嵌入式項目源碼
⑴ 嵌入式系統、軟體開發環境、嵌入式處理器
呵呵,我做了嵌入式十年了,應該不算菜鳥吧。我來回答你的問題。
1:嵌入式系統有那些?
常用企業常用的有linux、wince、vxworks,還有一些手機的系統也算是嵌入式的系統android(google基於linux)、symbian、windows mobile,還有一些uC/OS、RTLinux、eCos、uclinux、QNX、LynxOS、EEOS。基本上常見我都列出來了。
2:嵌入式開發環境是什麼?
linux uclinux ecos uc/os android RTlinux這些都可以用GCC來編譯程序,具體是什麼GCC和你的處理器有關系,比如arm,就用arm-linux-gcc,mips的處理可能就是用mips-linux-gcc,名字不固定,但是一般都是基於gcc來開發和移植的。還有wince主要是用platform builder來開發的。
在企業的應用中,當然開發環境其實不是固定的,關鍵是看晶元廠商根據不同的嵌入式系統提供的不同的開發環境。
3:嵌入式處理器有那些?
主流的處理器,如arm,目前ARM處理器主要有6大系列:ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10、ARM11,SecurCore。還有與Intel合作實現的StrongARM和XScale處理器。
還有其他的處理器。比如MIPS處理器、PowerPC處理器,這些是市場上主流的。
當然,國產也有一些晶元,比如龍芯,但是這些其實不算什麼分類,都是類MIPS的。
4:其實這些都是一些基本的介紹,如果你想深入了解這些東西,那需要一定的時間的。關於這些方面的知識,該怎麼學習呢?我剛才看到一篇很不錯的文章,是一個專科生介紹自己如何自學嵌入式,並找到嵌入式的工作,裡面介紹了他的學習方法和學習過程,希望對你有幫助。
專科生學嵌入式到找到工作的前前後後--學習的榜樣
先做個自我介紹,我07年考上一所很爛專科民辦的學校,學的是生物專業,具體的學校名稱我就不說出來獻丑了。09年我就輟學了,我在那樣的學校,一年學費要1萬多,但是根本沒有人學習,我實在看不到希望,我就退學了。
退學後我也迷茫,大專都沒有畢業,我真的不知道我能幹什麼,我在糾結著我能做什麼。所以輟學後我一段時間,我想去找工作,因為我比較沉默寡言,不是很會說話,我不適合去應聘做業務。我想應聘做技術的,可是處處碰壁。
一次偶然的機會,我才聽到嵌入式這個行業。那天我去新華書店,在計算機分類那邊想找本書學習。後來有個女孩子走過來,問我是不是讀計算機的,有沒有興趣學習嵌入式,然後給我介紹了一下嵌入式現在的火熱情況,告訴我學嵌入式多麼的有前景,給我了一份傳單,嵌入式培訓的廣告。聽了她的介紹,我心裡癢癢的,確實我很想去學會一門自己的技術,靠自己的雙手吃飯。
回家後,我就上網查了下嵌入式,確實是當今比較熱門的行業,也是比較好找工作的,工資也是相對比較高。我就下決心想學嵌入式了。於是我去找嵌入式培訓的相關信息,說真的,我也很迷茫,我不知道培訓是否真的能像他們宣傳的那樣好,所以我就想了解一段時間再做打算。
後來,我在網路知道看到一篇讓我很鼓舞的文章《如何學習嵌入式》,是一個嵌入式高手介紹沒有基礎的朋友怎麼自學入門學嵌入式,文章寫的很好,包含了如何學習,該怎麼學習。他提到一個方法就是看視頻,因為看書實在太枯燥和費解的,很多我們也看不懂。這點我真的很認同,我自己看書往往看不了幾頁。
我在想,為什麼別人都能自學成才,我也可以的!我要相信自己,所以我就想自學,如果實在學不會我再去培訓。
主意一定,我就去搜索嵌入式的視頻,雖然零星找到一些嵌入式的視頻,但是都不系統,我是想找一個能夠告訴我該怎麼學的視頻,一套從入門到精通的視頻,一個比較完整的資料,最好能有老師教,不懂可以請教的。
後來我又找到一份很好的視頻,是在嵌入式學習網推出的一份視頻《從零基礎開始學嵌入式》,網址:http://www.002r.com/embedvideo.htm
裡面的教程還不錯,很完整,可以讓我從基礎的開始學起。視頻不便宜啊,但是我也忍了,畢竟買幾本書都要幾百了,何況他們還有半年的技術咨詢和服務,算值了。
下面介紹下我的學習流程,希望對和我一樣完全沒有基礎的朋友有所幫助。
收到他們寄過來的光碟後,我就開始學習了,由於我沒有什麼基礎,我就從最簡單的c語言視頻教程學起,話說簡單,其實我還是很多不懂的,我只好請教他們,他們還是很熱心的,都幫我解決了。C語言我差不多學了一個禮拜,接下來我就學了linux的基本命令,我在他們提供linux虛擬機上都有做練習,敲linux的基本命令,寫簡單的C語言代碼,差不多也就三個禮拜。我每天都在不停的寫一些簡單的代碼,這樣一月後我基本掌握了C和linux的基本操作。
接下來我就去學習了人家的視頻的培訓教程,是整套的,和去參加培訓沒有多大的區別,這一看就是兩個月,學習了ARM的基本原理,學習嵌入式系統的概念,也掌握了嵌入式的環境的一些搭建,對linux也有更深層次的理解了,明白了嵌入式應用到底是怎麼做的,但是驅動我只是有一點點的了解,這個相對難一點,我想以後再慢慢啃。
這兩個月,除了吃飯睡覺,我幾乎都在學習。因為我知道幾乎沒有基礎,比別人差勁,我只能堅持努力著,我不能放棄,我必要要靠自己來養活自己,必須學好這門技術,同時我不懂的就問,這里真的很感謝他們的技術客服對我的任何問題都是耐心的解答,每天都我幾乎都有好幾個問題問他們,然後我就把不懂的問題總結記下來,這樣慢慢積累了一段時間,我發現自己真的有點入門了。
