嵌入式系統(tǒng)的研究方向

1、嵌入式系統(tǒng)無(wú)疑是當(dāng)前最熱門最有發(fā)展前途的IT應(yīng)用領(lǐng)域之一。嵌入式系統(tǒng)用在一些特定專用設(shè)備上，通常這些設(shè)備的硬件資源（如處理器、存儲(chǔ)器等）非常有限，并且對(duì)成本很敏感，有時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)響應(yīng)要求很高等。特別是隨著消費(fèi)家電的智能化，嵌入式更顯重要。像我們平常常見到的手機(jī)、PDA、電子字典、可視電話、VCD/DVD/MP3 Player、數(shù)字相機(jī)（DC）、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(DV)、U-Disk、機(jī)頂盒(Set Top Box)、高清電視(HDTV)、游戲機(jī)、智能玩具、交換機(jī)、路由器、數(shù)控設(shè)備或儀表、汽車電子、家電控制系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、航天航空設(shè)備等等都是典型的嵌入式系統(tǒng)。 嵌入式系統(tǒng)是軟硬結(jié)合的東西，搞嵌入式開發(fā)的人

2、有兩類：       一類是學(xué)電子工程、通信工程等偏硬件專業(yè)出身的人，他們主要是搞硬件設(shè)計(jì)，有時(shí)要開發(fā)一些與硬件關(guān)系最密切的最底層軟件，如BootLoader、BSP（Board Support Package，像PC的BIOS一樣，往下驅(qū)動(dòng)硬件，往上支持操作系統(tǒng)），最初級(jí)的硬件驅(qū)動(dòng)程序等。他們的優(yōu)勢(shì)是對(duì)硬件原理非常清楚，不足是他們更擅長(zhǎng)定義各種硬件接口，但對(duì)復(fù)雜軟件系統(tǒng)往往力不從心（例如嵌入式操作系統(tǒng)原理和復(fù)雜應(yīng)用軟件等）。        另一類是學(xué)軟件、計(jì)算機(jī)專

3、業(yè)出身的人，主要從事嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的開發(fā)。如果我們學(xué)軟件的人對(duì)硬件原理和接口有較好的掌握，我們完全也可寫B(tài)SP和硬件驅(qū)動(dòng)程序。嵌入式硬件設(shè)計(jì)完后，各種功能就全靠軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)了，嵌入式設(shè)備的增值很大程度上取決于嵌入式軟件，這占了嵌入式系統(tǒng)的最主要工作（目前有很多公司將硬件設(shè)計(jì)包給了專門的硬件公司，稍復(fù)雜的硬件都交給臺(tái)灣或國(guó)外公司設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)的硬件設(shè)計(jì)力量很弱，很多嵌入式公司自己只負(fù)責(zé)開發(fā)軟件，因?yàn)楣径贾?，嵌入式產(chǎn)品的差異很大程度在軟件上，在軟件方面是最有“花頭“可做的），所以我們搞軟件的人完全不用擔(dān)心我們?cè)谇度胧绞袌?chǎng)上的用武之地，越是智能設(shè)備越是復(fù)雜系統(tǒng)，軟件越起關(guān)鍵作用，而且這是目前

4、的趨勢(shì)。        從事嵌入式軟件開發(fā)的好處是：      （1） 目前國(guó)內(nèi)外這方面的人都很稀缺。一方面，是因?yàn)檫@一領(lǐng)域入門門檻較高，不僅要懂較底層軟件（例如操作系統(tǒng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)程序級(jí)軟件），對(duì)軟件專業(yè)水平要求較高（嵌入式系統(tǒng)對(duì)軟件設(shè)計(jì)的時(shí)間和空間效率要求較高），而且必須懂得硬件的工作原理，所以非專業(yè)IT人員很難切入這一領(lǐng)域；另一方面，是因?yàn)檫@一領(lǐng)域較新，目前發(fā)展太快，很多軟硬件技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間不長(zhǎng)或正在出現(xiàn)（如ARM處理器、嵌入式操作系統(tǒng)、MPEG技術(shù)、無(wú)線通信協(xié)議等），掌握這

