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標(biāo)題: 成為ARM嵌入式系統(tǒng)硬件高手，這有大綱！ [打印本頁(yè)]

作者: 技術(shù)小白 時(shí)間: 2017-9-18 10:13
標(biāo)題: 成為ARM嵌入式系統(tǒng)硬件高手，這有大綱！
ARM嵌入式和單片機(jī)學(xué)習(xí)有著密不可分的關(guān)系，在學(xué)習(xí)單片機(jī)的過(guò)程中積累必要的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)是非常有必要的，如何在這一過(guò)程中逐漸成為高級(jí)嵌入式工程師呢？

對(duì)于硬件來(lái)講有幾個(gè)方向，就單純信號(hào)來(lái)說(shuō)，分為數(shù)字和模擬，模擬比較難搞，一般需要很長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)積累，單單一個(gè)阻值或容值的精度不夠就可能使信號(hào)偏差很大，因此年輕人搞的較少。

隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了模擬電路數(shù)字化，比如手機(jī)的Modem射頻模塊，都采用成熟的套片，而當(dāng)年國(guó)際上只有兩家公司有此技術(shù)，自我感覺(jué)模擬功能不太強(qiáng)的人，不太適合搞這個(gè)，如果真能搞定手機(jī)的射頻模塊，只要達(dá)到一般程度可能月薪都在15K以上。

另一類就是數(shù)字部分了，在大方向上又可分為51/ARM的單片機(jī)類、DSP類、FPGA類。國(guó)內(nèi)FPGA的工程師大多是在IC設(shè)計(jì)公司從事IP核的前端驗(yàn)證，這部分不搞到門(mén)級(jí)，前途不太明朗，即使做個(gè)IC前端驗(yàn)證工程師，也要搞上幾年才能勝任。DSP硬件接口比較定型，如果不向驅(qū)動(dòng)或是算法上靠攏，前途也不會(huì)太大。

而ARM單片機(jī)類的內(nèi)容就較多，業(yè)界產(chǎn)品占用量大，應(yīng)用人群廣，因此就業(yè)空間極大，而硬件設(shè)計(jì)最體現(xiàn)水平和水準(zhǔn)的就是接口設(shè)計(jì)這塊，這是各個(gè)高級(jí)硬件工程師相互PK，判定水平高低的依據(jù)。

而接口設(shè)計(jì)這塊最關(guān)鍵的是看時(shí)序，而不是簡(jiǎn)單的連接，比如PXA255處理器I2C要求速度在100Kbps，如果把一個(gè)I2C外圍器件，最高還達(dá)不到100kbps的與它相接，必然要導(dǎo)致設(shè)計(jì)的失敗。這樣的情況有很多，比如51單片機(jī)可以在總線接LCD，但為什么這種LCD就不能掛在ARM的總線上，還有ARM7總線上可以外接個(gè)Winband的SD卡控制器，但為什么這種控制器接不到ARM9或是Xscale處理器上，這些都是問(wèn)題。

因此接口并不是一種簡(jiǎn)單的連接，要看時(shí)序，要看參數(shù)。一個(gè)優(yōu)秀的硬件工程師應(yīng)該能夠在沒(méi)有參考方案的前提下，設(shè)計(jì)出一個(gè)在成本和性能上更加優(yōu)秀的產(chǎn)品，靠現(xiàn)有的方案，也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目尚行圆眉�，但不是胡亂的來(lái)。

我遇到一個(gè)工程師把方案中的5V變1.8V的DC芯片，直接更換成LDO，有時(shí)就會(huì)把CPU燒上幾個(gè)。前一陣，還有人希望我?guī)兔Π阉麄円郧盎赑XA255平臺(tái)的手持GPS設(shè)備做下程序優(yōu)化，我問(wèn)了一下情況，地圖是存在SD卡中的，而SD卡與PXA255的MMC控制器間采用的SPI接口，因此導(dǎo)致地圖讀取速度十分慢，這種情況是設(shè)計(jì)中嚴(yán)重的缺陷，而不是程序的問(wèn)題，因此我提了幾條建議，讓他們更新試下再說(shuō)。

因此想成為一個(gè)優(yōu)秀的工程師，需要對(duì)系統(tǒng)整體性的把握和對(duì)已有電路的理解，換句話說(shuō)，一套電路圖終究能看明白多少，看不明白80%以上的話，說(shuō)明離優(yōu)秀的工程師還差得遠(yuǎn)哪。

其次是電路的調(diào)試能力和審圖能力，但最最基本的能力還是原理圖設(shè)計(jì)、PCB繪制、邏輯設(shè)計(jì)這塊。這是指的硬件設(shè)計(jì)工程師，從上面的硬件設(shè)計(jì)工程師中還可以分出ECAD工程師，就是專業(yè)的畫(huà)PCB板的工程師和EMC設(shè)計(jì)工程師，幫人家解決EMC的問(wèn)題。

硬件工程師再往上就是板級(jí)測(cè)試工程師，就是C語(yǔ)功底很好的硬件工程師，在電路板調(diào)試過(guò)程中能通過(guò)自已編寫(xiě)的測(cè)試程序?qū)τ布δ苓M(jìn)行驗(yàn)證，然后再交給基于操作系統(tǒng)級(jí)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)人員。

總之，硬件的內(nèi)容很多很雜，硬件哪方面練成了都會(huì)成為一個(gè)高手，我時(shí)常會(huì)給人家做下方案評(píng)估，很多高級(jí)硬件工程師設(shè)計(jì)的東西，經(jīng)常被我一句話否定，因此工程師做到我這種地步，也會(huì)得罪些人，但硬件的確會(huì)有很多不為人知的東西，讓很多高級(jí)硬件工程師也摸不到頭腦。

那么高級(jí)硬件工程師技術(shù)技能都要具備那些東西呢，首先要掌握EDA設(shè)計(jì)的輔助工具類如ProtelORCADPowperPCBMaplux2ISE、VDHL語(yǔ)言，要能用這些工具畫(huà)圖畫(huà)板做邏輯設(shè)計(jì)，再有就是接口設(shè)計(jì)審圖能力，再者就是調(diào)試能力，如果能走到總體方案設(shè)計(jì)這塊，那就基本上快成為資深工程師了。

延伸閱讀：為什么當(dāng)今嵌入式行業(yè)會(huì)如此受歡迎呢?

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(mén)門(mén)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)，掌握這些新技術(shù)很重要。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(kāi)發(fā)板和軟件，另外需要有經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行指導(dǎo)開(kāi)發(fā)流程。

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，但是具體的收入是不低的。

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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品通常是通用的，不會(huì)因客戶的不同而修改。一個(gè)產(chǎn)品型號(hào)開(kāi)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(mài)賣(mài)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(kāi)發(fā)平臺(tái)，那就比較苦了。

當(dāng)然我們從事嵌入式開(kāi)發(fā)的話，這不完全的都是優(yōu)點(diǎn)，還是會(huì)有不足的地方的，但是它的不足就是：

(1) 入門(mén)起點(diǎn)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)常要碩士或者研究生以上的人搞嵌入式，主要是基于嵌入式的難度。但大多數(shù)公司也并無(wú)此要求，只要有經(jīng)驗(yàn)即可。

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