng)類課程

除了WinCE的實時性稍差外，大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)的實時性都很強，所以也可稱為實時操作系統(tǒng)Real Time OperatingSystem.從事嵌入式的人至少須掌握一個嵌入式操作系統(tǒng)，這在嵌入式的所有技術中是最為關鍵的了。目前最重要的RTOS主要包括：

第一類、傳統(tǒng)的經(jīng)典RTOS：最主要的便是Vxworks操作系統(tǒng)，以及其Tornado開發(fā)平臺。Vxworks因出現(xiàn)稍早，實時性很強（據(jù)說可在1ms內(nèi)響應外部事件請求），并且內(nèi)核可極微（據(jù)說最小可8K），可靠性較高等，所以在北美，Vxworks占據(jù)了嵌入式系統(tǒng)的多半 疆山。特別是在通信設備等實時性要求較高的系統(tǒng)中，幾乎非Vxworks莫屬。Vxworks的很多概念和技術都和Linux很類似，主要是C語言開發(fā)。像Bell- alcatel、Lucent、華為等通信企業(yè)在開發(fā)產(chǎn)品時，Vxworks用得很多。但Vxworks因價格很高，所以一些小公司或小產(chǎn)品中往往用不 起。目前很多公司都在往嵌入式Linux轉（聽說華為目前正在這樣轉）。但無論如何，Vxworks在一段長時間內(nèi)仍是不可動搖的。與Vxworks類似 的稍有名的實時操作系統(tǒng)還有pSOS、QNX、Nucleus等RTOS。

第二類、嵌入式Linux操作系統(tǒng)：Linux的前途除作為服務器操作系統(tǒng)外，最成功的便是在嵌入式領域的應用，原因當然是免費、開源、支持軟件多、呼擁者眾，這樣嵌入式產(chǎn)品成本會低。Linux本身不是一個為嵌入式設計的操作系統(tǒng)，不是微內(nèi)核的，并且實時性不強。

目前應用在嵌入式領域的Linux系統(tǒng)主要有兩種：

一種是專為嵌入式設計的已被裁減過的Linux系統(tǒng)，最常用的是uClinux（不帶MMU功能），目前占較大應用份額，可在ARM7上跑；另一種是跑在 ARM9上的，一般是將Linux2.4.18內(nèi)核移植在其上，可使用更多的Linux功能（當然uClinux更可跑在ARM 9上）。很多人預測，嵌入式Linux預計將占嵌入式操作系統(tǒng)的50%以上份額，非常重要。缺點是熟悉Linux的人太少，開發(fā)難度稍大。另外，目前我們 能發(fā)現(xiàn)很多教材和很多大學都以ucOS/II為教學用實時操作系統(tǒng)，這主要是由于ucOS/II較簡單，且開源，非常適合入門者學習實時操作系統(tǒng)原理，但由于ucOS/II功能有限，實用用得較少。況且熟悉了Linux開發(fā)，不僅在嵌入式領域有用，對開發(fā)Linux應用軟件，對加深操作系統(tǒng)的認識也有幫 助，可謂一舉多得。據(jù)我所知，目前Intel、Philip都在大搞ARM+LINUX的嵌入式開發(fā)，F(xiàn)ujitum則是在自己的處理器上大搞Linux 開發(fā)。目前在嵌入式Linux領域，以下幾個方面的人特別難找，一是能將Linux移植到某個新型號的開發(fā)版上；二是能寫Linux驅(qū)動程序的人；三是熟悉Linux內(nèi)核裁減和優(yōu)化的人。不過LINUX有一個硬傷，就是沒有WINDOWS那樣的友好方便美觀的交互界面，不然微軟帝國早就守不住了。