5、些新技術(shù)的人當(dāng)然很找。嵌入式人才稀缺，身價(jià)自然就高，越有經(jīng)驗(yàn)價(jià)格就越高。其實(shí)嵌入式人才稀少,根本原因可能是大多數(shù)人無(wú)條件接觸,這需要相應(yīng)的嵌入式開發(fā)板和軟件,另外需要有經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行指導(dǎo)開發(fā)流程。      （2） 與企業(yè)計(jì)算等應(yīng)用軟件不同，嵌入式領(lǐng)域人才的工作強(qiáng)度通常低一些（但收入不低）。搞企業(yè)應(yīng)用軟件的IT企業(yè)，這個(gè)用戶的系統(tǒng)搞完了，又得去搞下一個(gè)用戶的，而且每個(gè)用戶的需求和完成時(shí)間都得按客戶要求改變，往往疲于奔命，重復(fù)勞動(dòng)。相比而言，搞嵌入式系統(tǒng)的公司，都有自己的產(chǎn)品計(jì)劃，按自己的節(jié)奏行事。所開發(fā)的產(chǎn)品通常是通用的，不會(huì)因客戶的不同而修改。

6、一個(gè)產(chǎn)品型號(hào)開發(fā)完了，往往有較長(zhǎng)一段空閑時(shí)間（或只是對(duì)軟件進(jìn)行一些小修補(bǔ)），有時(shí)間進(jìn)行充電和休整。另外，從事嵌入式軟件的每個(gè)人工作范圍相對(duì)狹窄，所涉及的專業(yè)技術(shù)范圍就是那些（ARM、RTOS、MPEG、802.11等），時(shí)間長(zhǎng)了這些東西會(huì)越搞越有經(jīng)驗(yàn)，賣賣老本，幾句指導(dǎo)也夠讓那些初入道者琢磨半年的。若搞應(yīng)用軟件，可能下一個(gè)客戶要換成一個(gè)完全不同的軟件開發(fā)平臺(tái)，那就苦了。      （3） 哪天若想創(chuàng)業(yè)，搞自已的產(chǎn)品，那么嵌入式是一個(gè)不錯(cuò)的主意，這可不像應(yīng)用軟件那樣容易被盜版。有一個(gè)叫啟明星的公司開發(fā)出一個(gè)叫“工程e”的掌上PDA，施工技術(shù)人員用

7、該P(yáng)DA可當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行土木概預(yù)算和其它土木計(jì)算，銷路特好；某大學(xué)老師，他開發(fā)的飯館用的點(diǎn)菜PDA（WinCE平臺(tái)，可無(wú)線連網(wǎng)和上網(wǎng)），銷路也不錯(cuò)，飯館點(diǎn)點(diǎn)PDA讓客戶點(diǎn)菜，多顯派頭檔次。這些PDA的硬件設(shè)計(jì)一般都是請(qǐng)其它公司給訂做（這叫“貼牌”：OEM），都是通用的硬件，我們只管設(shè)計(jì)軟件就變成自己的產(chǎn)品了。        從事嵌入式軟件開發(fā)的缺點(diǎn)是：       （1）入門起點(diǎn)較高，所用到的技術(shù)往往都有一定難度，若軟硬件基礎(chǔ)不好，特別是操作系統(tǒng)級(jí)軟件功底不深，則可能不適

8、于此行。       （2） 這方面的企業(yè)數(shù)量要遠(yuǎn)少于企業(yè)計(jì)算類企業(yè)。特別是從事嵌入式的小企業(yè)數(shù)量較多（小企業(yè)要搞自己的產(chǎn)品創(chuàng)業(yè)），知名大公司較少（搞嵌入式的大公司主要有Intel、Motorola、TI、Philip、Samsung、Sony、Futjtum、Bell-Alcatel、意法半導(dǎo)體、Microtek、研華、華為、中興通信、上廣電等制造類企業(yè)）。這些企業(yè)的習(xí)慣思維方式是到電子、通信等偏硬專業(yè)找人。       （3）有少數(shù)公司經(jīng)常要碩士以上的人搞嵌入式，主要是基