最後的一個月,我就去看關於實踐部分的內容,了解嵌入式項目具體的開發流程,需要什麼樣的知識,我就開始准備這方面的知識,也就是學習這方面的視頻,同時他們建議我去找了找一些嵌入式面試的題目,為自己以後找工作做准備。我就到網上找了很多嵌入式的題目,把他們理解的記下來,這樣差不多准備了20天左右
我覺得自己差不多入門了,會做一些簡單的東西了。我就想去找工作看看,於是我就到51job瘋狂的投簡歷,因為我學歷的問題,專科沒有畢業,說真的,大公司沒有人會要我,所以我投的都是民營的小公司,我希望自己的努力有所回報。沒有想過幾天過後,就有面試了,但是第一次面試我失敗了,雖然我自認為筆試很好,因為我之前做了准備,但是他們的要求比較嚴格,需要有一年的項目經驗,所以我沒有被選中。
後來陸續面試了幾家公司,終於功夫不負有心人。我終於面試上的,是在閔行的一家民營的企業,公司規模比較小,我的職務是嵌入式linux應用開發,做安防產品的應用的。我想我也比較幸運,經理很看重我的努力,就決定錄用我,開的工資是3500一個月,雖然我知道在上海3500隻能過溫飽的生活,但是我想我足夠了。我至少不用每天都要靠父母養,我自己也能養活自己的。我想只要我繼續努力,我工資一定會翻倍的。
把本文寫出來,希望能讓和我一樣的沒有基礎的朋友有信心,其實我們沒有必要自卑,我們不比別人笨,只要我們肯努力,我們一樣會成功。
最後祝願所有想學嵌入式的朋友更早的入門!
5:希望我的回答能幫到你,更希望你早日學好嵌入式。
⑵ 嵌入式開發要學哪些課程
嵌入式開發的必學課程:C語言,C++,操作系統,計算機組成原理,linux編程,51單片機,arm,硬體編程語言,模擬電路&數字電路。
嵌入式培訓分幾個階段的學習,從基礎到實戰的練習,一點一點學習和掌握這門技術。學習的課程內容包含:嵌入式高級C語言、嵌入式設備及GUI開發、嵌入式Linux高級程序設計、Linux高級網路程序設計、資料庫開發、面向對象高級語言程序設計、物聯網、CotexA53 Linux平台驅動開發及真實的企業實戰項目。
想要學好嵌入式技術,嵌入式軟體開發工程師,從事領域很寬泛,特別是工業控制、消費電子與通信設備三大領域,因為就業面很大,所以人才需求也大。現在智能硬體也比較火,這方面的發展也會大大拓展嵌入式軟體開發工程師的就業機會。再者,嵌入式硬體工程師,需求沒有嵌入式軟體開發工程師大,但因為做硬體門檻會高些,所以這個方向如果做的比較專業,薪資絕對不會低。
⑶ 自學嵌入式開發應該先要學些什麼
嵌入式開發的學習其實並沒有那麼難,只要了解學習的體系,掌握正確的學習方法,學習起來並不難。來講一下嵌入式開發都要學些啥!
嵌入式開發的主要學習內容:
C,Java核心編程:c語言核心編程,Java核心編程;
Linux核心操作與演算法:Linux系統使用,Linux-c編程核心技術,精品數據結構,Linux-c編程精髓;
核心操作與演算法:Linux系統編程,Linux網路編程核心技術,UI編程,Java核心編程,安卓核心技術;
ARM+Linux底層開發:數字電路,ARM編程核心,Linux系統開發,嵌入式Linux驅動開發;
大型項目實踐:每期安排各類型真實的項目
互聯網行業目前還是最熱門的行業,學習IT技能之後足夠優秀是有機會進入騰訊、阿里、網易等互聯網大廠高薪就業的,發展前景非常好,普通人也可以學習。
想要系統學習,你可以考察對比一下開設有IT專業的熱門學校,好的學校擁有根據當下企業需求自主研發課程的能力,建議實地考察對比一下。
祝你學有所成,望採納。
⑷ 嵌入式開發要學什麼嵌入式開發要學哪些東西
學習嵌入式開發分兩種,像STM32、飛思卡爾等系列單片機屬於無操作系統的,直接對寄存器或者利用庫函數操作的,這種學習來難度相對小一些,就業前景也不錯。
還有一些像ARM9,或者CortexA8、A9系列的可以運行Linux或者安卓操作系統的嵌入式軟體系統開發,由於需要學習的內容較多,學習時間較長,那麼學習起來就有一定的難度,工資也相對高一些。
課程內容主要包括:
①C,Java核心編程:c語言核心編程,Java核心編程;
②Linux核心操作與演算法:Linux系統使用,Linux-c編程核心技術,精品數據結構,Linux-c編程精髓;
③核心操作與演算法:Linux系統編程,Linux網路編程核心技術,UI編程,Java核心編程,安卓核心技術;
④ARM+Linux底層開發:數字電路,ARM編程核心,Linux系統開發,嵌入式Linux驅動開發;
⑤大型項目實踐:每期安排各類型真實的項目,詳細可以找我要資料。
互聯網行業目前還是最熱門的行業之一,學習IT技能之後足夠優秀是有機會進入騰訊、阿里、網易等互聯網大廠高薪就業的,發展前景非常好,普通人也可以學習。
想要系統學習,你可以考察對比一下開設有相關專業的熱門學校,好的學校擁有根據當下企業需求自主研發課程的能力,能夠在校期間取得大專或本科學歷,中博軟體學院、南京課工場、南京北大青鳥等開設相關專業的學校都是不錯的,建議實地考察對比一下。
祝你學有所成,望採納。
⑸ 嵌入式系統如何開發的
嵌入式系統開發就是對於除了電腦之外的所有電子設備上操作系統的開發,開發對象有手機,掌上電腦,機電系統等。
嵌入式系統開發流程:
第一步:建立開發環境
操作系統一般使用Redhat Linux,選擇定製安裝或全部安裝,通過網路下載相應的GCC交叉編譯器進行安裝(比如,arm-linux-gcc、arm-uclibc-gcc),或者安裝產品廠家提供的相關交叉編譯器;
第二步:配置開發主機
