嵌入式工程师经验常识分享

本文将从技术和就业经验等角度为即将进入嵌入式开发的工程师们，详细讲述了嵌入式的概念，嵌入式开发之间的异同以及应该如何做出选择。以下都是前辈的一些经验之谈，希望对大家有所帮助。

第一.工程师眼中的“嵌入式系统”

在工程师看来：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 要靠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。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体系统结构下由 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，因为毕竟嵌入式系统是计算机范畴下的一门综合性学科。

二.嵌入式系统的分层及对口专业要求

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语言等。

2.驱动层：这部分相对而言比较难。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，而导至其它任务不能动行。若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，这样可能连个 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有三、四年功底，操作系统内核不研究上几遍，不是太容易成功的，但其工资在嵌入式系统 四层中可是最高的。

驱动层比较适合于电子、通信、自动化、机电一体、信息工程类专业尤其是计算机偏体系结构类专业的人来搞。当然除硬件层所具备的基础学科外，还要对数据结构与算法、操作系统原理、编译原理都要十分精通。

3.操作系统层：对于操作系统层而言目前可能只能说是简单的移植，而很少有人来自已写操作系统，或者写出缺胳膊少腿的操作系统来，这部分工作大都由驱 动工程师来完成。操作系统是负责系统任务的调试、磁盘和文件的管理，而嵌入式系统的实时性十分重要。据说，XP操作系统是微软投入300人用两年时间才搞 定的，总时工时是600人/年;中科院软件所自己的女娲Hopen操作系统估计也得花遇几百人/年才能搞定。因此这部分工作相对来讲没有太大意义。

4.应用层：相对来讲较为容易。如果会在windows下如何进行编程接口函数调用，到操作系统下只是编译和开发环境有相应的变化而已。如果涉及Jave 方面的编程也是如此的。嵌入式系统中涉及算法的由专业算法的人来处理的，不必归结到嵌入式系统范畴内。但如果涉及嵌入式系统下面嵌入式数据库、基于嵌入式 系统的网络编程和基于某此应用层面的协议应用开发(比如基于SIP、H.323、Astrisk)方面又较为复杂，并且有难度了。

三.目标与定位

先有目标，再去定位。

学ARM，从硬件上讲，一方面就是学习接口电路设计，另一方面就是学习汇编和C语言的板级编程。如果从软件上讲，就是要学习基于ARM处理器的操作系 统层面的驱动和移植了。这些对于初学者来说必须明确，要么从硬件着手开始学，要么从操作系统的熟悉到应用开始学，但不管学什么，只要不是纯的操作系统级以 上基于API的应用层的编程，硬件的寄存器类的东西还是要能看懂的、基于板级的汇编和C编程还是要会的。因此针对于嵌入式系统的硬件层和驱动层的人来 说，ARM的接口电路设计、ARM的C语言和汇编语言编程及调试开发环境还是需要掌握的。

对于初学者必然要把握住方向，自己的目标是什么，自己要在哪一层面上走。然后再着手学习才比较好，与ARM相关的嵌入式系统的较为实际的两个层面硬件层和驱动层，不管学好了那一层都会很有前途的。
如果想从嵌入式系统的应用层面的走的话，可能与ARM及其它体系相去较远，要着重研究基嵌入式操作系统的环境应用与相应开发工具链，比如WinCe操 作系统下的EVC应用开发 (与windows下的VC相类似)，如果想再有突破就往某些音视频类的协议上靠，比如VOIP领域的基于SIP或H.323协议的应用层开发，或是基于 嵌入式网络数据库的开发等等。

对于初学者来讲，要量力而行，不要认为驱动层工资高就把它当成方向了，要结合自身特点，嵌入式系统四个层面上无论哪个层面上来讲都是有高人存在，当然高人 也对应的高工资。我是做硬件层的，以前每月工资中个人所得税要被扣上近3千大元。当然我一方面充当工程师的角色，一方面充当主管人物的角色，两个职位我一 个人干，但上班时间就那些。硬件这方面上可能与我PK的人很少了，才让我拿到那么多的工资。

　四.如何选择合适的开发系统

很多ARM初学者都希望有一套自己能用的系统，但他们住住会产生一种错误认识就是认为处理器版本越高、性能越高越好，就象很多人认为ARM9与 ARM7好， 我想对于初学者在此方面以此入门还应该理智，开发系统的选择最终要看自己往嵌入式系统的那个方向上走，是做驱动开发还是应用，还是做嵌入式系统硬件层设计 与板级测试。如果想从操作系统层面或应用层面上走，不管是驱动还是应用，那当然处理器性能越高越好了，但这个东西自学，有十分大的困难，不是几个月或半年 或是一年二年能搞定的事。

在某种意义上请，ARM7与ARM9的差别就是在某些功能指令集上丰富了些，主频提高一些而已，就比如286和386。对于用户来讲可能觉查不到什么，只能是感觉速度有些快而已。