【正文】 嵌入式軟件工程師職業(yè)指南 20090304 10:52 bogy 新浪博客 我要評論(0) 摘要：嵌入式目前最流行的就是基于ARM9的開發(fā)，相關(guān)學(xué)習(xí)的資料也非常的全。但是嵌入式的開發(fā)是個非常長的戰(zhàn)線。對于整個線上的知識我現(xiàn)在做下總結(jié),留給我以后各個擊破。 標(biāo)簽：嵌入式軟件軟件開發(fā)ARM9嵌入式目前最流行的就是基于ARM9的開發(fā)，相關(guān)學(xué)習(xí)的資料也非常的全。但是嵌入式的開發(fā)是個非常長的戰(zhàn)線。對于整個線上的知識我現(xiàn)在做下總結(jié),留給我以后各個擊破。嵌入式設(shè)備的用途非常的廣闊。小到遙控器、游戲機(jī)，大到坦克、航天飛機(jī)都有著它的身影，正是以為這個特點(diǎn)它深深的吸引了我。但是所有的技術(shù)萬變不離其宗。核心技術(shù)只占20％。最核心的飛機(jī)上的嵌入式和游戲機(jī)上的嵌入式產(chǎn)品只是功能上的一點(diǎn)點(diǎn)差異。核心硬件差別不大。按我的理解它的技術(shù)大致分三層。底層基于硬件的開發(fā)、軟件平臺的特性開發(fā)、應(yīng)用場景和市場的分析。底層基于硬件的開發(fā)，需要電路知識，數(shù)電、模電、微機(jī)原理、單片機(jī)原理、匯編、C語言。這部分學(xué)習(xí)的特點(diǎn)是技術(shù)相對穩(wěn)定。硬件平臺包含多個器件。但是在平臺的搭建上，每個器件廠家都會給出相關(guān)的建議方案。一般產(chǎn)品基于一個平臺開發(fā)都是兩年以上的開發(fā)。核心變化不會太大。在初始設(shè)計(jì)的時候就要充分考慮幾年內(nèi)不會有大的變動。因?yàn)橐坏╅_版投產(chǎn)成本都相當(dāng)高的。包含了電路設(shè)計(jì)和驅(qū)動開發(fā)兩方面的工作。硬件的換代一般3到5年。有的甚至更長時間。軟件平臺的特性開發(fā)，對于簡單邏輯的一般沒有操作系統(tǒng)很簡單時序的運(yùn)算。常使用8位一下的硬件。擴(kuò)展性比較低。一般通過匯編直接編寫。對于越來越多的電子產(chǎn)品支持多種功能的集成，使得軟件平臺越來越復(fù)雜。于是出現(xiàn)了操作系統(tǒng)來管理協(xié)調(diào)多個程序之間的調(diào)度協(xié)調(diào)。讓嵌入式平臺在硬件不變的情況下提高了功能和性能。需要的知識，操作系統(tǒng)、TCP/IP協(xié)議、高級編程語言（C/C++/JAVA/Dephie）、軟件工程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、圖像處理、數(shù)據(jù)庫等。實(shí)際在正規(guī)的大公司中只需要了解這里的兩到三點(diǎn)就可以完全勝任平時的工作了。畢竟要研究透所有的知識要花大量的時間。很多公司也只希望你把一部分工作做好就可以了。太強(qiáng)了留不住人的。根據(jù)實(shí)際需求和崗位使用不同的技術(shù)。應(yīng)用場景和市場的分析，這部分是站在最前沿的。它引導(dǎo)著整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展方向。對于現(xiàn)有技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用場景，并不一定滿足實(shí)際需求。這里需要的知識就很大程度基于經(jīng)驗(yàn)了。要了解用戶的真正需求。了解市場的發(fā)展趨勢。還要了解目前硬件技術(shù)到達(dá)什么程度，是否可以滿足需求。這里需要考驗(yàn)人的眼光。要在競爭對手之前看到商機(jī)。引導(dǎo)客戶使用現(xiàn)有技術(shù)。一般做這一部分工作的都是技術(shù)型企業(yè)的老總。要對行業(yè)的走向作出清晰的判斷。這些決定非常重要。目前我之前做過的技術(shù)主要集中于軟件層，語言上只是精通C語言因?yàn)樗谇度胧介_發(fā)有著天生的優(yōu)勢。能夠看懂簡單的匯編（大學(xué)一年單片機(jī)的結(jié)果）。