配置MINICOM,一般的參數為波特率115200 Baud/s,數據位8位,停止位為1,9,無奇偶校驗,軟體硬體流控設為無。在Windows下的超級終端的配置也是這樣。MINICOM軟體的作用是作為調試嵌入式開發板的信息輸出的監視器和鍵盤輸入的工具。配置網路主要是配置NFS網路文件系統,需要關閉防火牆,簡化嵌入式網路調試環境設置過程。
第三步:建立引導裝載程序BOOTLOADER
從網路上下載一些公開源代碼的BOOTLOADER,如U.BOOT、BLOB、VIVI、LILO、ARM-BOOT、RED-BOOT等,根據具體晶元進行移植修改。有些晶元沒有內置引導裝載程序,比如,三星的ARV17、ARM9系列晶元,這樣就需要編寫開發板上FLASH的燒寫程序,可以在網上下載相應的燒寫程序,也有Linux下的公開源代碼的J-FLASH程序。如果不能燒寫自己的開發板,就需要根據自己的具體電路進行源代碼修改。這是讓系統可以正常運行的第一步。如果用戶購買了廠家的模擬器比較容易燒寫FLASH,雖然無法了解其中的核心技術,但對於需要迅速開發自己的應用的人來說可以極大提高開發速度。
第四步:下載已經移植好的Linux操作系統
如MCLiunx、ARM-Linux、PPC-Linux等,如果有專門針對所使用的CPU移植好的Linux操作系統那是再好不過,下載後再添加特定硬體的驅動程序,然後進行調試修改,對於帶MMU的CPU可以使用模塊方式調試驅動,而對於MCLiunx這樣的系統只能編譯內核進行調試。
第五步:建立根文件系統
下載使用BUSYBOX軟體進行功能裁減,產生一個最基本的根文件系統,再根據自己的應用需要添加其他的程序。由於默認的啟動腳本一般都不會符合應用的需要,所以就要修改根文件系統中的啟動腳本,它的存放位置位於/etc目錄下,包括:/etc/init.d/rc.S、/etc/profile、/etc/.profile等,自動掛裝文件系統的配置文件/etc/fstab,具體情況會隨系統不同而不同。根文件系統在嵌入式系統中一般設為只讀,需要使用mkcramfs genromfs等工具產生燒寫映像文件。
第六步:建立應用程序的FLASH磁碟分區
一般使用JFFS2或YAFFS文件系統,這需要在內核中提供這些文件系統的驅動,有的系統使用一個線性FLASH(NOR型)512KB~32MB,有的系統使用非線性FLASH(NAND型)8MB~512MB,有的兩個同時使用,需要根據應用規劃FLASH的分區方案。
第七步:開發應用程序
可以放入根文件系統中,也可以放入YAFFS、JFFS2文件系統中,有的應用不使用根文件系統,直接將應用程序和內核設計在一起,這有點類似於μC/OS-II的方式。
第八步:燒寫內核
根文件系統和應用程序,發布產品。
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還有怎麼學習嵌入式呢,我剛才看到一篇很不錯的文章,是一個專科生介紹自己如何自學嵌入式,並找到嵌入式的工作,裡面介紹了他的學習方法和學習過程,希望對你有幫助。
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回家後,我就上網查了下嵌入式,確實是當今比較熱門的行業,也是比較好找工作的,工資也是相對比較高。我就下決心想學嵌入式了。於是我去找嵌入式培訓的相關信息,說真的,我也很迷茫,我不知道培訓是否真的能像他們宣傳的那樣好,所以我就想了解一段時間再做打算。
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我在想,為什麼別人都能自學成才,我也可以的!我要相信自己,所以我就想自學,如果實在學不會我再去培訓。
主意一定,我就去搜索嵌入式的視頻,雖然零星找到一些嵌入式的視頻,但是都不系統,我是想找一個能夠告訴我該怎麼學的視頻,一套從入門到精通的視頻,一個比較完整的資料,最好能有老師教,不懂可以請教的。
後來我又找到一份很好的視頻,是在IT學習聯盟網站推出的一份視頻《零基礎嵌入式就業班》(喜歡《零基礎嵌入式就業班》的可以復制 sina.lt/qKh 粘貼瀏覽器地址欄按回車鍵即打開)。裡面的教程還不錯,很完整,可以讓我從基礎的開始學起。視頻比較便宜。
下面介紹下我的學習流程,希望對和我一樣完全沒有基礎的朋友有所幫助。
收到他們寄過來的光碟後,我就開始學習了,由於我沒有什麼基礎,我就從最簡單的C語言視頻教程學起,話說簡單,其實我還是很多不懂的,我只好請教他們,他們還是很熱心的,都幫我解決了。C語言我差不多學了一個禮拜,接下來我就學了linux的基本命令,我在他們提供linux虛擬機上都有做練習,敲linux的基本命令,寫簡單的C語言代碼,差不多也就三個禮拜。我每天都在不停的寫一些簡單的代碼,這樣一月後我基本掌握了C和linux的基本操作。
接下來我就去學習了人家的視頻的培訓教程,是整套的,和去參加培訓沒有多大的區別,這一看就是兩個月,學習了ARM的基本原理,學習嵌入式系統的概念,也掌握了嵌入式的環境的一些搭建,對linux也有更深層次的理解了,明白了嵌入式應用到底是怎麼做的,但是驅動我只是有一點點的了解,這個相對難一點,我想以後再慢慢啃。
這兩個月,除了吃飯睡覺,我幾乎都在學習。因為我知道幾乎沒有基礎,比別人差勁,我只能堅持努力著,我不能放棄,我必要要靠自己來養活自己,必須學好這門技術,然後我就把不懂的問題總結記下來,這樣慢慢積累了一段時間,我發現自己真的有點入門了。
