嵌入式初学者必知的知识和步骤

嵌入式门槛虽然较高，但也跟其他事物一样，并不是牢不可破。只要我们用心去对待，冬雪终将化去，春风定会吹来。具体步骤如下：

1、《C语言》第二版 谭浩强； 《C程序设计语言》第二版 徐宝文译 机械工业出版社

你能区分开指针数组和数组指针吗？你知道函数指针吗？

你能区分开定义一个变量时系统给它分配的空间与用malloc（）函数给一个变量分配的空间有什么不一样吗？

2、《数据结构》C语言版 　黄国愉、叶乃青编　清华大学出版社

你能合上书本，用C语言实现书中的单链表、双链表数据结构吗？

3、《实用C++程序设计》第二板 中国电力出版社 Steve_Oualline著

此阶段主要是学习其面向对象的编程思想，加深对C语言和数据结构的理解。

4、学习单片机，最好能找个前辈带一带。

你能用51单片机做出一样实际的东西吗？即使它再简单！
      要注意加深对中断的理解。

5、学习ARM单片机。

（1）、细读《ARM微控制器基础与实战》周立工编写（注：即使你不用书中的开发板）

（2）、细读相关芯片的原版英文文档。如：arm920TE.pdf　　S3C2410_1.2.pdf

6、学习uCOS！！操作系统。

（1）、细读《嵌入式实时操作系统uC／OS－！！》第二版　召贝贝译

你能把uCOS！！移植到自己的平台上吗？

（2）、能编写在uCOS！！操作系统环境下运行的针对具体硬件的驱动程序

7、熟悉Ｌinux环境，学习Ｌinux环境编程，学习交叉编程

（1）、细读《linux命令大全.pdf》

（2）、细读《GNU Make 使用手册（中译版）.pdf》

（3）、学习创建交叉编程环境．

8、学习Linux操作系统。

（1）、《UNIX环境高级编程》

（2）、细读“joyfire 笔记”，可在“www.qianrushi.com”网站的好书下载栏目获取

（3）、细读《linux内核完全注释》

（4）、细读《understanding the linux kernel 2》

（5）、利用源代码阅读利器工具＂Source Insight＂进行真正的linux内核原码刨析

（6）、最后进行内核移植，并能编写在linux操作系统环境下运行的针对具体硬件的驱动程序

9、学习Linux设备驱动编写。可参考《Ｌinux设备驱动程序》

10、复习C++，学习用QT进行图形界面编程

（1）、细读《QT编程宝典》

（2）、学会通过查看QT电子文档进行QT GUI实地编程

（3）、学习交叉编程．（其实就是把命令qmake变为tmake）

11、当然，你也可学习一下PCB的制作和设计一个自己的CPU（即软壳）

在嵌入式软件方面最重要的课程包括：

（1） 嵌入式微处理器结构与应用：

这是一门嵌入式硬件基础课程，我们说过，嵌入式是软硬件结合的技术，搞嵌入式软件的人应对ARM处理器工作原理和接口技术有充分了解，包括ARM的汇编指令系统。若不了解处理器原理，怎么能控制硬件工作，怎么能写出节省内存又运行高速的最优代码（嵌入式软件设计特别讲究时空效率），怎么能写出驱动程序（驱动程序都是与硬件打交道的）？很多公司招聘嵌入式软件人员时都要求熟悉ARM处理器，将来若同学到公司中从事嵌入式软件开发，公司都会给你一本该设备的硬件规格说明书 （xxx Specification），你必须能看懂其中的内存分布和端口使用等最基本的说明（就像x86汇编一样），否则怎么设计软件。有些同学觉得嵌入式处理 器课程较枯燥，这主要是硬件课程都较抽象的原因。还有同学对ARM汇编不感兴趣，以为嵌入式开发用C语言就足够了。其实不应仅是将汇编语言当成一个程序设计语言，学汇编主要是为了掌握处理器工作原理的。一个不熟悉汇编语言的人，怎么能在该处理器写出最优的C语言代码。在嵌入式开发的一些关键部分，有时还必须写汇编，如Bootloader等（可能还包括BSP）。特别是在对速度有极高要求的场合（如DSP处理器的高速图像采集和图像解压缩），目前还会用到汇编写程序的，尽管用到的机会相对C要小得多。当你在一个嵌入式公司工作时，在查看描述原理的手册时，可能很多都是用汇编描述的，这是因为很多硬件设计人员只会写或者喜欢用汇编描述，此时你就必须看懂汇编程序，否则软硬件人员可能就无法交流。很多嵌入式职位招聘时都要求熟悉汇编。

