到底什么是嵌入式?

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嵌入式学习中|  楼主 | 2021-9-19 21:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
凡是从事计算机或电子信息相关领域工作的童鞋,一定都听说过嵌入式吧?然而对于非相关专业的同学来说肯定是一知半解,只觉得嵌入式“高端”,但具体什么是嵌入式却一脸懵逼。
那么,到底什么是嵌入式呢?嵌入式,一般是指嵌入式系统,英文叫作:embedded system。嵌入式开发,其实就是对嵌入式系统的开发。
详细的讲嵌入式系统是以是以应用为中心,以计算机为技术核心,面向用户、面向产品、面向应用,软硬件可裁减的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。以应用为中心,说明嵌入式系统是有明确实际用途的。以计算机技术为基础,说明它其实就是一种特殊的计算机。软硬件可裁剪,说明它有很强的灵活性和可定制能力。
专用计算机系统,“专用”所对应的,就是“通用”。我们常用的个人PC、笔记本电脑、数据中心服务器,可以用于多种用途,就是“通用计算机系统”。 嵌入式系统的应用十分广泛,涉及工业生产、日常生活、工业控制、航空航天等多个领域。举例如下:个人通信与娱乐系统:手机、数码相机、音乐播放器、可穿戴电子产品、PSP游戏机家电类产品:数字电视、扫地机器人、智能家电办公自动化:打印机,复印机、传真机医疗电子类产品:生化分析仪、血液分析仪、CT网络通信类产品:通信类交换设备、网络设备 (交换机、路由器、网络安全)汽车电子类产品:引擎控制、安全系统、汽车导航与娱乐系统工业控制类产品:工控机、交互式终端 (POS、ATM)、安全监控、数据采集与传输军事及航天类产品:四轴飞行器、雷达、作战机器人
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上述这些领域,都使用了嵌入式系统。这还只是冰山一角。随着电子技术和计算机软件技术的发展,不仅在这些领域中的应用越来越深入,而且在其他传统的非信息类设备中也逐渐显现出其用武之地。可以说,嵌入式系统完完全全地包围了我们,时刻影响着我们的工作和生活。
明白了什么是嵌入式,那学习嵌入式需要掌握什么呢?
嵌入式可以简单分为硬件与软件两个方向,做嵌入式软件对硬件一样要有一定的基础,所以就列一下成为软硬件都会的嵌入式工程师的学习路径吧。
一、电子设计首先你要学习电路、模电、数电,认识电阻、电容、三极管,基础器件要知道,放大电路、集成运放、时序电路基本电路能看懂,不然看电路图一定是云里雾里,也就无法进行后续的工作。硬件产品的设计实现,包括器件选型、原理图和PCB设计、电路调试,都需要过硬的电路基础。
二、PCB设计在电子设计中,PCB是我们设计内容的物理载体,所有我们设计意图的最终实现就是通过PCB板来表现的。
三、C语言C语言是嵌入式开发中最重要的编程语言,要对这门语言有深入的理解,毕竟不仅仅要会写程序,看懂他人程序也很重要。最基本的数据类型、数组、指针、结构体,链表、文件操作等都要会,掌握基本语法和语句,不然你要能区分指针数组与数组指针吗?
四、单片机单片机入门相对简单,通过单片机的学习可以熟悉单片机的硬件结构,包括I/O口、AD转换、通信(串口、并口、I2C、CAN、USB、以太网、ZigBee技术等)、显示(LED、LCD等)、控制(PWM等控制技术)、数据处理(图形、图像、语音、视频等的处理或识别)等,学好单片机可以为采用嵌入式系统奠定良好的基础。
五、Linux1、Linux基础Linux操作系统的概念、安装方法,详细了解Linux下的目录结构、基本命令、编辑器VI ,编译器GCC,调试器GDB和 Make 项目管理工具, Shell Makefile脚本编写等知识,嵌入式开发环境的搭建。
2、Linux系统编程重点学习标准I/O库,Linux多任务编程中的多进程和多线程,以及进程间通信(pipe、FIFO、消息队列、共享内存、signal、信号量等),同步与互斥对共享资源访问控制等重要知识,主要提升对Linux应用开发的理解和代码调试的能力。
3、Linux网络编程计算机网络在嵌入式Linux系统应用开发过程中使用非常广泛,通过Linux网络发展、TCP/IP协议、socket编程、TCP网络编程、UDP网络编程、Web编程开发等方面入手,全面了解Linux网络应用程序开发。重点学习网络编程相关API,熟练掌握TCP协议服务器的编程方法和并发服务器的实现,了解HTTP协议及其实现方法,熟悉UDP广播、多播的原理及编程方法,掌握混合C/S架构网络通信系统的设计,熟悉HTML,Javascript等Web编程技术及实现方法。
4、数据结构与算法数据结构及算法在嵌入式底层驱动、通信协议、及各种引擎开发中会得到大量应用,对其掌握的好坏直接影响程序的效率、简洁及健壮性。此阶段的学习要重点理解数据结构与算法的基础内容,包括顺序表、链表、队列、栈、树、图、哈希表、各种查找排序算法等应用及其C语言实现过程。 5、C++ 、QTC++是Linux应用开发主要语言之一,本阶段重点掌握面向对象编程的基本思想以及C++的重要内容。图形界面编程是嵌入式开发中非常重要的一个环节。由于QT具有跨平台、面向对象、丰富API、支持2D/3D渲染、支持XML、多国语等强大功能,在嵌入式领域的GUI开发中得到了广泛的应用,在本阶段通过基于QT图形库的学习使学员可以熟练编写GUI程序,并移植QT应用程序到Cortex-A8平台。包括IDE使用、QT部件及布局管理器、信息与槽机制的应用、鼠标、键盘及绘图事件处理及文件处理的应用。 6、Cortex A8 、Linux 平台开发通过基于ARM Cortex-A8处理s5pv210了解芯片手册的基本阅读技巧,掌握s5pv210系统资源、时钟控制器、电源管理、异常中断控制器、nand flash控制器等模块,为底层平台搭建做好准备。Linux平台包括内核裁减、内核移植、交叉编译、GNU工具使用、内核调试、Bootloader介绍、制作与原理分析、根文件系统制作以及向内核中添加自己的模块,并在s5pv210实验平台上运行自己制作的Linux系统,集成部署Linux系统整个流程。同时了解Android操作系统开发流程。Android系统是基于Linux平台的开源操作系统,该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成,是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件,目前它的应用不再局限于移动终端,还包括数据电视、机顶盒、PDA等消费类电子产品。 7、驱动开发驱动程序设计是嵌入式Linux开发工作中重要的一部分,也是比较困难的一部分。本阶段的学习要熟悉Linux的内核机制、驱动程序与用户级应用程序的接口,掌握系统对设备的并发操作。熟悉所开发硬件的工作原理,具备ARM硬件接口的基础知识,熟悉ARM Cortex-A8处理器s5pv210各资源、掌握Linux设备驱动原理框架,熟悉工程中常见Linux高级字符设备、块设备、网络设备、USB设备等驱动开发,在工作中能独立胜任底层驱动开发。

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