硬件系統(tǒng)的架構(gòu)和軟件系統(tǒng)的架構(gòu)非常熟悉。目前的能力只有軟件上的提高自己才是最現(xiàn)實(shí)的。是我的近期目標(biāo)。1. 嵌入式軟件課程體系自學(xué)嵌入式確實(shí)不大現(xiàn)實(shí)（當(dāng)然也不是說沒有這個可能），畢竟嵌入式難度也是比較大的。嵌入式的應(yīng)用主要是幾個方向：一是系統(tǒng)開發(fā)：側(cè)重開發(fā)環(huán)境搭建、內(nèi)核原理、交叉編譯等；二是嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)：側(cè)重Linux應(yīng)用編程、內(nèi)核編譯、系統(tǒng)調(diào)用；三是底層驅(qū)動開發(fā)：側(cè)重嵌入式Linux系統(tǒng)下的驅(qū)動開發(fā)、內(nèi)核的深入分析。不過初進(jìn)門者主要往系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用開發(fā)發(fā)展，有了相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)再進(jìn)一步向底層驅(qū)動靠。嵌入式課程的目標(biāo)，想自學(xué)完課程，要掌握以下知識點(diǎn)：◆ Linux命令、工具和C編程基礎(chǔ)◆ 嵌入式Linux C語言強(qiáng)化◆ 嵌入式Linux上的C編程訓(xùn)練◆ Linux高級編程及編程訓(xùn)練◆ 嵌入式ARM處理器體系結(jié)構(gòu)及編程訓(xùn)練◆ 嵌入式Linux內(nèi)核環(huán)境搭建和編程訓(xùn)練◆ 嵌入式Linux驅(qū)動理論及驅(qū)動程序開發(fā)訓(xùn)練◆ Android應(yīng)用研究和系統(tǒng)開發(fā)◆ Android體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)移植◆ 嵌入式ARM Linux項(xiàng)目實(shí)踐和訓(xùn)練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，我院用這門課取代了傳統(tǒng)的“微機(jī)原理與接口”課程（目前國內(nèi)已有少部分高校IT專業(yè)這樣做了，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）。我們說過，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，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)特別講究時空效率），怎么能寫出驅(qū)動程序（驅(qū)動程序都是與硬件打交道的）？很多公司招聘嵌入式軟件人員時都要求熟悉ARM處理器，將來若同學(xué)到公司中從事嵌入式軟件開發(fā)，公司都會給你一本該設(shè)備的硬件規(guī)格說明書 (xxx Specification)，您必須能看懂其中的內(nèi)存分布和端口使用等最基本的說明（就像x86匯編一樣），否則怎么設(shè)計(jì)軟件。有些同學(xué)覺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，等我們的嵌入式實(shí)驗(yàn)室10月份建好后，您做了一些實(shí)驗(yàn)后就會覺得看得見摸得著。還有同學(xué)對ARM匯編不感興趣，以為嵌入式開發(fā)用C語言就足夠了。其實(shí)不應(yīng)僅是將匯編語言當(dāng)成一個程序設(shè)計(jì)語言，學(xué)匯編主要是為了掌握處理器工作原理的。一個不熟悉匯編語言的人，怎么能在該處理器寫出最優(yōu)的C語言代碼。在嵌入式開發(fā)的一些關(guān)鍵部分，有時還必須寫匯編，如Bootloader等（可能還包括BSP）。特別是在對速度有極高要求的場合（如DSP處理器的高速圖像采集和圖像解壓縮），目前主要還要靠匯編寫程序（我看到過很多公司是這樣做的）。