9、于嵌入式的難度。但大多數(shù)公司也并無(wú)此要求，只要有經(jīng)驗(yàn)即可。        若學(xué)習(xí)嵌入式，顯然應(yīng)偏重于嵌入式軟件，特別是嵌入式操作系統(tǒng)方面。對(duì)于搞嵌入式軟件的人，最重要的技術(shù)顯然是（實(shí)際上很多公司的招聘廣告上就是這樣寫的）：      （1） 掌握主流嵌入式微處理器的結(jié)構(gòu)與原理。      （2） 必須掌握一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng) 。      （3） 必須熟悉嵌入式軟件開發(fā)流程并至少

10、做過(guò)一個(gè)嵌入式軟件項(xiàng)目。    嵌入式軟件方面最重要的課程包括：      （1） 嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用：        這是一門嵌入式硬件基礎(chǔ)課程，目前國(guó)內(nèi)已有少部分高校IT專業(yè)用這門課取代了傳統(tǒng)的“微機(jī)原理與接口”課程，因?yàn)橹vx86微機(jī)原理與接口很難找到實(shí)際用處，只為教學(xué)而已。我們說(shuō)過(guò)，嵌入式是軟硬件結(jié)合的技術(shù)，搞嵌入式軟件的人應(yīng)對(duì)ARM處理器工作原理和接口技術(shù)有充分了解，包括ARM的 匯編指令系統(tǒng)。若不了解處理器原理，怎么能控制硬件工作

11、，怎么能寫出節(jié)省內(nèi)存又運(yùn)行高速的最優(yōu)代碼（嵌入式軟件設(shè)計(jì)特別講究時(shí)空效率），怎么能寫出驅(qū)動(dòng)程序（驅(qū)動(dòng)程序都是與硬件打交道的）？有些同學(xué)覺(jué)得嵌入式處理器課程較枯燥，這主要是硬件課程都較抽象的原因，還有同學(xué)對(duì)ARM匯編不感興趣，以為嵌入式開發(fā)用C語(yǔ)言就足夠了，其實(shí)不應(yīng)僅是將匯編語(yǔ)言當(dāng)成一個(gè)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，學(xué)匯編主要是為了掌握處理器工作原理的。一個(gè)不熟悉匯編語(yǔ)言的人，怎么能在該處理器寫出最優(yōu)的C語(yǔ)言代碼。在嵌入式開發(fā)的一些關(guān)鍵部分，有時(shí)還必須寫匯編，如Bootloader等（可能還包括BSP）。特別是在對(duì)速度有極高要求的場(chǎng)合（如DSP處 理器的高速圖像采集和圖像解壓縮），目前主要還要用匯編寫程序。當(dāng)您

12、在一個(gè)嵌入式公司工作時(shí)，在查看描述原理的手冊(cè)時(shí)，可能很多都是用匯編描述的，這是因?yàn)楹芏嘤布O(shè)計(jì)人員只會(huì)寫或者喜歡用匯編描述，此時(shí)您就必須看懂匯編程序，否則軟硬件人員可能就無(wú)法交流。另外，很多嵌入式職位招聘時(shí)都要求熟悉匯編。      （2） 嵌入式操作系統(tǒng)類課程：        除了WinCE的實(shí)時(shí)性稍差外，大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性都很強(qiáng),所以也可稱為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS: Real Time Operating System）。從事嵌入式的人至少須掌握一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng),這在嵌入式的所有技術(shù)中是最為關(guān)鍵的了。目前最重要的RTOS主要包括：        第一類是傳統(tǒng)