浅析如何学习基于ARM平台的嵌入式系统

### 如何学习基于ARM平台的嵌入式系统 #### 一、嵌入式系统的概念 嵌入式系统是指专门设计用于执行特定功能的计算机系统，它通常被集成到更大的产品中，例如汽车、手机或其他电子设备。这类系统具有高度定制化的特点，能够满足特定应用的需求。为了更好地理解嵌入式系统，我们可以从以下三个方面来分析： 1. **硬件层面**：随着技术的发展，许多基于CPU的外围设备都被集成到了CPU芯片内部。例如，早期基于X86体系结构的计算机需要通过外部桥接器来扩展功能，但现在这些功能大多已经内置到了CPU中。ARM处理器就是一个很好的例子，它不仅集成了处理器核心，还可能包含LCD控制器、PCI控制器等多种功能模块。例如，Intel Xscale架构下的IXP网络处理器不仅集成了多个网络处理器引擎，还可以支持高速网络连接。 2. **软件层面**：嵌入式系统的软件部分通常是定制化的，这意味着操作系统和应用程序会被一起编译并下载到ROM中。在操作系统内核配置时可以选择加入特定的应用程序组件，这种方式称为“嵌入”。例如，在Windows CE这样的操作系统中，可以根据需要选择是否包含WordPad、PDF阅读器等应用。这样做的好处是可以减少系统占用的空间，并提高启动速度。 3. **系统整合**：将软件内核和应用程序等烧录到嵌入式系统的硬件平台中的ROM中，形成了一个完整的嵌入式系统。这种整合方式使得系统更加紧凑且易于部署。 #### 二、嵌入式系统的分层与专业的分类 嵌入式系统通常可以分为四个主要层次：硬件层、驱动层、操作系统层和应用层。每个层次都有其特定的功能和要求，同时也适合不同背景的专业人士。 1. **硬件层**：这是整个嵌入式系统的根基。如果对单片机和接口技术非常熟悉，并能够使用C语言或汇编语言编程，则可以从这个层面入手。适合的专业背景包括电子、通信、自动化、机电一体化等。基础知识包括单片机原理及接口技术、微机原理及接口技术、C语言等。 2. **驱动层**：驱动层对于嵌入式系统至关重要，因为它负责底层硬件和操作系统的交互。驱动工程师不仅需要能够看懂电路图，还需要深入了解操作系统内核的工作原理。这项工作适合电子、通信、自动化、机电一体化、信息工程等专业的学生，特别是那些偏向计算机体系结构方向的学生。除了硬件层所需的基础知识之外，还需要掌握数据结构与算法、操作系统原理、编译原理等相关知识。 3. **操作系统层**：这一层主要是操作系统本身的移植和定制工作。尽管目前大多数情况下操作系统层的工作是基于现有操作系统的定制，而不是从头开始编写新的操作系统，但它仍然是嵌入式系统的核心部分之一。这一层更适合对操作系统原理有深入理解的专业人士。 4. **应用层**：相对于其他层来说，应用层的工作更为直观，涉及编写应用程序和服务。虽然相对简单，但这层工作同样重要，因为它直接面向最终用户。适合的专业背景较广泛，包括但不限于计算机科学、软件工程等领域。 ### 结论 学习嵌入式系统开发需要从理论基础出发，结合实践操作，逐步掌握各个层面的技术要点。无论是从硬件层面开始还是专注于软件开发，都需要不断积累经验和技能。对于有兴趣进入嵌入式开发领域的程序员来说，建议先从自己感兴趣的方向入手，逐步扩展知识面和技术能力。随着技术的进步和个人经验的增长，你将能够在嵌入式系统领域取得成功。