嵌入式系統(tǒng)開發(fā)嵌入式開發(fā)就是對(duì)于除了電腦之外的所有
電子設(shè)備上操作系統(tǒng)的開發(fā)，開發(fā)對(duì)象有
手機(jī)，
掌上電腦，機(jī)電
系統(tǒng)等。
嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用
戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)
入市場(chǎng)，具有較長(zhǎng)的生命周期。
嵌入式系統(tǒng)一般指非
PC系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（
OS）（要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作）和應(yīng)用程序編程。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起。應(yīng)用
程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。
編輯本段嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)
嵌入式
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同通用型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比具有以下特點(diǎn)：
1.嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的嵌入式CPU與通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨于小型化，移動(dòng)能力大大增強(qiáng)，跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來越緊密。
2.嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。
3.嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，量體裁衣、去除冗余，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中對(duì)處理器的選擇更具有競(jìng)爭(zhēng)力。
4.嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場(chǎng)，具有較長(zhǎng)的生命周期。
5.為了提高執(zhí)行速度和
系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存貯于磁盤等載體中。
6.嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力，即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也是不能對(duì)其中的程序功能進(jìn)行修改的，必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)。
編輯本段核心技術(shù)
1．處理器技術(shù)
處理器技術(shù)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的計(jì)算引擎結(jié)構(gòu)有關(guān)，很多不可編程的
數(shù)字系統(tǒng)也可以視為處理器，這些處理器的差別在于其面向特定功能的專用化程度，導(dǎo)致其設(shè)計(jì)指標(biāo)與其它處理器不同。
?。?）通用處理器
這類處理器可用于不同類型的應(yīng)用，一個(gè)重要的特征就是存儲(chǔ)程序，由于設(shè)計(jì)者不知道處理器將會(huì)運(yùn)行何種運(yùn)算，所以無法用數(shù)字電路建立程序。另一個(gè)特征就是通用的數(shù)據(jù)路徑，為了處理各類不同的計(jì)算，數(shù)據(jù)路徑是通用的，其數(shù)據(jù)路徑一般有大量的寄存器以及一個(gè)或多個(gè)通用的
算術(shù)邏輯單元。設(shè)計(jì)者只需要對(duì)處理器的存儲(chǔ)器編程來執(zhí)行所需的功能，即設(shè)計(jì)相關(guān)的軟件。
在嵌入式系統(tǒng)中使用通用處理器具有設(shè)計(jì)指標(biāo)上的一些優(yōu)勢(shì)。提前上市時(shí)間和NRE成本較低，因?yàn)樵O(shè)計(jì)者只需編寫程序，而不需要做任何數(shù)字設(shè)計(jì)，靈活性高，功能的改變通過修改程序進(jìn)行即可。與自行設(shè)計(jì)處理器相比，數(shù)量少時(shí)單位成本較低。
當(dāng)然，這種方式也有一些設(shè)計(jì)指標(biāo)上的缺陷，數(shù)量大時(shí)的單位成本相對(duì)較高，因?yàn)閿?shù)量大時(shí)，自行設(shè)計(jì)的NRE成本分?jǐn)傁聛?，可降低單位成本。同時(shí)，對(duì)于某些應(yīng)用，性能可能很差。由于包含了非必要的處理器硬件，系統(tǒng)的體積和功
耗可能變大。
?。?）單用途處理器
單用途處理器是設(shè)計(jì)用于執(zhí)行特定程序的數(shù)字電路，也指協(xié)處理器、加速器、外設(shè)等。如JPEG編碼解碼器執(zhí)行單一程序，壓縮或解壓視頻信息。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可通過設(shè)計(jì)特定的數(shù)字電路來建立單用途的處理器。設(shè)計(jì)者也可以采用預(yù)先設(shè)計(jì)好的商品化的單用途處理器。
在嵌入式系統(tǒng)中使用單用途處理器，在指標(biāo)上有一些優(yōu)缺點(diǎn)。這些優(yōu)缺點(diǎn)與通用處理器基本相反，性能可能更好，體積與功率可能較小，數(shù)量大時(shí)的單位成本可能較低，而設(shè)計(jì)時(shí)間與NRE成本可能較高，靈活性較差，數(shù)量小時(shí)的單位成本較高，對(duì)某些應(yīng)用性能不如通用處理器。
?。?）專用處理器
專用指令集處理器（ASIP）是一個(gè)可編程處理器，針對(duì)某
一特定類型的應(yīng)用進(jìn)行最優(yōu)化。這類特定應(yīng)用具有相同的特征，如嵌入式控制、
數(shù)字信號(hào)處理等。在嵌入式系統(tǒng)中使用ASIP可以保證良好的性能、功率和大小的
情況下，提供更大的靈活性，但這類處理器仍需要昂貴的NRE成本建立處理器本身和編譯器，單片機(jī)和
數(shù)字信號(hào)處理器是兩類應(yīng)用廣泛的ASIP，數(shù)字信號(hào)處理器是一種針對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行常見運(yùn)算的微處理器，而單片機(jī)是一種針對(duì)嵌入式控制應(yīng)用進(jìn)行最佳化的微處理器，通常控制應(yīng)用中的常見外設(shè)，如串行通信外設(shè)、定時(shí)