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我覺得自己差不多入門了,會做一些簡單的東西了。我就想去找工作看看,於是我就到51job瘋狂的投簡歷,因為我學歷的問題,專科沒有畢業,說真的,大公司沒有人會要我,所以我投的都是民營的小公司,我希望自己的努力有所回報。沒有想過幾天過後,就有面試了,但是第一次面試我失敗了,雖然我自認為筆試很好,因為我之前做了准備,但是他們的要求比較嚴格,需要有一年的項目經驗,所以我沒有被選中。
後來陸續面試了幾家公司,終於功夫不負有心人。我終於面試上的,是在閔行的一家民營的企業,公司規模比較小,我的職務是嵌入式linux應用開發,做安防產品的應用的。我想我也比較幸運,經理很看重我的努力,就決定錄用我,開的工資是3500一個月,雖然我知道在上海3500隻能過溫飽的生活,但是我想我足夠了。我至少不用每天都要靠父母養,我自己也能養活自己的。我想只要我繼續努力,我工資一定會翻倍的。
把本文寫出來,希望能讓和我一樣的沒有基礎的朋友有信心,其實我們沒有必要自卑,我們不比別人笨,只要我們肯努力,我們一樣會成功。
假如你喜歡嵌入式的話就努力學習吧。
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⑹ 什麼是嵌入式學習嵌入式需要什麼基礎
嵌入式Linux操作系統學習規劃
ARM+LINUX路線,主攻嵌入式Linux操作系統及其上應用軟體開發目標:
(1) 掌握主流嵌入式微處理器的結構與原理(初步定為arm9)
(2) 必須掌握一個嵌入式操作系統 (初步定為uclinux或linux,版本待定)
(3) 必須熟悉嵌入式軟體開發流程並至少做一個嵌入式軟體項目。
從事嵌入式軟體開發的好處是:
(1)目前國內外這方面的人都很稀缺。這一領域入門門檻較高,所以非專業IT人員很難切入這一領域;另一方面,是因為這一領域較新,目前發展太快,大多數人無條件接觸。
(2)與企業計算等應用軟體不同,嵌入式領域人才的工作強度通常低一些(但收入不低)。
(3)哪天若想創業,搞自已的產品,嵌入式不像應用軟體那樣容易被盜版。硬體設計一般都是請其它公司給訂做(這叫「貼牌」:OEM),都是通用的硬體,我們只管設計軟體就變成自己的產品了。
(4)興趣所在,這是最主要的。
從事嵌入式軟體開發的缺點是:
(1)入門起點較高,所用到的技術往往都有一定難度,若軟硬體基礎不好,特別是操作系統級軟體功底不深,則可能不適於此行。
(2)這方面的企業數量要遠少於企業計算類企業。
(3)有少數公司經常要碩士以上的人搞嵌入式,主要是基於嵌入式的難度。但大多數公司也並無此要求,只要有經驗即可。
(4)平台依託強,換平台比較辛苦。
興趣的由來:
1、成功觀念不同,不虛度此生,就是我的成功。
2、喜歡思考,挑戰邏輯思維。
3、喜歡C
C是一種能發揮思維極限的語言。關於C的精神的一些方面可以被概述成短句如下:
相信程序員。
不要阻止程序員做那些需要去做的。
保持語言短小精幹。
一種方法做一個操作。
使得它運行的夠快,盡管它並不能保證將是可移植的。
4、喜歡底層開發,討厭vb類開發工具(並不是說vb不好)。
5、發展前景好,適合創業,不想自己要死了的時候還是一個工程師。
方法步驟:
1、基礎知識:
目的:能看懂硬體工作原理,但重點在嵌入式軟體,特別是操作系統級軟體,那將是我的優勢。
科目:數字電路、計算機組成原理、嵌入式微處理器結構。
匯編語言、C/C++、編譯原理、離散數學。
數據結構和演算法、操作系統、軟體工程、網路、資料庫。
方法:雖科目眾多,但都是較簡單的基礎,且大部分已掌握。不一定全學,可根據需要選修。
主攻書籍:the c++ programming language(一直沒時間讀)、數據結構-C2。
2、學習linux:
目的:深入掌握linux系統。
方法:使用linux—〉linxu系統編程開發—〉驅動開發和分析linux內核。先看深,那主講原理。看幾遍後,看情景分析,對照深看,兩本交叉,深是綱,情是目。剖析則是0.11版,適合學習。最後深入代碼。
主攻書籍:linux內核完全剖析、unix環境高級編程、深入理解linux內核、情景分析和源代。
3、學習嵌入式linux:
目的:掌握嵌入式處理器其及系統。
方法:(1)嵌入式微處理器結構與應用:直接arm原理及匯編即可,不要重復x86。
(2)嵌入式操作系統類:ucOS/II簡單,開源,可供入門。而後深入研究uClinux。
(3)必須有塊開發板(arm9以上),有條件可參加培訓(進步快,能認識些朋友)。
主攻書籍:毛德操的《嵌入式系統》及其他arm9手冊與arm匯編指令等。
4、深入學習:
A、數字圖像壓縮技術:主要是應掌握MPEG、mp3等編解碼演算法和技術。
B、通信協議及編程技術:TCP/IP協議、802.11,Bluetooth,GPRS、GSM、CDMA等。
2010-8-21 16:46 回復
122.90.173.* 2樓
C、網路與信息安全技術:如加密技術,數字證書CA等。
D、DSP技術:Digital Signal Process,DSP處理器通過硬體實現數字信號處理演算法。
說明:太多細節未說明,可根據實際情況調整。重點在於1、3,不必完全按照順序作。對於學習c++,理由是c++不只是一種語言,一種工具,她還是一種藝術,一種文化,一種哲學理念、但不是拿來炫耀得東西。對於linux內核,學習編程,讀一些優秀代碼也是有必要的。
注意: 要學會舉一反多,有強大的基礎,很多東西簡單看看就能會。想成為合格的程序員,前提是必須熟練至少一種編程語言,並具有良好的邏輯思維。一定要理論結合實踐。
不要一味鑽研技術,雖然擠出時間是很難做到的,但還是要留點餘地去完善其他的愛好,比如宇宙,素描、機械、管理,心理學、游戲、科幻電影。還有一些不願意做但必須要做的!