當(dāng)您在一個嵌入式公司工作時，在查看描述原理的手冊時，可能很多都是用匯編描述的（我就遇到過），這是因?yàn)楹芏嘤布O(shè)計(jì)人員只會寫或者喜歡用匯編描述，此時您就必須看懂匯編程序，否則軟硬件人員可能就無法交流。很多嵌入式職位招聘時都要求熟悉匯編。(2) 嵌入式操作系統(tǒng)類課程除了WinCE的實(shí)時性稍差外，大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時性都很強(qiáng),所以也可稱為實(shí)時操作系統(tǒng)Real Time Operating (當(dāng)然掌握兩個更好),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、傳統(tǒng)的經(jīng)典RTOS：最主要的便是Vxworks操作系統(tǒng)，以及其Tornado開發(fā)平臺。Vxworks因出現(xiàn)稍早，實(shí)時性很強(qiáng)（據(jù)說可在1ms內(nèi)響應(yīng)外部事件請求），并且內(nèi)核可極微（據(jù)說最小可8K），可靠性較高等，所以在北美，Vxworks占據(jù)了嵌入式系統(tǒng)的多半疆山。特別是在通信設(shè)備等實(shí)時性要求較高的系統(tǒng)中，幾乎非Vxworks莫屬。Vxworks的很多概念和技術(shù)都和Linux很類似，主要是C語言開發(fā)。像Bellalcatel、Lucent、華為等通信企業(yè)在開發(fā)產(chǎn)品時，Vxworks用得很多。但Vxworks因價格很高，所以一些小公司或小產(chǎn)品中往往用不起。目前很多公司都在往嵌入式Linux轉(zhuǎn)（聽說華為目前正在這樣轉(zhuǎn)）。但無論如何，Vxworks在一段長時間內(nèi)仍是不可動搖的。與Vxworks類似的稍有名的實(shí)時操作系統(tǒng)還有pSOS、QNX、Nucleus等RTOS。 第二類、嵌入式Linux操作系統(tǒng)：Linux的前途除作為服務(wù)器操作系統(tǒng)外，最成功的便是在嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用，原因當(dāng)然是免費(fèi)、開源、支持軟件多、呼擁者眾，這樣嵌入式產(chǎn)品成本會低。Linux本身不是一個為嵌入式設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)，不是微內(nèi)核的，并且實(shí)時性不強(qiáng)。目前應(yīng)用在嵌入式領(lǐng)域的Linux系統(tǒng)主要有兩類：一類是專為嵌入式設(shè)計(jì)的已被裁減過的Linux系統(tǒng)，最常用的是uClinux（不帶MMU功能），目前占較大應(yīng)用份額，可在ARM7上跑；另一類是跑在ARM 9上的，一般是將Linux ，可使用更多的Linux功能（當(dāng)然uClinux更可跑在ARM 9上）。很多人預(yù)測，嵌入式Linux預(yù)計(jì)將占嵌入式操作系統(tǒng)的50%以上份額，非常重要。缺點(diǎn)是熟悉Linux的人太少，開發(fā)難度稍大。另外，目前我們能發(fā)現(xiàn)很多教材和很多大學(xué)都以ucOS/II為教學(xué)用實(shí)時操作系統(tǒng)，這主要是由于ucOS/II較簡單，且開源，非常適合入門者學(xué)習(xí)實(shí)時操作系統(tǒng)原理，但由于ucOS/II功能有限，實(shí)用用得較少，所以我院不將其作為教學(xué)重點(diǎn)，要學(xué)習(xí)就應(yīng)學(xué)直接實(shí)用的，比如 uClinux就很實(shí)用。況且熟悉了Linux開發(fā)，不僅在嵌入式領(lǐng)域有用，對開發(fā)Linux應(yīng)用軟件，對加深操作系統(tǒng)的認(rèn)識也有幫助，可謂一舉多得。據(jù)我所知，目前Intel、Philip都在大搞ARM+LINUX的嵌入式開發(fā)，F(xiàn)ujitum則是在自己的處理器上大搞Linux開發(fā)。目前在嵌入式Linux領(lǐng)域，以下幾個方面的人特別難找，一是