基于ARM平臺的嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)

精品文檔-下載后可編輯基于ARM平臺的嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，有計算機功能但又不稱之為計算機的設(shè)備或器材。它是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。簡單地說，嵌入式系統(tǒng)集系統(tǒng)的應(yīng)用軟件與硬件于一體，類似于PC中BIOS的工作方式，具有軟件代碼小、高度自動化、響應(yīng)速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務(wù)的體系。嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成，它是可獨立工作的"器件".

嵌入式系統(tǒng)幾乎包括了生活中的所有電器設(shè)備，如掌上PDA、移動計算設(shè)備、電視機頂盒、手機上網(wǎng)、數(shù)字電視、多媒體、汽車、微波爐、數(shù)字相機、家庭自動化系統(tǒng)、電梯、空調(diào)、安全系統(tǒng)、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設(shè)備、工業(yè)自動化儀表與醫(yī)療儀器等。

嵌入式系統(tǒng)的硬件部分，包括處理器/微處理器、存儲器及外設(shè)器件和I/O端口、圖形控制器等。嵌入式系統(tǒng)有別于一般的計算機處理系統(tǒng)，它不具備像硬盤那樣大容量的存儲介質(zhì)，而大多使用EPROM、EEPROM或閃存（FlashMemory）作為存儲介質(zhì)。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（要求實時和多任務(wù)操作）和應(yīng)用程序編程。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。

根據(jù)現(xiàn)狀，嵌入式計算機可分成下面幾類。

（1）嵌入式微處理器（EmbeddedMicroprocessorUnit,EMPU）

嵌入式微處理器采用"增強型"通用微處理器。由于嵌入式系統(tǒng)通常應(yīng)用于環(huán)境比較惡劣的環(huán)境中，因而嵌入式微處理器在工作溫度、電磁兼容性以及可靠性方面的要求較通用的標準微處理器高。但是，嵌入式微處理器在功能方面與標準的微處理器基本上是一樣的。根據(jù)實際嵌入式應(yīng)用要求，將嵌入式微處理器裝配在專門設(shè)計的主板上，只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的主板功能，這樣可以大幅度減小系統(tǒng)的體積和功耗。和工業(yè)控制計算機相比，嵌入式微處理器組成的系統(tǒng)具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點，但在其電路板上必須包括ROM、RAM、總線接口、各種外設(shè)等器件，從而降低了系統(tǒng)的可靠性，技術(shù)保密性也較差。由嵌入式微處理器及其存儲器、總線、外設(shè)等安裝在一塊電路主板上構(gòu)成一個通常所說的單板機系統(tǒng)。嵌入式處理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM系列等。

（2）嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit,MCU）

嵌入式微控制器又稱單片機，它將整個計算機系統(tǒng)集成到一塊芯片中。嵌入式微控制器一般以某種微處理器內(nèi)核為，根據(jù)某些典型的應(yīng)用，在芯片內(nèi)部集成了ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時/計數(shù)器、看門狗、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、FlashRAM、EEPROM等各種必要功能部件和外設(shè)。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，對功能的設(shè)置和外設(shè)的配置進行必要的修改和裁減定制，使得一個系列的單片機具有多種衍生產(chǎn)品，每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都相同，不同的是存儲器和外設(shè)的配置及功能的設(shè)置。這樣可以使單片機限度地和應(yīng)用需求相匹配，從而減少整個系統(tǒng)的功耗和成本。和嵌入式微處理器相比，微控制器的單片化使應(yīng)用系統(tǒng)的體積大大減小，從而使功耗和成本大幅度下降、可靠性提高。由于嵌入式微控制器目前在產(chǎn)品的品種和數(shù)量上是所有種類嵌入式處理器中多的，而且上述諸多優(yōu)點決定了微控制器是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的主流。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富，適合于控制，因此稱為微控制器。通常，嵌入式微處理器可分為通用和半通用兩類，比較有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、68300等。而比較有代表性的半通用系列，如支持USB接口的MCU8XC930/931、C540、C541;支持I2C、CAN總線、LCD等的眾多專用MCU和兼容系列。目前MCU約占嵌入式系統(tǒng)市場份額的70%.