技術是通過編程編程在編程編出來的。永遠不要夢想一步登天,不要做浮躁的人,不要覺得路途漫上。而是要編程編程在編程,完了在編程,在編程!等機會來了在創業(不要相信有奇跡發生,盲目創業很難成功,即便成功了發展空間也不一定很大)。
嵌入式書籍推薦
Linux基礎
1、《Linux與Unix Shell 編程指南》
C語言基礎
1、《C Primer Plus,5th Edition》【美】Stephen Prata著
2、《The C Programming Language, 2nd Edition》【美】Brian W. Kernighan David M. Rithie(K & R)著
3、《Advanced Programming in the UNIX Environment,2nd Edition》(APUE)
4、《嵌入式Linux應用程序開發詳解》
Linux內核
1、《深入理解Linux內核》(第三版)
2、《Linux內核源代碼情景分析》毛德操 胡希明著
研發方向
1、《UNIX Network Programming》(UNP)
2、《TCP/IP詳解》
3、《Linux內核編程》
4、《Linux設備驅動開發》(LDD)
5、《Linux高級程序設計》 楊宗德著
硬體基礎
1、《ARM體系結構與編程》杜春雷著
2、S3C2410 Datasheet
英語基礎
1、《計算機與通信專業英語》
系統教程
1、《嵌入式系統――體系結構、編程與設計》
2、《嵌入式系統――採用公開源代碼和StrongARM/Xscale處理器》毛德操 胡希明著
3、《Building Embedded Linux Systems》
4、《嵌入式ARM系統原理與實例開發》 楊宗德著
理論基礎
1、《演算法導論》
2、《數據結構(C語言版)》
3、《計算機組織與體系結構?性能分析》
4、《深入理解計算機系統》【美】Randal E. Bryant David O''Hallaron著
5、《操作系統:精髓與設計原理》
6、《編譯原理》
7、《數據通信與計算機網路》
8、《數據壓縮原理與應用》
C語言書籍推薦
1. The C programming language 《C程序設計語言》
2. Pointers on C 《C和指針》
3. C traps and pitfalls 《C陷阱與缺陷》
4. Expert C Lanuage 《專家C編程》
5. Writing Clean Code -----Microsoft Techiniques for Developing Bug-free C Programs
《編程精粹--Microsoft 編寫優質無錯C程序秘訣》
6. Programming Embedded Systems in C and C++ 《嵌入式系統編程》
7.《C語言嵌入式系統編程修煉》
8.《高質量C++/C編程指南》林銳
盡可能多的編碼,要學好C,不能只注重C本身。演算法,架構方式等都很重要。
這里很多書其實是推薦而已,不必太在意,關鍵還是基礎,才是重中之重!!!
⑺ 小白看過來,新人如何入門嵌入式
作為一個新人,怎樣學習嵌入式Linux
原文鏈接:網頁鏈接
作為一個新人,怎樣學習嵌入式Linux?被問過太多次,特寫這篇文章來回答一下。
在學習嵌入式Linux之前,肯定要有C語言基礎。匯編基礎有沒有無所謂(就那麼幾條匯編指令,用到了一看就會)。C語言要學到什麼程度呢?越熟當然越好,不熟的話也要具備基本技能。比如寫一個數組排序、輸入數字求和什麼的。學C語言唯一的方法是多寫程序多練習,編譯出錯沒關系,自己去解決;執行出錯沒關系,自己去分析。以前我是用VC來練習C語言的,經常去嘗試著寫一些C語言競賽的題目。它們是純C、純數學、純邏輯的題目,不涉及界面這些東西,很適合煅煉你的編程能力。
回到主題,首先我們要明白你的目的是什麼,大概來說所謂嵌入式Linux可以分為兩部分:底層系統、應用開發。如果你是想做應用開發,那麼你去把C語言、數據結構、JAVA什麼的學好吧。嵌入式應用開發和PC上的應用開發並沒有什麼特別要注意的。也許你說在嵌入式上要做些優化,是的,要優化,但是未經優化的程序和PC上的程序開發沒什麼差別。另外,當你有能力去優化時,你已經不用來問這個問題了。具體到某個例子,比如說開發界面,在PC上我們用VC;在嵌入式Linux里也許我們用QT也許用Android,這個時候你應該去學學QT、Android的編程。但是基礎還是C或JAVA,在此基礎上去熟悉它們的介面。你學過VC的話,也是要花時間去了解那些類、控制項的。
如果你的目的是想學習底層系統,這是我的專長,倒是可以說一點。在回答這個問題之前,我先回答:不少人問我,到底是學驅動還是學應用?
