嵌入式工程師經驗分享：嵌入式開發這樣來學習！

技術小白

嵌入式系統的概念

著重理解“嵌入”的概念,主要從三個方面上來理解。

1.從硬件上，將基于CPU的處圍器件，整合到CPU芯片內部，比如早期基于X86體系結構下的計算機，CPU只是

有運算器和累加器的功能，一切芯片要通過外部橋路來擴展實現，像串口之類的都是靠外部的16C550/2的串口

控制器芯片實現，而目前的這種串口控制器芯片早已集成到CPU內部，還有PC機有顯卡，而多數嵌入式處理器

都帶有LCD控制器，但其某種意義上就相當于顯卡。

比較高端的ARM類Intel Xscale架構下的IXP網絡處理器CPU內部集成PCI控制器(可配成支持4個PCI從設備或配

成自身為CPI從設備);還集成3個NPE網絡處理器引擎，其中兩個對應于兩個MAC地址， 可用于網關交換用，而

另外一個NPE網絡處理器引擎支持DSL，只要外面再加個PHY芯片即可以實現DSL上網功能。

IXP系列最高主頻可以達到 1.8G，支持2G內存，1G×10或10G×1的以太網口或Febre channel的光通道。IXP

系列應該是目標基于ARM體系統結構下由 intel進行整合后成Xscale內核的最高的處理器了。

2.從軟件上看，就是在定制操作系統內核里將應用一并選入，編譯后將內核下載到ROM中。而在定制操作系統

內核時所選擇的應用程序組 件就是完成了軟件的“嵌入”，比如WinCE在內核定制時，會有相應選擇，其中就

是wordpad，PDF，MediaPlay等。如果我們選擇 了，在CE啟動后，就可以在界面中找到這些東西，如果是以

前PC機上裝的windows操作系統，多半的東西都需要我們重新再裝。

3.把軟件內核或應用文件系統等東西燒到嵌入式系統硬件平臺中的ROM中就實現了一個真正的“嵌入”。以上

的定義是我在6、7年前給嵌入式系統下自話側重于理解型的定義，書上的定義也有很多，但在這個領域范圍內

，誰都不敢說自己的定義是十分確切的，包括那些專家學者們，歷為畢竟嵌入式系統是計算機范疇下的一門綜

合性學科。

2
嵌入式系統的分層與專業的分類

嵌入式系統分為4層，硬件層、驅動層、操作系統層和應用層。

1.硬件層
是整個嵌入式系統的根本，如果現在單片機及接口這塊很熟悉，并且能用C和匯編語言來編程的話，從嵌入式系

統的硬件層走起來相對容易，硬件層也是驅動層的基礎，一個優秀的驅動工程師是要能夠看懂硬件的電路圖和

自行完成CPLD的邏輯設計的，同時還要對操作系統內核及其調度性相當的熟悉的。但硬件平臺是基礎，增值還

要靠軟件。硬件層比較適合于，電子、通信、自動化、機電一體、信息工程類專業的人來搞，需要掌握的專業

基礎知識有，單片機原理及接口技術、微機原理及接口技術、C語言。

2.驅動層
這部分比較難，驅動工程師不僅要能看懂電路圖還要能對操作系統內核十分的精通，以便其所寫的驅動程序在

系統調用時，不會獨占操作系統時間片，而導 至其它任務不能行動。不懂操作系統內核架構和實時調度性，沒

有良好的驅動編寫風格，按大多數書上所說添加的驅動的方式，很多人都能做到，但可能連個初級的 驅動工程

師的水平都達不到，這樣所寫的驅動在應用調用時就如同windows下我們打開一個程序運行后，再打開一個程

序時，要不就是中斷以前的程序，要不就是等上一會才能運行后來打開的程序。想做個好的驅動人員沒有三四

年功底，操作系統內核不研究上幾編，不是太容易成功的，但其工資在嵌入式系統四層中可以是最高的。

驅動層比較適合于電子、通信、自動化、機電一體、信息工程類專業尤其是計算機偏體系結構類專業的人來搞

，除硬件層所具備的基礎學科外，還要對數據結構與算法、操作系統原理、編譯原理都要十分精通了解。

3操作系統層
對于操作系統層目前可能只能說是簡單的移植，而很少有人來自已寫操作系統，或者寫出缺胳膊少腿的操作統

來，這部分工作大都由驅動工程師來完成。操作系統是負責系統任務的調試、磁盤和文件的管理，而嵌入式系

統的實時性十分重要。據說，XP操作系統是微軟投入300人用兩年時間才搞定的，總時工時是600人/年，中科

院軟件所自己的女媧Hopen操作系統估計也得幾百人，很多年才能搞定。因此這部分工作相對來講沒有太大意

義。

4應用層
相對來講較為容易的，如果會在windows下如何進行編程接口函數調用，到操作系統下只是編譯和開發環 境有

相應的變化而已。如果涉及Jave方面的編程也是如此的。嵌入式系統中涉及算法的由專業算法的人來處理，不

必歸結到嵌入式系統范疇內。但如果涉及嵌 入式系統下面嵌入式數據庫、基于嵌入式系統的網絡編程和基于某

此應用層面的協議應用開發(比如基于SIP、H.323、Astrisk)方面又較為復雜， 并且有難度了。