（3）嵌入式DSP處理器（EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP

在數(shù)字信號處理應(yīng)用中，各種數(shù)字信號處理算法相當復(fù)雜，這些算法的復(fù)雜度可能是O（nm）的，甚至是NP的，一般結(jié)構(gòu)的處理器無法實時的完成這些運算。由于DSP處理器對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進行了特殊設(shè)計，使其適合于實時地進行數(shù)字信號處理。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等方面，DSP算法正大量進入嵌入式領(lǐng)域，DSP應(yīng)用正從在通用單片機中以普通指令實現(xiàn)DSP功能，過渡到采用嵌入式DSP處理器。嵌入式DSP處理器有兩類：（1）DSP處理器經(jīng)過單片化、EMC改造、增加片上外設(shè)成為嵌入式DSP處理器，TI的TMS320C2000/C5000等屬于此范疇；（2）在通用單片機或SOC中增加DSP協(xié)處理器，例如Intel的MCS-296和Infineon（Siemens）的TriCore.另外，在有關(guān)智能方面的應(yīng)用中，也需要嵌入式DPS處理器，例如各種帶有智能邏輯的消費類產(chǎn)品，生物信息識別終端，帶有加解密算法的鍵盤，ADSL接入、實時語音壓解系統(tǒng)，虛擬現(xiàn)實顯示等。這類智能化算法一般都是運算量較大，特別是向量運算、指針線性尋址等較多，而這些正是DSP處理器的優(yōu)勢所在。嵌入式DSP處理器比較有代表性的產(chǎn)品是TI的TMS320系列和Motorola的DSP56000系列。TMS320系列處理器包括用于控制的C2000系列、移動通信的C5000系列，以及性能更高的C6000和C8000系列。DSP56000目前已經(jīng)發(fā)展成為DSP56000、DSP56100、DSP56200和DSP56300等幾個不同系列的處理器。另外，Philips公司近也推出了基于可重置嵌入式DSP結(jié)構(gòu)，采用低成本、低功耗技術(shù)制造的R.E.A.LDSP處理器，其特點是具備雙Harvard結(jié)構(gòu)和雙乘/累加單元，應(yīng)用目標是大批量消費類產(chǎn)品。

（4）嵌入式片上系統(tǒng)（SystemOnChip,SOC）

隨著EDI的推廣和VLSI設(shè)計的普及化，以及半導(dǎo)體工藝的迅速發(fā)展，可以在一塊硅片上實現(xiàn)一個更為復(fù)雜的系統(tǒng)，這就產(chǎn)生了SOC技術(shù)。各種通用處理器內(nèi)核將作為SOC設(shè)計公司的標準庫，和其他許多嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣，成為VLSI設(shè)計中一種標準的器件，用標準的VHDL、Verlog等硬件語言描述，存儲在器件庫中。用戶只需定義出其整個應(yīng)用系統(tǒng)，仿真通過后就可以將設(shè)計圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除某些無法集成的器件以外，整個嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡單，對于減小整個應(yīng)用系統(tǒng)體積和功耗、提高可靠性非常有利。SOC可分為通用和專用兩類，通用SOC如Infineon（Siemens）的TriCore、Motorola的M-Core,以及某些ARM系列器件，如Echelon和Motorola聯(lián)合研制的Neuron芯片等；專用SOC一般專用于某個或某類系統(tǒng)中，如Philips的SmartXA,它將XA單片機內(nèi)核和支持超過2048位復(fù)雜RSA算法的CCU單元制作在一塊硅片上，形成一個可加載Java或C語言的專用SOC,可用于互聯(lián)網(wǎng)安全方面。

本文將從技術(shù)和就業(yè)經(jīng)驗等角度為即將進入嵌入式開發(fā)的程序員們，詳細講述了嵌入的概念，嵌入式開發(fā)之間的異同以及應(yīng)該如何做出選擇，希望對大家有所幫助。

一、嵌入式系統(tǒng)的概念

主要從三個方面上來理解。

1、從硬件上，將基于CPU的處圍器件，整合到CPU芯片內(nèi)部，比如早期基于X86體系結(jié)構(gòu)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(nèi)部，還有PC機有顯卡，而多數(shù)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IntelXscale架構(gòu)下的IXP網(wǎng)絡(luò)處理器CPU內(nèi)部集成PCI控制器（可配成支持4個PCI從設(shè)備或配成自身為CPI從設(shè)備）；還集成3個NPE網(wǎng)絡(luò)處理器引擎，其中兩個對應(yīng)于兩個MAC地址，可用于網(wǎng)關(guān)交換用，而另外一個NPE網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)功能。IXP系列主頻可以達到1.8G,支持2G內(nèi)存，1G×10或10G×1的以太網(wǎng)口或Febrechannel的光通道。IXP系列應(yīng)該是目標基于ARM體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下由intel進行整合后成Xscale內(nèi)核的的處理器了。