我只能說憑興趣,並且驅動和應用並不是截然分開的
我們說的驅動,其實並不局限於硬體的操作,還有操作系統的原理、進程的休眠喚醒調度等概念。 想寫出一個好的應用,想比較好的解決應用碰到的問題,這些知識你應該懂
做應用門檻低,特別是現在的ANDROID,純JAVA。做應用的發展路徑個人認為就是業務純熟。比如在通信行業、IPTV行業、手機行業,你了解行業的需求。所以,當領導的人,多是做應用的。
做驅動,其實我不想稱為「做驅動」,而是想稱為「做底層系統」,做好了這是通殺各行業。我工作幾年,做過手機、IPTV、會議電視,但是這些產品對我毫無差別,因為我只做底層。他們的業務跟我沒關系。當應用出現問題,他們解決不了時,我就會從內核角度給他們出主意,給他們提供工具。 做底層的發展方向,個人認為是技術專家。
其實,做底層還是做應用,之間並沒有一個界線,有底層經驗,再去做應用,你會感覺很踏實。有了業務經驗,你再了解一下底層,很快就可以組成一個團隊。
電腦一開機,那些界面是誰顯示的?是BIOS,它做什麼?一些自檢,然後從硬碟上讀入windows,並啟動它。類似的,這個BIOS對應於嵌入式Linux里的bootloader。這個bootloader要去Flash上讀入Linux內核,並啟動它。
啟動windows的目的是什麼?當然是上網聊天什麼的了。這些上網、聊天工具在哪?
在C盤、D盤上。所以, windows要先識別出C盤、D盤。在Linux下我們稱為根文件系統。
windows能識別出C盤、D盤,那麼肯定能讀寫硬碟才行。這涉及的東西稱為驅動程序。當然不僅僅是硬碟,還有網卡、USB等等。嵌入式Linux能從Flash上讀出並執行應用程序,肯定也得有Flash的驅動程序啊,當然也不僅僅是Flash。
對硬體的操作
對ARM體系處理器的了解
程序的基本概念:重定位、棧、代碼段數據段BSS段什麼的。
用繪圖板畫圖講解──相當於學校里老師在黑板上畫圖講解,很直觀絕對不是對著PPT念。
用source insight當場寫程序,從第1行開始寫,每一課都是這樣。我講了20多個驅動,就寫了20多個程序。
寫完就編譯、測試。
很全面,字元設備驅動、塊設備、網卡驅動3大類齊全,硬體介紹、驅動框架分析、測試3大類齊全。
我在學校時讀的是物理電子專業,其實課程里沒有教怎麼設計電路,只是教了些電子電路方面的知識。PCB的設計是在實驗室里自學的,只設計過2層板,現在忘記得差不多了。但是保留了看原理圖、看晶元手冊的能力。
選修了軟體學位,對軟體設計挺感興趣,但是也只是學了C語言、資料庫而已。憑著興趣做了不少競賽題。沒能力去參加競賽,但是把C語言練得很扎實。
在實驗室、在第1家公司,就是設計些簡單的PCI卡,寫一下windows的驅動程序
在第2家公司,用51單片機做車載電話,開始走上純軟體的道路。
開始感到單片機的不足,辭職半年閉門學Linux,從red hat怎麼操作開始。步驟就是先看<ARM體系架構與編程>,再自己寫裸板程序操作硬體,接著到分析u-boot。同時看<linux內核完全注釋>,對LINUX框架有所了解。在寫裸板時,建議各位加強對中斷的理解,內核就是用中斷來完成各種功能的。
分析完u-boot,就開始進行簡單的驅動編程了,這時候,能力還很弱。
開始去中興上班,工作2年,編寫各類驅動、解決各類問題(驅動問題、幫助定位應用問題),能力得到煅煉。
韋東山Linux視頻第1期(基於S3C2440錄制): ARM實驗,u-boot,文件系統,初級驅動
韋東山Linux視頻第1期(基於S3C6410錄制): 裸板程序
韋東山Linux視頻第2期: 高級驅動
韋東山Linux視頻第3期:項目實戰
韋東山Linux視頻第4期:Android驅動
回到怎麼學的問題上。嵌入式Linux底層系統包含哪些東西?不要急,舉一個例子你就知道了。
先說到這里吧,嵌入式LINUX里含有bootloader, 內核, 驅動程序、根文件系統這4大塊。
一、bootloader:
它就是一個稍微復雜的裸板程序。但是要把這裸板程序看懂寫好一點都不容易。Windows下好用的工具弱化了我們的編程能力。
很多人一玩嵌入式就用ADS、KEIL。你能回答這幾個問題嗎?
1. 一上電,CPU從哪裡取指令執行?
答:一般從Flash上指令。
2. 但是Flash一般是只能讀不能直接寫的,如果我用到全局變數,這些全局變數在哪裡?
答:全局變數應該在內存里
3. 那麼誰把全局變數放到內存里去?
答:長期用ADS、KEIL的朋友,你能回答嗎?這需要"重定位"。在ADS或KEIL里,重定位的代碼是製作這些工具的公司幫你寫好了。你可曾去閱讀過?
4. 內存那麼大,我怎麼知道把"原來存在Flash上的內容"讀到內存的"哪個地址去"?
答:這個地址用"鏈接腳本"決定,在ADS里有scatter文件,KEIL里也有類似的文件。但是,你去研究過嗎?
5. 你說重定位是把程序從Flash復制到內存,那麼這個程序可以讀Flash啊?
