嵌入式開發(fā)板

嵌入式開發(fā)板半導(dǎo)體行業(yè)分工合作的載體01發(fā)展趨勢(shì)選購(gòu)建議硬件驅(qū)動(dòng)功能作用行業(yè)情況學(xué)習(xí)規(guī)劃目錄0305020406基本信息嵌入式開發(fā)板（Embeddeddevelopmentboard）就是半導(dǎo)體行業(yè)分工合作的載體之一，它為開發(fā)產(chǎn)品的廠商提供基本的底層硬件、系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)等資源，使得用戶不需要再投入人力和時(shí)間來完成這些底層的工作。發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)1、嵌入式開發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要求嵌入式系統(tǒng)廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統(tǒng)本身，同時(shí)還需要提供強(qiáng)大的硬件開發(fā)工具和軟件包支持。很多廠商充分考慮到這一點(diǎn)，在主推系統(tǒng)的同時(shí)，將開發(fā)環(huán)境也作為重點(diǎn)推廣。比如三星、ARM在推廣Arm7，Arm9芯片的同時(shí)還提供開發(fā)板和板級(jí)支持包（BSP）。2、絡(luò)化、信息化的要求隨著因特技術(shù)的成熟、帶寬的提高日益提高，使得以往單一功能的設(shè)備如、手機(jī)、冰箱、微波爐等功能不再單一，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。這就要求芯片設(shè)計(jì)廠商在芯片上集成更多的功能，為了滿足應(yīng)用功能的升級(jí)，設(shè)計(jì)師們一方面采用更強(qiáng)大的嵌入式處理器如32位、64位RISC芯片或信號(hào)處理器DSP增強(qiáng)處理能力，同時(shí)增加功能接口。3、絡(luò)互聯(lián)成為必然趨勢(shì)。未來的嵌入式設(shè)備為了適應(yīng)絡(luò)發(fā)展的要求，必然要求硬件上提供各種絡(luò)通信接口。傳統(tǒng)的單片機(jī)對(duì)于絡(luò)支持不足，而新一代的嵌入式處理器已經(jīng)開始內(nèi)嵌絡(luò)接口，除了支持TCP/IP協(xié)議，還有的支持IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口中的一種或者幾種，同時(shí)也需要提供相應(yīng)的通信組協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件。軟件方面系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)核支持絡(luò)模塊，甚至可以在設(shè)備上嵌入Web瀏覽器，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地用各種設(shè)備上。4．精簡(jiǎn)系統(tǒng)內(nèi)核、算法，降低功耗和軟硬件成本。功能作用功能作用嵌入式開發(fā)板（Embeddeddevelopmentboard），從概念上來講，與軟件外包非常類似（軟件外包是指軟件外包提供商為了集中精力從事核心競(jìng)爭(zhēng)力業(yè)務(wù),降低項(xiàng)目成本,同時(shí)提高項(xiàng)目實(shí)施的質(zhì)量,將自己的軟件項(xiàng)目中的全部或部分工作發(fā)包給合適的軟件企業(yè)去完成）。像嵌入式產(chǎn)品的硬件、引導(dǎo)代碼、驅(qū)動(dòng)程序、文件系統(tǒng)、協(xié)議層、基本應(yīng)用軟件這些方面，都是電子產(chǎn)品的公共和通用部分，并不是產(chǎn)品能夠形成差異化的關(guān)鍵技術(shù)，在這個(gè)講求分工合作的時(shí)代，如果是這部分的工作量比較大，或者是廠商沒有相關(guān)的開發(fā)人員的時(shí)候，就能夠選擇由第三方完成這些軟件開發(fā)的工作，加快產(chǎn)品研發(fā)的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的迅速上市，搶占市場(chǎng)先機(jī)。那么，作為“發(fā)包方”的開發(fā)板用戶，選擇開發(fā)板的時(shí)候，實(shí)際上選擇的不僅是一個(gè)硬件板子、開發(fā)板提供的源代碼等資源，而是選擇一個(gè)合作伙伴，一個(gè)為用戶提供軟硬件服務(wù)的合作伙伴。與軟件外包這種合作方式類似，用戶和供應(yīng)商之間的合作更多是軟件方面的合作，需要用戶和供應(yīng)商之間根據(jù)產(chǎn)品的具體需求進(jìn)行充分溝通，供應(yīng)商要根據(jù)用戶的需求不斷地調(diào)用人員進(jìn)行配合。