2、從軟件上前，就是在定制操作系統(tǒng)內(nèi)核里將應(yīng)用一并選入，編譯后將內(nèi)核到ROM中。而在定制操作系統(tǒng)內(nèi)核時所選擇的應(yīng)用程序組件就是完成了軟件的"嵌入",比如WinCE在內(nèi)核定制時，會有相應(yīng)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。

3、把軟件內(nèi)核或應(yīng)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(cè)重于理解型的定義，書上的定義也有很多，但在這個領(lǐng)域范圍內(nèi)，誰都不敢說自己的定義是十分確切的，包括那些學(xué)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(xué)科

二、嵌入式系統(tǒng)的分層與的分類

嵌入式系統(tǒng)分為4層，硬件層、驅(qū)動層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層。

1、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(qū)動層的基礎(chǔ)，一個的驅(qū)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(shè)計的，同時還要對操作系統(tǒng)內(nèi)核及其調(diào)度性相當?shù)氖煜さ?。但硬件平臺是基礎(chǔ)，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、信息工程類的人來搞，需要掌握的基礎(chǔ)知識有，單片機原理及接口技術(shù)、微機原理及接口技術(shù)、C語言。

2、驅(qū)動層，這部分比較難，驅(qū)動工程師不僅要能看懂電路圖還要能對操作系統(tǒng)內(nèi)核十分的精通，以便其所寫的驅(qū)動程序在系統(tǒng)調(diào)用時，不會獨占操作系統(tǒng)時間片，而導(dǎo)至其它任務(wù)不能動行，不懂操作系統(tǒng)內(nèi)核架構(gòu)和實時調(diào)度性，沒有良好的驅(qū)動編寫風(fēng)格，按大多數(shù)書上所說添加的驅(qū)動的方式，很多人都能做到，但可能連個初級的驅(qū)動工程師的水平都達不到，這樣所寫的驅(qū)動在應(yīng)用調(diào)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(qū)動人員沒有三、四年功底，操作系統(tǒng)內(nèi)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)四層中可是的。

驅(qū)動層比較適合于電子、通信、自動化、機電一體、信息工程類尤其是計算機偏體系結(jié)構(gòu)類的人來搞，除硬件層所具備的基礎(chǔ)學(xué)科外，還要對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、操作系統(tǒng)原理、編譯原理都要十分精通了解。

3、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(qū)動工程師來完成。操作系統(tǒng)是負責(zé)系統(tǒng)任務(wù)的調(diào)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(jù)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。

4、應(yīng)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(shù)調(diào)用，到操作系統(tǒng)下只是編譯和開發(fā)環(huán)境有相應(yīng)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)中涉及算法的由算法的人來處理的，不必歸結(jié)到嵌入式系統(tǒng)范疇內(nèi)。但如果涉及嵌入式系統(tǒng)下面嵌入式數(shù)據(jù)庫、基于嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)編程和基于某此應(yīng)用層面的協(xié)議應(yīng)用開發(fā)（比如基于SIP、H.323、Astrisk）方面又較為復(fù)雜，并且有難度了。

5、嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展

嵌入式操作系統(tǒng)伴隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了4個比較明顯的階段。

階段是無操作系統(tǒng)的嵌入算法階段，是以單芯片為的可編程控制器形式的系統(tǒng)，同時具有與監(jiān)測、伺服、指示設(shè)備相配合的功能。這種系統(tǒng)大部分應(yīng)用于一些性極強的工業(yè)控制系統(tǒng)中，一般沒有操作系統(tǒng)的支持，通過匯編語言編程對系統(tǒng)進行直接控制，運行結(jié)束后清除內(nèi)存。這一階段系統(tǒng)的主要特點是：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能都相對單一，處理效率較低，存儲容量較小，幾乎沒有用戶接口。由于這種嵌入式系統(tǒng)使用簡便、價格很低，以前在國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍，但是已經(jīng)遠遠不能適應(yīng)高效的、需要大容量存儲介質(zhì)的現(xiàn)代化工業(yè)控制和新興的信息家電等領(lǐng)域的需求。

第二階段是以嵌入式CPU為基礎(chǔ)、以簡單操作系統(tǒng)為的嵌入式系統(tǒng)。這一階段系統(tǒng)的主要特點是：CPU種類繁多，通用性比較差；系統(tǒng)開銷小，效率高；一般配備系統(tǒng)仿真器，操作系統(tǒng)具有一定的兼容性和擴展性；應(yīng)用軟件較，用戶界面不夠友好；系統(tǒng)主要用來控制系統(tǒng)負載以及監(jiān)控應(yīng)用程序運行。