器、計(jì)數(shù)器、脈寬調(diào)制器及數(shù)/模轉(zhuǎn)換器等都集成到了微處理器芯片上，從而使得產(chǎn)品的體積更小、成本更低。
2．IC技術(shù)
?。?）全定制/VLSI
在全定制IC技術(shù)中，需要根據(jù)特定的嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字實(shí)現(xiàn)來優(yōu)化各層，設(shè)計(jì)人員從晶體管的版圖尺寸、位置、連線開始設(shè)計(jì)以達(dá)到芯片面積利用率高、速度快、功耗低的最優(yōu)化性能。利用掩膜在
制造廠生產(chǎn)實(shí)際芯片，全定制的IC設(shè)計(jì)也常稱為大規(guī)模
集成電路設(shè)計(jì),具有很高的NRE成本、很長(zhǎng)的制造時(shí)間，適用于大量或?qū)π阅芤髧?yán)格的應(yīng)用。
?。?）半定制ASIC
半定制ASIC是一種約束型設(shè)計(jì)方法，包括門陣列設(shè)計(jì)法和
標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)法。它是在芯片制作好一些具有通用性的單元元件和元件組的半成品硬件，設(shè)計(jì)者僅需要考慮電路的邏輯功能和各功能模塊之間的合理連接即可。這種設(shè)計(jì)方法靈活方便、性價(jià)比高，縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了成品率。
（3）可編程ASIC
可編程器件中所有各層都已經(jīng)存在，設(shè)計(jì)完成后，在實(shí)驗(yàn)室里即可燒制出設(shè)計(jì)的芯片，不需要IC廠家參與，開發(fā)周期顯著縮短。
可編程ASIC具有較低的NRE成本，單位成本較高，功耗較大，速度較慢。
3．設(shè)計(jì)/驗(yàn)證技術(shù)
嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)主要包括硬件設(shè)計(jì)技術(shù)和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)兩大類。其中，硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)主要包括芯片級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)和電路板級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)兩個(gè)方面。
芯片級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)的核心是編譯/綜合、庫(kù)/IP、測(cè)試/驗(yàn)證。編譯/綜合技術(shù)使設(shè)計(jì)者用抽象的方式描述所需的功能，并自動(dòng)分析和插入實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。庫(kù)/IP技術(shù)將預(yù)先設(shè)計(jì)好的低抽象級(jí)實(shí)現(xiàn)用于高級(jí)。測(cè)試/驗(yàn)證技術(shù)確保每級(jí)功能正確，減少各級(jí)之間反復(fù)設(shè)計(jì)的成本。
編輯本段基礎(chǔ)知識(shí)
一、軟件方面的知識(shí)：
1、嵌入式
微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用：
或傳統(tǒng)的“微機(jī)原理與
接口”課程，嵌入式是軟硬件結(jié)合的技術(shù)，搞嵌入式系統(tǒng)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，包括匯編指令系統(tǒng)。不了解
處理器原理，就沒辦法寫出驅(qū)動(dòng)程序。在嵌入式開發(fā)的一些關(guān)鍵部分，如Bootloader等，目前主要靠匯編寫程序。
2、嵌入式操作系統(tǒng)類課程：
從事嵌入式系統(tǒng)的人至少須掌握一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)（當(dāng)然越多越好），目前最重要的RTOS主要包括：
?。?）、傳統(tǒng)的經(jīng)典RTOS：最主要的是Vxworks操作系統(tǒng)，以及其Tornado開發(fā)平臺(tái)。Vxworks出現(xiàn)早，實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，并且內(nèi)核可極微，可靠性較高。特別在通信設(shè)備等實(shí)時(shí)性要求較高的系統(tǒng)中，有比較廣泛的應(yīng)用。
?。?）、嵌入式Linux操作系統(tǒng)：嵌入式Linux廣泛應(yīng)用的原因當(dāng)然是免費(fèi)、開源、支持軟件多、支持者多，成本也低。
?。?）、 Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)：Windows
CE是微軟的操作系統(tǒng)，目前也有很大的市場(chǎng)份額，特別是在PDA、手機(jī)等界面要求較高或者要求快速開發(fā)的場(chǎng)合。
3、嵌入式開發(fā)的其它相關(guān)軟件課程：
?。?）、數(shù)字圖像壓縮技術(shù)：嵌入式最熱門的應(yīng)用領(lǐng)域之一，要掌握MPEG編解碼算法和技術(shù)，如
DVD、MP3、PDA、高精電視、
機(jī)頂盒等都涉及MPEG高速解碼問題。
（2）、通信協(xié)議及編程技術(shù)：大多數(shù)嵌入式設(shè)備都要連入局域網(wǎng)或Internet，所以首先應(yīng)掌握
TCP/IP協(xié)議及其編程；另外，掌握無線通信協(xié)議及編程也是是很重要的。
?。?）、網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)：如加密技術(shù)，數(shù)字證書CA等。
二、硬件方面的知識(shí)：
模擬
電路、數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)組成原理、微處理器結(jié)構(gòu)、
單片機(jī)等硬件課程是從事嵌入式開發(fā)要掌握的。
嵌入式本身就是從單片機(jī)發(fā)展過來的，現(xiàn)在的很多單片機(jī)都已經(jīng)帶OS，嵌入式開發(fā)領(lǐng)域，驅(qū)動(dòng)人才非常缺乏。寫驅(qū)動(dòng)必須掌握操作系統(tǒng)的內(nèi)部工作原理，包括相關(guān)的硬件知識(shí)，即所謂的軟硬通吃，所以這方面的人才是一將難求。