像我們?cè)谥С挚蛻暨M(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的過程中，遇到的比如更改文件系統(tǒng)、串口測(cè)試、64MFlash換成128MFlash等問題，大多情況都是要通過軟件方式來解決的，這就形成了嵌入式行業(yè)供應(yīng)商的售后支持和客戶研發(fā)的高度互動(dòng)性。也就是說，嵌入式開發(fā)板是用戶軟件外包的載體，相對(duì)于傳統(tǒng)的軟件外包業(yè)務(wù)，開發(fā)板實(shí)際上能夠?yàn)橛脩籼峁┯布?shí)物和軟件服務(wù)兩方面的價(jià)值。選購(gòu)建議選購(gòu)建議以嵌入式開發(fā)板的功能和作用作為出發(fā)點(diǎn)，嵌入式開發(fā)板選型應(yīng)該從以下三個(gè)方面來綜合考慮：（一）開發(fā)板的硬件設(shè)計(jì)是基本照搬半導(dǎo)體廠商的參考設(shè)計(jì)，還是充分為國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)制造、產(chǎn)品上市等方面考慮。半導(dǎo)體廠商專注于芯片的設(shè)計(jì)，對(duì)參考設(shè)計(jì)的投入一定不會(huì)像開發(fā)板的廠商一樣，能夠做到專注專業(yè)。國(guó)外芯片廠商的工程師，在做參考設(shè)計(jì)的時(shí)候，習(xí)慣上會(huì)采用在本國(guó)使用比較多的外圍芯片。這樣，半導(dǎo)體廠商的參考設(shè)計(jì)對(duì)國(guó)內(nèi)廠商提供的參考價(jià)值有限。所以，在選擇開發(fā)板的時(shí)候，無論是出于最終產(chǎn)品的性能和功能考慮，還是為后期能夠更加方便地制造生產(chǎn)，用戶一定要擦亮眼睛，仔細(xì)對(duì)比一下供應(yīng)商提供的開發(fā)板是不是更加適合自己的產(chǎn)品研制和生產(chǎn)。（二）開發(fā)板的軟件是否支持完善，是否能夠支持所有開發(fā)板上所有的硬件接口。開發(fā)板的價(jià)值就在于，能夠讓用戶節(jié)省在系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)等方面的投入，專注于使產(chǎn)品形成差異化的上層軟件的開發(fā)。如果供應(yīng)商提供的開發(fā)板，板級(jí)硬件接口沒有對(duì)應(yīng)的軟件驅(qū)動(dòng)的支持，用戶的開發(fā)進(jìn)度就會(huì)受到影響。在購(gòu)買開發(fā)板的時(shí)候，一定要確認(rèn)清楚，是不是所有的硬件接口都有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，開發(fā)板是不是拿到手就能夠馬上用來做開發(fā)。行業(yè)情況行業(yè)情況嵌入式開發(fā)板的原型，可以說是各大芯片廠商在推出芯片的時(shí)候，提供給用戶的參考設(shè)計(jì)。很正常，半導(dǎo)體廠商在推廣自己芯片的時(shí)候，單單拿芯片給用戶看是沒有任何吸引力的，一定要給用戶看到具體的電路板，具體的接口，能夠給客戶一個(gè)具體的印象，才能夠保證推廣的效果；半導(dǎo)體廠商給出這些參考設(shè)計(jì)，也是讓用戶在設(shè)計(jì)的時(shí)候有一個(gè)參考，加快他們產(chǎn)品設(shè)計(jì)和上市的進(jìn)度。無論是8位、16位單片機(jī)，還是32位能夠運(yùn)行操作系統(tǒng)的嵌入式處理器，半導(dǎo)體廠商都有這樣的參考設(shè)計(jì)。對(duì)應(yīng)的，市面上有很多向用戶提供開發(fā)板的廠商。嵌入式處理器不斷推陳出新，早期摩托羅拉半導(dǎo)體（現(xiàn)飛思卡爾半導(dǎo)體）68K/Coldfire和PowerPC處理器的一枝獨(dú)秀已經(jīng)一去不返，ARM、Coldfire、PowerPC和ADSP還有基于MIPS、X86體系結(jié)構(gòu)的嵌入式處理器百花齊放、處理器廠商以及處理器架構(gòu)廠商各顯神通，半導(dǎo)體行業(yè)的上游企業(yè)給開發(fā)板廠商的出現(xiàn)和成長(zhǎng)提供很好的契機(jī)。特別是2002年底2003年，ARM體系結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)的風(fēng)行，給很多想要基于自己的嵌入式技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)業(yè)的人送來了東風(fēng)。大江南北幾乎每個(gè)省級(jí)城市都會(huì)有開發(fā)板廠商。這段時(shí)間以及之后入行的公司有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是產(chǎn)品基本都是基于ARM處理器進(jìn)行開發(fā)，或者是仿真器類的ARM工具進(jìn)行開發(fā)。這些廠商能夠?yàn)橛脩籼峁┚哂胁煌涌诠δ艿拈_發(fā)板，從整體上看是能夠?yàn)殡娮赢a(chǎn)品的制造商提供服務(wù)，加速半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈下游廠商產(chǎn)品的上市。