［小知识］ 目前嵌入式处理器常见的有ARM、PowerPC、MIPS、Motorola 68K、ColdFire （冷火）等，但ARM占据了绝对主流（有资料说手机中几乎90%都是ARM处理器）。ARM是一个只卖知识产权的公司，目前获得购买了ARM CPU核授权许可的大公司很多，包括Intel、Samsung、Amstel、Motorola、Philip等，他们都在ARM CPU核的基础上进行了一些外围扩展，形成自己的处理器（如Samsung S3C2410，Motorola i.MXL9328等处理器都是采用ARM 9内核，指令一级是相同的）。而众多中小公司又购买了这些处理器，设计了各种各样的开发板，如华恒等国内很多著名嵌入式公司都生产基于SamsungS3C2410的开发板，供最终用户使用或供教学实验。在ARM这个食物链上，ARM公司是大鱼，Intel、Samsung等公司是小鱼，而华恒等则是虾米，最终用户（我们这些要采购嵌入式开发板的）则是喂虾米的。Intel早期生产的是低端ARM（StrongARM，相当于ARM 7），现在转向主要生产高端ARM（即Intel Xscale处理器，属于ARMv5家族，主要用在高端PDA上，如HP和DELL生产的PDA都采用Intel Xscale，价格较高）。目前应用最多的是ARM 7和ARM 9两类处理器。 ARM 7较便宜，可跑uclinux（是一个不支持高级内存管理功能的嵌入式Linux系统统）、Vxworks、uc/os II等实时操作系统，但因处理器不带内存管理单元MMU（无内存分页和地址映射机制，所以不能使用虚拟内存），所以不能跑WindowsCE，另外通用Linux中的某些内存管理功能也不能用在ARM 7上。ARM 9大都是一个带MMU功能的高端处理器，可跑WinCE或通用Linux的大多数功能。ARM7和ARM9的区别是在与体系结构上，前者是冯·诺伊曼结 构，后者是哈佛结构——指令和数据总线是分开的。以上是我的一点了解，可能有不对的地方。我们学院有十几套ARM 7开发系统（采用SamsungS3C44b0x开发板，主要用于嵌入式处理器结构、实时操作系统等课程实验用），ARM 9的系统好象也已经到了（采用的芯片我不知道也没去问），还有以前的十几套MPC860开发板（听说价格都很贵，很容易损坏），同学应爱护使用和珍惜这样 的实验机会。

（2） 嵌入式操作系统类课程

除了WinCE的实时性稍差外，大多数嵌入式操作系统的实时性都很强，所以也可称为实时操作系统Real Time OperatingSystem.从事嵌入式的人至少须掌握一个嵌入式操作系统，这在嵌入式的所有技术中是最为关键的了。目前最重要的RTOS主要包括：

第一类、传统的经典RTOS：最主要的便是Vxworks操作系统，以及其Tornado开发平台。Vxworks因出现稍早，实时性很强（据说可在1ms内响应外部事件请求），并且内核可极微（据说最小可8K），可靠性较高等，所以在北美，Vxworks占据了嵌入式系统的多半 疆山。特别是在通信设备等实时性要求较高的系统中，几乎非Vxworks莫属。Vxworks的很多概念和技术都和Linux很类似，主要是C语言开发。像Bell- alcatel、Lucent、华为等通信企业在开发产品时，Vxworks用得很多。但Vxworks因价格很高，所以一些小公司或小产品中往往用不 起。目前很多公司都在往嵌入式Linux转（听说华为目前正在这样转）。但无论如何，Vxworks在一段长时间内仍是不可动摇的。与Vxworks类似 的稍有名的实时操作系统还有pSOS、QNX、Nucleus等RTOS。

第二类、嵌入式Linux操作系统：Linux的前途除作为服务器操作系统外，最成功的便是在嵌入式领域的应用，原因当然是免费、开源、支持软件多、呼拥者众，这样嵌入式产品成本会低。Linux本身不是一个为嵌入式设计的操作系统，不是微内核的，并且实时性不强。

目前应用在嵌入式领域的Linux系统主要有两种：

一种是专为嵌入式设计的已被裁减过的Linux系统，最常用的是uClinux（不带MMU功能），目前占较大应用份额，可在ARM7上跑；另一种是跑在 ARM9上的，一般是将Linux2.4.18内核移植在其上，可使用更多的Linux功能（当然uClinux更可跑在ARM 9上）。很多人预测，嵌入式Linux预计将占嵌入式操作系统的50%以上份额，非常重要。缺点是熟悉Linux的人太少，开发难度稍大。另外，目前我们 能发现很多教材和很多大学都以ucOS/II为教学用实时操作系统，这主要是由于ucOS/II较简单，且开源，非常适合入门者学习实时操作系统原理，但由于ucOS/II功能有限，实用用得较少。况且熟悉了Linux开发，不仅在嵌入式领域有用，对开发Linux应用软件，对加深操作系统的认识也有帮 助，可谓一举多得。据我所知，目前Intel、Philip都在大搞ARM+LINUX的嵌入式开发，Fujitum则是在自己的处理器上大搞Linux 开发。目前在嵌入式Linux领域，以下几个方面的人特别难找，一是能将Linux移植到某个新型号的开发版上；二是能写Linux驱动程序的人；三是熟悉Linux内核裁减和优化的人。不过LINUX有一个硬伤，就是没有WINDOWS那样的友好方便美观的交互界面，不然微软帝国早就守不住了。