3
目標與定位

先有目標，再去定位。

學 ARM，從硬件上講，一方面就是學習接口電路設計，另一方面就是學習匯編和C語言的板級編程。如果從軟

件上講，就是要學習基于ARM處理器的操作系統層面 的驅動、移植了。這些對于初學都來說必須明確，要么從

硬件著手開始學，要么從操作系統的熟悉到應用開始學，但不管學什么，只要不是純的操作系統級以上基于

API的應用層的編程，硬件的寄存器類的東西還是要能看懂的，基于板級的匯編和C編程還是要會的。因此針對

于嵌入式系統的硬件層和驅動程的人，ARM的接 口電路設計、ARM的C語言和匯編語言編程及調試開發環境還

是需要掌握的。

因此對于初學者必然要把握住方向，自己的目標是什么，自己要在哪一層面上走。然后再著手學習較好，與

ARM相關的嵌入式系統的較為實際的兩個層面硬件層和驅動層，不管學好了哪一層都會很有前途的。如果想從

嵌入式系統的應用層面的走的話，可能與ARM及其它體系相去較遠，要著重研究基嵌入式操作系統的環境應用

與相應開發工具鏈，比如WinCe操作系統下的EVC應用開發(與windows下的VC相類似)，如果想再有突破就往

某些音視頻類的協議上靠，比如VOIP領域的基于SIP或H.323協議的應用層開發，或是基于嵌入式網絡數據庫的

開發等等。

于初學者來講，要量力而行，不要認為驅動層工資高就把它當成方向了，要結合自身特點，嵌入式系統四個層

面上那個層面上來講都是有高人存在，當然高人也對應 的高工資，我是做硬件層的，以前每月工資中個人所得

稅要被扣上近3千大元，當然我一方面充當工程師的角色，一方面充當主管及人物的角色，兩個職位我一個人

干，但上班時間就那些。硬件這方面上可能與我PK的人很少了，才讓我拿到那么多的工資。

4
開發系統選擇

很多ARM初學者都希望有一套自己能用的系統，但他們住住會產生一種錯誤認識就是認為處理器版本越高、性

能越高越好，就象很多人認為ARM9比ARM7好， 我想對于初學者在此方面以此入門還應該理智，開發系統的

選擇最終要看自己往嵌入式系統的哪個方向上走，是做驅動開發還是應用，還是做嵌入式系統硬件層設計 與板

級測試。如果想從操作系統層面或應用層面上走，不管是驅動還是應用，那當然處理器性能越高越好了，但這

個東西自學，有十分大的困難，不是幾個月或半年或是一年二年能搞定的事。

從某種意義上請，ARM7與9的差別就是在某些功能指令集上豐富了些，主頻提高一些而已，就比如286和386。

對于用戶來講可能覺查不到什么，只能是感覺速度有些快而已。

ARM7比較適合于那些想從硬件層面上走的人，因為ARM7系列處理器內部帶MMU的很少，而且比較好控制，

就比如S3C44B0來講，可以很容易將 Cache關了，而且內部接口寄存器很容易看明白，各種接口對于用硬件程

序控制或AXD單步命令行指令都可以控制起來，基于51單片機的思想很容易能把他搞懂。就當成個32位的單片

機，從而消除很多51工程師想轉為嵌入式系統硬件ARM開發工程師的困惑，從而不會被業界不是真正懂嵌入式

的爛公司帶到操作 系統層面上去，讓他們望而失畏，讓業界更加缺少這方面的人才。

而嵌入式系統不管硬件設計還是軟件驅動方面都是十分注重接口這部分的，選擇平臺還要考察一個處理器的外

部資源，你接觸外部資源越多，越熟悉他們那你以后就業成功的機率就越高，這就是招聘時 所說的有無“相關

技能”。因為一個人不可能在短短幾年內把所有的處理器都接觸一遍，而招聘單位所用的處理器就可能是我們

完全沒有見過的，就拿臺灣數十家小 公司(市價幾千萬)的公司生產的ARM類處理器，也很好用，但這些東西通

用性太差，用這些處理器的公司就只能招有相關工作經驗的人了，那什么是相關工作經 驗，在硬件上講的是外

圍接口設計，在軟件上講是操作系統方面相關接口驅動及應用開發經驗。

我從業近十年，2000年ARM出現，我一天始做ARM7，然后直接跑到了Xscale(這個板本在ARM10-11之間)，

一做就是五年，招人面試都不下數百人，在這些方面還是深有體會的。

我個人認為三星的S3C44b0對初學者來說比較合適，為什么這么說哪?因為接口資源比較豐富，技術成熟，資料

較多，應該十分適合于初學者，有問題可能很容易找人幫且解決，因為大多數人都很熟悉，就如同51類的單片

機，有N多位專家級的人物可以給你幫忙，相關問題得以很快解答，所然業界認為這款ARM都用得爛了，但對

于初學者來，就卻是件好事。因此開發系統的選擇，要看自己的未來目標方向、要看開發板接口資源、還要看

業界的通用性。

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