硬件驅(qū)動(dòng)硬件驅(qū)動(dòng)大部分嵌入式硬件都需要某種類型的軟件進(jìn)行初始化和管理。直接與一個(gè)硬件互相作用并控制這一硬件的軟件稱為設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（devicedriver）。所有需要軟件的嵌入式系統(tǒng)，在它們的系統(tǒng)軟件層都需要設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序軟件。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是初始化硬件的軟件庫(kù)，它們管理著高層軟件對(duì)硬件的訪問，它是硬件與操作系統(tǒng)、中間件和應(yīng)用層之間聯(lián)絡(luò)的紐帶。具體來說，這類驅(qū)動(dòng)程序包括主處理器體系結(jié)構(gòu)專用的功能性驅(qū)動(dòng)程序、存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器管理驅(qū)動(dòng)程序、總線初始化和事務(wù)驅(qū)動(dòng)程序、還有電路板層和主CPU層次的I/O初始化和控制驅(qū)動(dòng)程序（如用于絡(luò)、圖形、輸入設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、調(diào)試I/O等）。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序通常劃分為體系結(jié)構(gòu)專用（architecture-specific）設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和通用（generic）設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。體系結(jié)構(gòu)專用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序管理嵌入到主處理器（體系結(jié)構(gòu)）中的硬件。體系結(jié)構(gòu)專用驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)初始化主處理器內(nèi)部的組件，這類驅(qū)動(dòng)程序的具體事例包括片上存儲(chǔ)器、集成的存儲(chǔ)器管理器（MMU）和浮點(diǎn)硬件的驅(qū)動(dòng)程序。通用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序管理電路板上的硬件以及沒有集成到主處理器中的硬件。在一個(gè)通用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中，通常包含一部分體系結(jié)構(gòu)專用的源代碼，因?yàn)橹魈幚砥魇侵醒肟刂茊卧?，要訪問電路板上的任何組件通常都要經(jīng)過主處理器。然而，通用驅(qū)動(dòng)程序也可以管理不被特定的處理器所專用的板級(jí)硬件，這就意味著一個(gè)通用驅(qū)動(dòng)程序可以配置應(yīng)用到許多體系結(jié)構(gòu)中去，只要該結(jié)構(gòu)中包含該驅(qū)動(dòng)程序?qū)?yīng)的硬件。通用驅(qū)動(dòng)程序包含初始化和管理對(duì)電路板上剩余主要組件進(jìn)行訪問的代碼，這些主要組件包括板級(jí)總線（I2C、PCI、PCMCIA等）、片外存儲(chǔ)器（控制器、2級(jí)以上高速緩存、閃存等）和片外I/O（以太、RS-232、顯示器、鼠標(biāo)等）。學(xué)習(xí)規(guī)劃學(xué)習(xí)規(guī)劃ARM+LINUX路線，主攻嵌入式Linux操作系統(tǒng)及其上應(yīng)用軟件開發(fā)目標(biāo)：(1)掌握主流嵌入式微處理器的結(jié)構(gòu)與原理(初步定為arm9)(2)必須掌握一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)(初步定為uclinux或linux,版本待定)(3)必須熟悉嵌入式軟件開發(fā)流程并至少做一個(gè)嵌入式軟件項(xiàng)目。從事嵌入式軟件開發(fā)的好處：(1)國(guó)內(nèi)外這方面的人都很稀缺。這一領(lǐng)域入門門檻較高，所以非專業(yè)IT人員很難切入這一領(lǐng)域;另