第三类、 Windows CE嵌入式操作系统：Microsoft也看准了嵌入式的巨大市场，MS永远是最厉害的，WinCE出来只有几年时间，但目前已占据了很大市场份额，特别是在PDA、手机、显示仪表等界面要求较高或者要求快速开发的场合，WinCE目前已很流行（据说有一家卖工控机的公司板子卖得太好，以至来不及为客户裁减WinCE）。WinCE目前主要为4.2版（.NET），开发平台主要为WinCE Platform Builder，有时也用EVC环境开发一些较上层的应用，由于WinCE开发都是大家熟悉的VC++环境，所以我院学过Windows程序设计课程的同 学都不会有多大难度，这也是WinCE容易被人们接受的原因，开发环境方便快速，微软的强大技术支持，WinCE开发难度远低于嵌入式Linux。对于急于完成，不想拿嵌入式Linux冒险的开发场合，WinCE是最合适了（找嵌入式Linux的人可没那么好找的），毕竟公司不能像学生学习那样试试看，保证开发成功更重要。根据不同的侧重点，WinCE还有两个特殊版本，一个是MSPocketPC操作系统专用于PDA上（掌上电脑），另一个是MS SmartPhone操作系统用于智能手机上（带PDA功能的手机），两者也都属于WinCE平台。在PDA和手机市场上，除WinCE外，著名的PDA 嵌入式操作系统还有Palm OS（因出现很早，很有名）、Symbian等，但在WinCE的强劲冲击下，Palm和Symbian来日还能有多长？同学学过VC++后再学 WinCE，非常方便自然，通过学习WinCE同样也可了解嵌入式软件的一般开发过程，对Linux有惧怕心理的同学也很合适。很显然，嵌入式Linux 永远不可能替代WinCE，而且将来谁占份额大还很难讲，毕竟很多人更愿意接受MS的平台，就像各国政府都在大力推LINUX已好长时间，但你能看到几个 在PC机上真正使用LINUX的用户？据我观察，目前在嵌入式平台上，LINUX是叫得最响，但还是WinCE实际用得更多。嵌入式LINUX可能更多地是一些有长远产品计划的公司，为降低成本而进行长远考虑.WinCE和多媒体（如MPEG技术）是微软亚洲工程院目前做得较多的项目领域之 一，现在社会很需要精通WinCE的人。现在有WINCE的智能手机，金山词霸、WORD、EXCEL、REGEDIT等居然都有 smartphone版的，PC上的MP3、DOC等居然在download时都可被自动转换成smartphone格式，很爽的。完全可用 Windows CE自己开发一些需要的程序download到自己的手机上。现在市面销售PDA智能手机火爆，MS总是财源滚滚。

总结关于嵌入式操作系统类课程，若你觉得自己功底较深且能钻研下去，则可去学嵌入式Linux；若你觉得自己VC++功底较好且想短平快地学嵌入式开发，自学WINCE是非常好的选择。

（3） 嵌入式开发的相关领域

搞嵌入式若能熟悉嵌入式应用的一些主要领域，这样的人更受企业欢迎。主要的相关领域包括：

A、数字图像压缩技术：这是嵌入式最重要最热门的应用领域之一，主要是应掌握MPEG编解码算法和技术，如DVD、MP3、PDA、高精电视、机顶盒等都涉及MPEG高速解码问题。

B、通信协议及编程技术：这包括传统的TCP/IP协议和热门的无线通信协议。首先，大多数嵌入式设备都要连入局域网或Internet，所以首先应掌握 TCP/IP协议及其编程，这是需首要掌握的基本技术；其次，无线通信是目前的大趋势，所以掌握无线通信协议及编程也是是很重要的。无线通信协议包括无线局域网通信协议802.11系列，Bluetooth，以及移动通信（如GPRS、GSM、CDMA等）。

C、网络与信息安全技术：如加密技术，数字证书CA，以及各种网络安全设备，包括硬件防火墙，入侵检测IDS，还有防毒墙，IPS等，中国在这方面还是没有自己优势的，我们陈院长好象正在往这方面发展。