第三階段是通用的嵌入式實時操作系統(tǒng)階段，是以嵌入式操作系統(tǒng)為的嵌入式系統(tǒng)。這一階段系統(tǒng)的主要特點是：嵌入式操作系統(tǒng)能運行于各種不同類型的微處理器上，兼容性好；操作系統(tǒng)內(nèi)核精小、效率高，并且具有高度的模塊化和擴展性；具備文件和目錄管理、設(shè)備支持、多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)支持、圖形窗口以及用戶界面等功能；具有大量的應(yīng)用程序接口（API）,開發(fā)應(yīng)用程序簡單；嵌入式應(yīng)用軟件豐富。

第四階段是以基于Internet為標志的嵌入式系統(tǒng)，這是一個正在迅速發(fā)展的階段。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于Internet之外，但隨著Internet的發(fā)展以及Internet技術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)等結(jié)合日益密切，嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合將代表著嵌入式技術(shù)的真正未來。

三、目標與定位

先有目標，再去定位。

學(xué)ARM,從硬件上講，一方面就是學(xué)習(xí)接口電路設(shè)計，另一方面就是學(xué)習(xí)匯編和C語言的板級編程。如果從軟件上講，就是要學(xué)習(xí)基于ARM處理器的操作系統(tǒng)層面的驅(qū)動、移植了。這些對于初學(xué)都來說必須明確，要么從硬件著手開始學(xué)，要么從操作系統(tǒng)的熟悉到應(yīng)用開始學(xué)，但不管學(xué)什么，只要不是純的操作系統(tǒng)級以上基于API的應(yīng)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(qū)動程的人，ARM的接口電路設(shè)計、ARM的C語言和匯編語言編程及調(diào)試開發(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，自己的目標是什么，自己要在那一層面上走。然后再著手學(xué)習(xí)較好，與ARM相關(guān)的嵌入式系統(tǒng)的較為實際的兩個層面硬件層和驅(qū)動層，不管學(xué)好了那一層都會很有前途的。

如果想從嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用層面的走的話，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(yīng)用與相應(yīng)開發(fā)工具鏈，比如WinCe操作系統(tǒng)下的EVC應(yīng)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(lǐng)域的基于SIP或H.323協(xié)議的應(yīng)用層開發(fā)，或是基于嵌入式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的開發(fā)等等。

對于初學(xué)者來講，要量力而行，不要認為驅(qū)動層工資高就把它當成方向了，要結(jié)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(yīng)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。

四、開發(fā)系統(tǒng)選擇

很多ARM初學(xué)者都希望有一套自己能用的系統(tǒng)，但他們住住會產(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還應(yīng)該理智，開發(fā)系統(tǒng)的選擇終要看自己往嵌入式系統(tǒng)的那個方向上走，是做驅(qū)動開發(fā)還是應(yīng)用，還是做嵌入式系統(tǒng)硬件層設(shè)計與板級測試。如果想從操作系統(tǒng)層面或應(yīng)用層面上走，不管是驅(qū)動還是應(yīng)用，那當然處理器性能越高越好了，但這個東西自學(xué)，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。

嵌入式實時操作系統(tǒng)在目前的嵌入式應(yīng)用中用得越來越廣泛，尤其在功能復(fù)雜、系統(tǒng)龐大的應(yīng)用中顯得愈來愈重要。

首先，嵌入式實時操作系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的可靠性。在控制系統(tǒng)中，出于安全方面的考慮，要求系統(tǒng)起碼不能崩潰，而且還要有自愈能力。不僅要求在硬件設(shè)計方面提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性，而且也應(yīng)在軟件設(shè)計方面提高系統(tǒng)的抗干擾性，盡可能地減少安全漏洞和不可靠的隱患。長期以來的前后臺系統(tǒng)軟件設(shè)計在遇到強干擾時，使得運行的程序產(chǎn)生異常、出錯、跑飛，甚至死循環(huán)，造成了系統(tǒng)的崩潰。而實時操作系統(tǒng)管理的系統(tǒng)，這種干擾可能只是引起若干進程中的一個被破壞，可以通過系統(tǒng)運行的系統(tǒng)監(jiān)控進程對其進行修復(fù)。通常情況下，這個系統(tǒng)監(jiān)視進程用來監(jiān)視各進程運行狀況，遇到異常情況時采取一些利于系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的措施，如把有問題的任務(wù)清除掉。