答:是的,要能操作Flash。當然不僅僅是這些,還有設置時鍾讓系統運行得更快等等。
自問自答到這里吧,bootloader這一個裸板程序,其實有3部分要點:
對硬體的操作,需要看原理圖、晶元手冊。這需要一定的硬體知識,不求你能設計硬體,但是至少能看懂; 不求能看懂模擬電路,但是要能看懂數字電路。這方面的能力我是在學校里學到的,微機原理、數字電路這2本書(書名忘了)就足夠了。但是我懷疑你有無耐心把這2本書看完。我不知道現在有沒有更快捷的書。想速成的話,就先放掉這塊吧,不懂就問GOOGLE、發貼。
另外,晶元手冊是肯定要讀的,別去找中文的,就看英文的。開始是非常痛苦,以後就會發現那些語法、詞彙一旦熟悉後,讀任何晶元手冊都很容易。對ARM體系處理器的了解, 看杜春蕾的<ARM體系架構與編程>吧,裡面講有匯編指令,有異常模式、MMU等。也就這3塊內容需要你了解。
程序的基本概念,王道當然是去看編譯原理了。可惜,這類書絕對是天書級別的。勸你若非超級天才還是別去看了。就看我寫的<嵌入式Linux應用開發完全手冊>和第1期視頻吧,別擔心,不用花錢。照著視頻把硬體相關的實驗做了,這些概念就清楚了。我還沒有
發現第2套講這些概念的書或視頻。
對於bootloader,我學習時是先看了<ARM體系架構與編程>,然後自己寫程序把各個硬體的實驗都做了一遍,比如GPIO、時鍾、SDRAM、UART、NAND。把它們都弄清楚了,組台在一起就很容易看懂u-boot了
總結一下,看懂硬體原理圖、看晶元手冊,這需要你自己去找資料。剩下的,就按<嵌入式Linux應用開發完全手冊>和第1期視頻的章節目錄去學習吧。
二、內核:
想速成的人,先跨過內核的學習,直接學習怎麼寫驅動。
想成為高手,內核必須深刻了解。注意,我說的是了解,我沒奢望去寫出一個內核。
要對裡面的調度機制、內存管理機制、文件管理機制等等有所了解。
推薦兩本書:
1. 通讀<linux內核完全注釋>,請看薄的那本(浮燥的社會講求速度, 呵),
2. 選讀<Linux內核情景分析>, 想了解哪一塊就讀哪一節
三、驅動:
驅動包含兩部分:硬體本身的操作、驅動程序的框架。
又是硬體,還是要看得懂原理圖、讀得懂晶元手冊,多練吧。
說到驅動框架,有一些書介紹一下。LDD3,即<Linux設備驅動>,老外寫的那本,裡面介紹了不少概念,值得一讀。但是,它的作用也就限於介紹概念了。我基本上是入門之前用它來熟悉一下概念,入門後就扔掉了。
驅動方面比較全的介紹,應該是宋寶華的<linux設備驅動開發詳解>了,老實說我只看過目錄,有不少人說好,這里推薦一下。要想深入了解某一塊,<Linux內核情景分析>絕對是超5星級推薦。你別指望把它讀完,1800多頁,上下兩冊呢。我是某一塊不清楚時,就去翻一下它。任何一部分,這書都可以講上2、3百頁,非常詳細。並且是以某個目標來帶你分析內核源碼。它以linux 2.4為例,但是原理相通,同樣適用於其它版本的linux。
還有沒有其他介紹?呵呵,當然有了,韋東山Linux視頻第2期。<嵌入式Linux應用開發完全手冊>里對驅動講得不多,不夠深入。於是我錄制了這期視頻。不僅僅教你怎麼寫怎麼改驅動,還教你為什麼這樣寫這樣改驅動。
每一個驅動都是現場編寫:
培訓機構里教的內容,遠不及這期視頻豐富。我在多個培訓機構講過課,從沒看到哪個老師敢每一課都當場講解當場編寫代碼,當場測試,除我之外!也沒看到哪個培訓機構講完這些內容──因為時間不夠,講完起碼要一個月,但是這部分基本只有2周授課時間。
把你手上的開發板所涉及的硬體,都去嘗試寫一個驅動吧。有問題就先"痛苦地思考",思考的過程中你會把很多不相關的知識串聯起來,最終貫通。
四、根文件系統:
大家有沒有想過這2個問題:
1. 對於Linux做出來的產品,有些用作監控、有些做手機、有些做平板。那麼內核啟動後,掛載根文件系統後,應該啟動哪一個應用程序呢?
答:內核不知道也不管應該啟動哪一個用戶程序。它只啟動init這一個應用程序,它對應/sbin/init。顯然,這個應用程序就要讀取配置文件,根據配置文件去啟動用戶程序(監控、手冊界面、平板界面等等)這個問題提示我們,文件系統的內容是有一些約定的,比如要有/sbin/init,要有配置文件
2. 你寫的hello,world程序,有沒有想過裡面用到的printf是誰實現的?