第三類、 Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)：Microsoft也看準了嵌入式的巨大市場，MS永遠是最厲害的，WinCE出來只有幾年時間，但目前已占據(jù)了很大市場份額，特別是在PDA、手機、顯示儀表等界面要求較高或者要求快速開發(fā)的場合，WinCE目前已很流行（據(jù)說有一家賣工控機的公司板子賣得太好，以至來不及為客戶裁減WinCE）。WinCE目前主要為4.2版（.NET），開發(fā)平臺主要為WinCE Platform Builder，有時也用EVC環(huán)境開發(fā)一些較上層的應用，由于WinCE開發(fā)都是大家熟悉的VC++環(huán)境，所以我院學過Windows程序設計課程的同 學都不會有多大難度，這也是WinCE容易被人們接受的原因，開發(fā)環(huán)境方便快速，微軟的強大技術支持，WinCE開發(fā)難度遠低于嵌入式Linux。對于急于完成，不想拿嵌入式Linux冒險的開發(fā)場合，WinCE是最合適了（找嵌入式Linux的人可沒那么好找的），畢竟公司不能像學生學習那樣試試看，保證開發(fā)成功更重要。根據(jù)不同的側重點，WinCE還有兩個特殊版本，一個是MSPocketPC操作系統(tǒng)專用于PDA上（掌上電腦），另一個是MS SmartPhone操作系統(tǒng)用于智能手機上（帶PDA功能的手機），兩者也都屬于WinCE平臺。在PDA和手機市場上，除WinCE外，著名的PDA 嵌入式操作系統(tǒng)還有Palm OS（因出現(xiàn)很早，很有名）、Symbian等，但在WinCE的強勁沖擊下，Palm和Symbian來日還能有多長？同學學過VC++后再學 WinCE，非常方便自然，通過學習WinCE同樣也可了解嵌入式軟件的一般開發(fā)過程，對Linux有懼怕心理的同學也很合適。很顯然，嵌入式Linux 永遠不可能替代WinCE，而且將來誰占份額大還很難講，畢竟很多人更愿意接受MS的平臺，就像各國政府都在大力推LINUX已好長時間，但你能看到幾個 在PC機上真正使用LINUX的用戶？據(jù)我觀察，目前在嵌入式平臺上，LINUX是叫得最響，但還是WinCE實際用得更多。嵌入式LINUX可能更多地是一些有長遠產(chǎn)品計劃的公司，為降低成本而進行長遠考慮.WinCE和多媒體（如MPEG技術）是微軟亞洲工程院目前做得較多的項目領域之 一，現(xiàn)在社會很需要精通WinCE的人?，F(xiàn)在有WINCE的智能手機，金山詞霸、WORD、EXCEL、REGEDIT等居然都有 smartphone版的，PC上的MP3、DOC等居然在download時都可被自動轉換成smartphone格式，很爽的。完全可用 Windows CE自己開發(fā)一些需要的程序download到自己的手機上?，F(xiàn)在市面銷售PDA智能手機火爆，MS總是財源滾滾。

總結關于嵌入式操作系統(tǒng)類課程，若你覺得自己功底較深且能鉆研下去，則可去學嵌入式Linux；若你覺得自己VC++功底較好且想短平快地學嵌入式開發(fā)，自學WINCE是非常好的選擇。

（3） 嵌入式開發(fā)的相關領域

搞嵌入式若能熟悉嵌入式應用的一些主要領域，這樣的人更受企業(yè)歡迎。主要的相關領域包括：

A、數(shù)字圖像壓縮技術：這是嵌入式最重要最熱門的應用領域之一，主要是應掌握MPEG編解碼算法和技術，如DVD、MP3、PDA、高精電視、機頂盒等都涉及MPEG高速解碼問題。

B、通信協(xié)議及編程技術：這包括傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議和熱門的無線通信協(xié)議。首先，大多數(shù)嵌入式設備都要連入局域網(wǎng)或Internet，所以首先應掌握 TCP/IP協(xié)議及其編程，這是需首要掌握的基本技術；其次，無線通信是目前的大趨勢，所以掌握無線通信協(xié)議及編程也是是很重要的。無線通信協(xié)議包括無線局域網(wǎng)通信協(xié)議802.11系列，Bluetooth，以及移動通信（如GPRS、GSM、CDMA等）。

C、網(wǎng)絡與信息安全技術：如加密技術，數(shù)字證書CA，以及各種網(wǎng)絡安全設備，包括硬件防火墻，入侵檢測IDS，還有防毒墻，IPS等，中國在這方面還是沒有自己優(yōu)勢的，我們陳院長好象正在往這方面發(fā)展。

D、 DSP技術：DSP是Digital Signal Process數(shù)字信號處理的意思，DSP處理器通過硬件實現(xiàn)數(shù)字信號處理算法，如高速數(shù)據(jù)采集、壓縮、解壓縮、通信等。數(shù)字信號處理是電子、通信等硬件 專業(yè)的課程，對于搞軟件的人若能了解一下最好。目前DSP人才較缺。如果有信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理等課程基礎，對于學習MPEG編解碼原理會有很大幫助。