其次，提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。在嵌入式實時操作系統(tǒng)環(huán)境下，開發(fā)一個復(fù)雜的應(yīng)用程序，通?？梢园凑哲浖こ讨械慕怦钤瓌t將整個程序分解為多個任務(wù)模塊。每個任務(wù)模塊的調(diào)試、修改幾乎不影響其他模塊。商業(yè)軟件一般都提供了良好的多任務(wù)調(diào)試環(huán)境。再次，嵌入式實時操作系統(tǒng)充分發(fā)揮了32位CPU的多任務(wù)潛力。32位CPU比8、16位CPU快，另外它本來是為運行多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)而設(shè)計的，特別適于運行多任務(wù)實時系統(tǒng)。32位CPU采用利于提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性的設(shè)計，使其更容易做到不崩潰。例如，CPU運行狀態(tài)分為系統(tǒng)態(tài)和用戶態(tài)。將系統(tǒng)堆棧和用戶堆棧分開，以及實時地給出CPU的運行狀態(tài)等，允許用戶在系統(tǒng)設(shè)計中從硬件和軟件兩方面對實時內(nèi)核的運行實施保護。如果還是采用以前的前后臺方式，則無法發(fā)揮32位CPU的優(yōu)勢。

從某種意義上說，沒有操作系統(tǒng)的計算機（裸機）是沒有用的。在嵌入式應(yīng)用中，只有把CPU嵌入到系統(tǒng)中，同時又把操作系統(tǒng)嵌入進去，才是真正的計算機嵌入式應(yīng)用。

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(nèi)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(guān)了，而且內(nèi)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(zhuǎn)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(shè)計還是軟件驅(qū)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(guān)技能",因為一個人不可能在短短幾年內(nèi)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(shù)十家小公司（市價幾千萬）的公司生產(chǎn)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(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(shè)計，在軟件上講是操作系統(tǒng)方面相關(guān)接口驅(qū)動及應(yīng)用開發(fā)經(jīng)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(shù)百人，在這些方面還是深有體會的。

我個人認為三星的S3C44b0對初學(xué)者來說比較合適，為什么這么說哪？因為接口資源比較豐富，技術(shù)成熟，資料較多，應(yīng)該十分適合于初學(xué)者，有問題可能很容易找人幫且解決，因為大多數(shù)人都很熟悉，就如同51類的單片機，有N多位級的人物可以給你幫忙，相關(guān)問題得以很快解答，所然業(yè)界認為這款A(yù)RM都做用得爛了，但對于初學(xué)者來，就卻是件好事。

因此開發(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。

五、如何看待培訓(xùn)

首先說說我自己，我目前從業(yè)近十年，與國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)行業(yè)共同起步，一直站在嵌入式系統(tǒng)行業(yè)前沿，設(shè)計過多款高端嵌入式系統(tǒng)平臺產(chǎn)品并為眾多公司提供過解決方案，離職前為從事VOIP的美資公司設(shè)計IP-PBX,歷任項目經(jīng)理、項目主管、技術(shù)總監(jiān)、部門經(jīng)理，積累眾多人脈，并集多年經(jīng)驗所得，考慮到學(xué)生就業(yè)與公司招人的不相匹配，公司想招人招不到，而學(xué)生和剛畢業(yè)的工程師想找份工作也不太容易，于此力創(chuàng)知天行科技有限公司，開展嵌入式系統(tǒng)教育培訓(xùn)。

因一線的科研人員和一線的教師不相接觸，導(dǎo)至國內(nèi)嵌入式人才缺乏，國外高校的技術(shù)超前于業(yè)界公司，而國內(nèi)情況是業(yè)界公司方面的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)要遠遠于高校。為架構(gòu)業(yè)界與高校溝通的橋梁，把先進技能帶給高校學(xué)子，為學(xué)生在就業(yè)競爭中打造一張，并為業(yè)界工程師快速提升實現(xiàn)自我創(chuàng)造機遇，我就這樣辭去了外企年薪20多萬的職位，做嵌入式系統(tǒng)方面的培訓(xùn)了。