D、 DSP技术：DSP是Digital Signal Process数字信号处理的意思，DSP处理器通过硬件实现数字信号处理算法，如高速数据采集、压缩、解压缩、通信等。数字信号处理是电子、通信等硬件 专业的课程，对于搞软件的人若能了解一下最好。目前DSP人才较缺。如果有信号与系统、数字信号处理等课程基础，对于学习MPEG编解码原理会有很大帮助。

（4）嵌入式开发的相关硬件基础

对于软件工程专业的学生，从事嵌入式软件开发，像数字电路、计算机组成原理、嵌入式微处理器结构等硬件课程是较重要的。另外，汇编语言、C/C++ 数据结构算法、特别是操作系统等软件基础课也是十分重要的。我们的主要目地是能看懂硬件工作原理，但重点应是在嵌入式软件，特别操作系统级软件，那将是我们的优势。我们的研究生里有些是学电子、通信类专业过来的，有较好的模拟电路和单片机基础，学嵌入式非常合适。嵌入式本身就是从单片机发展过来的，只是单片机不带OS，而现在很多嵌入式应用越来越复杂，以至不得不引入嵌入式操作系统。另外，为追求更高速的信号处理速度，现在在一些速度要求较高场合，有不少公司是将一些DSP算法，如MPEG压缩解压缩算法等用硬件来实现，这就涉及到HDL数字电路设计技术及其 FPGA/IP核实现技术，这方面的人目前市场上也很缺。

学习嵌入式系统的10点建议

现在，国内似乎在进行一个全民学习嵌入式的运动，但据了解，很多人在整个学习的过程中，由于某些技术领域的空白或者是技术尚未成熟，再加上个人学习方法不正确，给个人的学习造成了极大的阻碍，遇到这种情况该如何解决？根据本人有限的学习经验，给学习嵌入式的人以下10点建议：

1.　遇到问题，首先进入baidu.com、www.google.com（或是其他搜索引擎）搜索一下，任何一个嵌入式工程师都不敢否认，这是学习嵌入式最好的老师！

2.　尽可能多的论坛，遇到问题，及时发贴，情况紧急的时候，可以在不同的论坛同时发贴，这样，并行处理你的问题也许会解决得更快些。

3.　 尽可能多的结交嵌入式高手，最好是在公司上班的嵌入式工程师，他们有一个优势：了解市场，了解业界的发展动态。和他们多混混，对尚未上班的学习者来说，是非常有必要的。

4.　 要经常进入一些好的嵌入式网站，尤其是一些国外的网站，去看看嵌入式的发展动态，并且，要把这些网站都收集起来。。。

5.　 如果可能，我建议大家在网上订一下电子刊物，这些电子刊物是按时发到你邮箱的，那些资讯都是最新的，可以说是很前卫的了。。。。。如果资金允许，建议报名参加嵌入式培训班，

6.　相信自己的选择，相信自己行业的发展前景，要对自己的选择和自己的行业有浓厚的兴趣，这一点做不到，你就很难学到很高深的层次！

7.　追求要执着！刚开始学习嵌入式系统，肯定会遇到很多问题，我当时也是这样，学了三个多月，好像一点进展都没有，我在怀疑：难道我不适合搞嵌入式？当时我也想过放弃，但心里太不甘心了，脚都踏出了一只，我不能就这样屈了！于是就硬上，不断的琢磨。。。。（现在，终于知道什么是嵌入式linux了，哈哈。。。。）

8.　不要对自己要求过高，只要你比昨天进步了一点，你就离成功又近了一步！学习嵌入式也忌浮气燥（其实这一点，我最有感触！），也就是要踏实。

9.　万丈高楼平地起，不要忽略了低层的东西，你越是学习到高层的技术，越是发觉低层的东西有用，这些大家以后会有所体会的！我大一学习51单片机的时候，感觉它没什么用处，大二学习ARM处理器，才知道，没有51的基础，可能还不知道要多花多少时间才能搞懂ARM的硬件。

10. 系统的选型的问题。现在的开源操作系统已经很多了，并且也做得非常成熟，初学者也会为此而烦恼。目前较为流行的嵌入式操作系统有：linux，winCE，VxWork，uC/OS2等等。。。。主要区别在于实时性的问题。如果你是搞自控（像我学习的专业，不过我不玩控制的。。。。），学习实时性高一点的操作系统更有帮助，如VxWork.如果你想以后搞民用产品，如手机，机顶盒，终端设备之类的，学习linux，winCE这些方便于多任务运行的操作系统较好！建议你在学习之前先了解该系统的市场占有率，学东西得看看学完它之后到底有没有作为啊，否则，你就一辈子只有自己玩系统啰。。.