（4）嵌入式開發(fā)的相關硬件基礎

對于軟件工程專業(yè)的學生，從事嵌入式軟件開發(fā)，像數(shù)字電路、計算機組成原理、嵌入式微處理器結構等硬件課程是較重要的。另外，匯編語言、C/C++ 數(shù)據(jù)結構算法、特別是操作系統(tǒng)等軟件基礎課也是十分重要的。我們的主要目地是能看懂硬件工作原理，但重點應是在嵌入式軟件，特別操作系統(tǒng)級軟件，那將是我們的優(yōu)勢。我們的研究生里有些是學電子、通信類專業(yè)過來的，有較好的模擬電路和單片機基礎，學嵌入式非常合適。嵌入式本身就是從單片機發(fā)展過來的，只是單片機不帶OS，而現(xiàn)在很多嵌入式應用越來越復雜，以至不得不引入嵌入式操作系統(tǒng)。另外，為追求更高速的信號處理速度，現(xiàn)在在一些速度要求較高場合，有不少公司是將一些DSP算法，如MPEG壓縮解壓縮算法等用硬件來實現(xiàn)，這就涉及到HDL數(shù)字電路設計技術及其 FPGA/IP核實現(xiàn)技術，這方面的人目前市場上也很缺。

學習嵌入式系統(tǒng)的10點建議

現(xiàn)在，國內(nèi)似乎在進行一個全民學習嵌入式的運動，但據(jù)了解，很多人在整個學習的過程中，由于某些技術領域的空白或者是技術尚未成熟，再加上個人學習方法不正確，給個人的學習造成了極大的阻礙，遇到這種情況該如何解決？根據(jù)本人有限的學習經(jīng)驗，給學習嵌入式的人以下10點建議：

1.　遇到問題，首先進入baidu.com、www.google.com（或是其他搜索引擎）搜索一下，任何一個嵌入式工程師都不敢否認，這是學習嵌入式最好的老師！

2.　盡可能多的論壇，遇到問題，及時發(fā)貼，情況緊急的時候，可以在不同的論壇同時發(fā)貼，這樣，并行處理你的問題也許會解決得更快些。

3.　 盡可能多的結交嵌入式高手，最好是在公司上班的嵌入式工程師，他們有一個優(yōu)勢：了解市場，了解業(yè)界的發(fā)展動態(tài)。和他們多混混，對尚未上班的學習者來說，是非常有必要的。

4.　 要經(jīng)常進入一些好的嵌入式網(wǎng)站，尤其是一些國外的網(wǎng)站，去看看嵌入式的發(fā)展動態(tài)，并且，要把這些網(wǎng)站都收集起來。。。

5.　 如果可能，我建議大家在網(wǎng)上訂一下電子刊物，這些電子刊物是按時發(fā)到你郵箱的，那些資訊都是最新的，可以說是很前衛(wèi)的了。。。。。如果資金允許，建議報名參加嵌入式培訓班，

6.　相信自己的選擇，相信自己行業(yè)的發(fā)展前景，要對自己的選擇和自己的行業(yè)有濃厚的興趣，這一點做不到，你就很難學到很高深的層次！

7.　追求要執(zhí)著！剛開始學習嵌入式系統(tǒng)，肯定會遇到很多問題，我當時也是這樣，學了三個多月，好像一點進展都沒有，我在懷疑：難道我不適合搞嵌入式？當時我也想過放棄，但心里太不甘心了，腳都踏出了一只，我不能就這樣屈了！于是就硬上，不斷的琢磨。。。。（現(xiàn)在，終于知道什么是嵌入式linux了，哈哈。。。。）

8.　不要對自己要求過高，只要你比昨天進步了一點，你就離成功又近了一步！學習嵌入式也忌浮氣燥（其實這一點，我最有感觸！），也就是要踏實。

9.　萬丈高樓平地起，不要忽略了低層的東西，你越是學習到高層的技術，越是發(fā)覺低層的東西有用，這些大家以后會有所體會的！我大一學習51單片機的時候，感覺它沒什么用處，大二學習ARM處理器，才知道，沒有51的基礎，可能還不知道要多花多少時間才能搞懂ARM的硬件。

10. 系統(tǒng)的選型的問題。現(xiàn)在的開源操作系統(tǒng)已經(jīng)很多了，并且也做得非常成熟，初學者也會為此而煩惱。目前較為流行的嵌入式操作系統(tǒng)有：linux，winCE，VxWork，uC/OS2等等。。。。主要區(qū)別在于實時性的問題。如果你是搞自控（像我學習的專業(yè)，不過我不玩控制的。。。。），學習實時性高一點的操作系統(tǒng)更有幫助，如VxWork.如果你想以后搞民用產(chǎn)品，如手機，機頂盒，終端設備之類的，學習linux，winCE這些方便于多任務運行的操作系統(tǒng)較好！建議你在學習之前先了解該系統(tǒng)的市場占有率，學東西得看看學完它之后到底有沒有作為啊，否則，你就一輩子只有自己玩系統(tǒng)啰。。.