如何学习嵌入式开发.pdf
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2023-02-27
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一、嵌入式系统的概念
着重理解“嵌入”的概念，主要从三个方面上来理解。
1、从硬件上，将基于 CPU 的处围器件，整合到 CPU 芯片内部，比如早期基
于 X86体系结构下的计算机，CPU 只是有运算器和累加器的功能，一切芯片要造
外部桥路来扩展实现，象串口之类的都是靠外部的 16C550/2的串口控制器芯片
实现，而目前的这种串口控制器芯片早已集成到 CPU 内部，还有 PC 机有显卡，
而多数嵌入式处理器都带有 LCD 控制器，但其种意义上就相当于显卡。比较高端
的 ARM 类 Intel Xscale 架构下的 IXP 网络处理器 CPU 内部集成 PCI 控制器（可
配成支持4个 PCI 从设备或配成自身为 CPI 从设备）；还集成3个 NPE 网络处理器
引擎，其中两个对应于两个 MAC 地址，可用于网关交换用，而另外一个 NPE 网络
处理器引擎支持 DSL，只要外面再加个 PHY 芯片即可以实现 DSL 上网功能。IXP
系列最高主频可以达到1.8G，支持2G 内存，1G×10或10G×1的以太网口或 Febre
channel 的光通道。IXP 系列应该是目标基于 ARM 体系结构下由 intel 进行整合
后成 Xscale 内核的最高的处理器了。
2、从软件上前，就是在定制操作系统内核里将应用一并选入，编译后将内
核下载到 ROM 中。而在定制操作系统内核时所选择的应用程序组件就是完成了软
件 的 “ 嵌 入 ” ， 比 如 WinCE 在 内 核 定 制 时 ， 会 有 相 应 选 择 ， 其 中 就 是
Wordpad,PDF,MediaPlay 等等选择，如果我们选择了，在 CE 启动后，就可以在
界面中找到这些东西，如果是以前 PC 上将的 windows 操作系统，多半的东西都
需要我们得新再装。
3、把软件内核或应用文件系统等东西烧到嵌入式系统硬件平台中的 ROM 中
就实现了一个真正的“嵌入”。
以上的定义是我在6、7年前给嵌入式系统下自话侧重于理解型的定义，书上
的定义也有很多，但在这个领域范围内，谁都不敢说自己的定义是十分确切的，
包括那些专家学者们，历为毕竟嵌入式系统是计算机范畴下的一门综合性学科。
二、嵌入式系统的分层与专业的分类
嵌入式系统分为4层，硬件层、驱动层、操作系统层和应用层。
1、硬件层，是整个嵌入式系统的根本，如果现在单片机及接口这块很熟悉，
并且能用 C 和汇编语言来编程的话，从嵌入式系统的硬件层走起来相对容易，硬
件层也是驱动层的基础，一个优秀的驱动工程师是要能够看懂硬件的电路图和自
行完成 CPLD 的逻辑设计的，同时还要对操作系统内核及其调度性相当的熟悉的。
但硬件平台是基础，增值还要靠软件。
硬件层比较适合于，电子、通信、自动化、机电一体、信息工程类专业的人
来搞，需要掌握的专业基础知识有，单片机原理及接口技术、微机原理及接口技
术、C 语言。
2、驱动层，这部分比较难，驱动工程师不仅要能看懂电路图还要能对操作
系统内核十分的精通，以便其所写的驱动程序在系统调用时，不会独占操作系统
时间片，而导致其它任务不能动行，不懂操作系统内核架构和实时调度性，没有
良好的驱动编写风格，按大多数书上所说添加的驱动的方式，很多人都能做到，
但可能连个初级的驱动工程师的水平都达不到，这样所写的驱动在应用调用时就
如同 windows 下我们打开一个程序运行后，再打开一个程序时，要不就是中断以
前的程序，要不就是等上一会才能运行后来打开的程序。想做个好的驱动人员没
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