對于培訓(xùn)來講，是花錢來買時間，很多工程師都喜歡自己學(xué)，認為培訓(xùn)不值，這也是有可能的，純?yōu)橘嶅X的培訓(xùn)當然不會太有價值，但對于實力型的培訓(xùn)他們可能就虧大了，有這樣一筆帳不知他們算過沒有，如果一個一周的培訓(xùn)，能帶給他們自學(xué)兩年后才能掌握的知識，在培訓(xùn)完后他們用三個月到半年時間消化培訓(xùn)內(nèi)容，這樣他會省約至少一年半的時間來學(xué)其它的或重新站在另一個高度上工作，那么他將遲一年后會拿到他兩年后水平所對應(yīng)的工資，就是在工資與水平對應(yīng)的關(guān)系上比同批人縮短一年，每月按少1千計，再減去培訓(xùn)費用至少多1.0萬，同時也省了一年時間，不管是休閑也好，再繼續(xù)提高也好，總之是跑到了隊伍的前面了。

另一層面上講，對于新人的培訓(xùn)相當于他們?yōu)樽约禾崆百I了份失業(yè)保險，有師傅會帶領(lǐng)他們?nèi)氲?，我今年暑假時班里年輕的一個學(xué)生是大二的，今年才上大三，這學(xué)期才剛學(xué)單片機，但現(xiàn)在ARM方面的編程工作已經(jīng)搞得有聲有色了，再過一年多畢業(yè)，他還會失業(yè)嗎？

再者通過培訓(xùn)，你可以知道很多業(yè)界不為常人所知的事，同時也為自己找了個師傅，就比如說，兩個工程師分別用S3C2410和PXA255來做手持設(shè)備，同樣兩人都工作四年，再出去找工作，兩人工資可能多可相差一倍，為什么？這就是業(yè)界不為常人所知的規(guī)則，2410屬于民品，被業(yè)界用爛了，做產(chǎn)品時成本特敏感，當然也對人才成本敏感了，PXA255是intel的東西，一個255CPU能買三個2410,一直被業(yè)界定義為貴族產(chǎn)品，用的公司都是大公司或為軍方服務(wù)的公司，不會在乎成本，只要把東西做好，一切都好說，但這方面做的人也少啊，因為開發(fā)系統(tǒng)貴啊。

對于說為自已找了個好師傅，我想是這樣的，因為同級工程師間存在著某此潛在的競爭關(guān)系，有很多人不愿意把自己知道的東西教給別人，這意味著他將要失業(yè)，就是所說的教會徒弟，餓死師傅，但對于我們這些人就不存在這樣的關(guān)系了，我是在嵌入式系統(tǒng)平臺設(shè)計上走到了一定程序，目前在國內(nèi)這塊的技術(shù)上已經(jīng)是自己很難再突破自己，因此很多東西我對大家都是OPEN的，就比如說下面那部分關(guān)于接口設(shè)計中所提到的時序接口東西，我要是不講，卻使是硬件工程師我想也幾乎只有10%的人能知道吧。

六、成為嵌入式系統(tǒng)硬件工程師要具備的技能

對于硬件來講有幾個方向，就單純信號來分為數(shù)字和模擬，模擬比較難搞，一般需要很長的經(jīng)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(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了模擬電路數(shù)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。

另一類就是數(shù)字部分了，在大方向上又可分為51/ARM的單片機類，DSP類，F(xiàn)PGA類，國內(nèi)FPGA的工程師大多是在IC設(shè)計公司從事IP核的前端驗證，這部分不搞到門級，前途不太明朗，即使做個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(qū)動或是算法上靠攏，前途也不會太大。而ARM單片機類的內(nèi)容就較多，業(yè)界產(chǎn)品占用量大，應(yīng)用人群廣，因此就業(yè)空間極大，而硬件設(shè)計體現(xiàn)水平和水準的就是接口設(shè)計這塊，這是各個硬件工程師相互PK,判定水平高低的依據(jù)。而接口設(shè)計這塊關(guān)鍵的是看時序，而不是簡單的連接，比如PXA255處理器I2C要求速度在100Kbps,如果把一個I2C外圍器件，還達不到100kbps的與它相接，必然要導(dǎo)致設(shè)計的失敗。這樣的情況有很多，比如51單片機可以在總線接LCD,但為什么這種LCD就不能掛在ARM的總線上，還有ARM7總線上可以外接個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，這些都是問題。因此接口并不是一種簡單的連接，要看時序，要看參數(shù)。一個的硬件工程師應(yīng)該能夠在沒有參考方案的前提下設(shè)計出一個在成本和性能上更加的產(chǎn)品，靠現(xiàn)有的方案，也要進行適當?shù)目尚行圆眉簦皇呛鷣y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。前幾天還有人希望我?guī)兔Π阉麄円郧盎赑XA255平臺的手持GPS設(shè)備做下程序優(yōu)化，我問了一下情況，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(dǎo)