答:這個函數不是你實現的,是庫函數實現的。它運行時,得找到庫。這個問題提示我們,文件系統里還要有庫。
簡單的自問自答到這里,要想深入了解,可以看一下busybox的init.c,就可以知道init進程做的事情了。當然,也可以看<嵌入式Linux應用開發完全手冊>里構建根文件系統那章。
說一下我的學習經歷吧。
總結一下:
1. 硬體方面的書: 微機原理、數字電路,高校里的教材。畢業多年,忘名了。
2. Linux方面的書:
<ARM體系架構與編程>
<嵌入式Linux應用開發完全手冊>
<Linux設備驅動>,老外寫的那本
<linux設備驅動開發詳解>
<linux內核完全注釋>
<Linux內核情景分析>
3. 視頻:
視頻信息請看網頁鏈接
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版權聲明:本文為博主「韋東山」的原創文章,遵循CC 4.0 BY-SA版權協議,轉載請附上原文出處鏈接及本聲明。
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⑻ 什麼是嵌入式
嵌入式即嵌入式系統,IEEE(美國電氣和電子工程師協會)對其定義是用於控制、監視或者輔助操作機器和設備的裝置,
嵌入式是一種專用的計算機系統;國內普遍認同的嵌入式系統定義是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟硬體可裁剪,適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統;從應用對象上加以定義來說,嵌入式系統是軟體和硬體的綜合體,還可以涵蓋機械等附屬裝置。
(8)嵌入式項目源碼擴展閱讀:
嵌入式系統組成:一個嵌入式系統裝置一般都由嵌入式計算機系統和執行裝置組成,嵌入式計算機系統是整個嵌入式系統的核心,由硬體層、中間層、系統軟體層和應用軟體層組成。執行裝置也稱為被控對象,它可以接受嵌入式計算機系統發出的控制命令,執行所規定的操作或任務。
執行裝置可以很簡單,如手機上的一個微小型的電機,當手機處於震動接收狀態時打開;也可以很復雜,如SONY 智能機器狗,上面集成了多個微小型控制電機和多種感測器,從而可以執行各種復雜的動作和感受各種狀態信息。
⑼ 什麼是嵌入式搞嵌入式是不是等於寫代碼
隨著信息化技術的發展和數字化產品的普及,以計算機技術、晶元技術和軟體技術為核心的嵌入式系統再度成為當前研究和應用的熱點,通信、計算機、消費電子技術(3C)合一的趨勢正在逐步形成,無所不在的網路和無所不在的計算(everything connecting, everywhere computing)正在將人類帶入一個嶄新的信息社會。一、嵌入式系統 嵌入式系統是以應用為中心,以計算機技術為基礎,並且軟硬體是可裁剪的,適用於對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統最典型的特點是與人們的日常生活緊密相關,任何一個普通人都可能擁有各類形形色色運用了嵌入式技術的電子產品,小到MP3、PDA等微型數字化設備,大到信息家電、智能電器、車載GIS,各種新型嵌入式設備在數量上已經遠遠超過了通用計算機。這也難怪美國著名未來學家尼葛洛龐帝在1999年1月訪華時就預言,4~5年後嵌入式智能工具將成為繼PC機和Internet之後計算機工業最偉大的發明。 1.1 歷史與現狀 雖然嵌入式系統是近幾年才開始真正風靡起來的,但事實上嵌入式這個概念卻很早就已經存在了,從上個世紀70年代單片機的出現到今天各種嵌入式微處理器、微控制器的廣泛應用,嵌入式系統少說也有了近30年的歷史。縱觀嵌入式系統的發展歷程,大致經歷了以下四個階段: 無操作系統階段 嵌入式系統最初的應用是基於單片機的,大多以可編程式控制制器的形式出現,具有監測、伺服、設備指示等功能,通常應用於各類工業控制和飛機、導彈等武器裝備中,一般沒有操作系統的支持,只能通過匯編語言對系統進行直接控制,運行結束後再清除內存。這些裝置雖然已經初步具備了嵌入式的應用特點,但僅僅只是使用8位的CPU晶元來執行一些單線程的程序,因此嚴格地說還談不上"系統"的概念。 這一階段嵌入式系統的主要特點是:系統結構和功能相對單一,處理效率較低,存儲容量較小,幾乎沒有用戶介面。由於這種嵌入式系統使用簡便、價格低廉,因而曾經在工業控制領域中得到了非常廣泛的應用,但卻無法滿足現今對執行效率、存儲容量都有較高要求的信息家電等場合的需要。 簡單操作系統階段 20世紀80年代,隨著微電子工藝水平的提高,IC製造商開始把嵌入式應用中所需要的微處理器、I/O介面、串列介面以及RAM、ROM等部件統統集成到一片VLSI中,製造出面向I/O設計的微控制器,並一舉成為嵌入式系統領域中異軍突起的新秀。與此同時,嵌入式系統的程序員也開始基於一些簡單的"操作系統"開發嵌入式應用軟體,大大縮短了開發周期、提高了開發效率。 這一階段嵌入式系統的主要特點是:出現了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU(如Power PC等),各種簡單的嵌入式操作系統開始出現並得到迅速發展。此時的嵌入式操作系統雖然還比較簡單,但已經初步具有了一定的兼容性和擴展性,內核精巧且效率高,主要用來控制系統負載以及監控應用程序的運行。 實時操作系統階段 20世紀90年代,在分布控制、柔性製造、數字化通信和信息家電等巨大需求的牽引下,嵌入式系統進一步飛速發展,而面向實時信號處理演算法的DSP產品則向著高速度、高精度、低功耗的方向發展。隨著硬體實時性要求的提高,嵌入式系統的軟體規模也不斷擴大,逐漸形成了實時多任務操作系統(RTOS),並開始成為嵌入式系統的主流。 這一階段嵌入式系統的主要特點是:操作系統的實時性得到了很大改善,已經能夠運行在各種不同類型的微處理器上,具有高度的模塊化和擴展性。此時的嵌入式操作系統已經具備了文件和目錄管理、設備管理、多任務、網路、圖形用戶界面(GUI)等功能,並提供了大量的應用程序介面(API),從而使得應用軟體的開發變得更加簡單。 面向Internet階段 21世紀無疑將是一個網路的時代,將嵌入式系統應用到各種網路環境中去的呼聲自然也越來越高。目前大多數嵌入式系統還孤立於Internet之外,隨著Internet的進一步發展,以及Internet技術與信息家電、工業控制技術等的結合日益緊密,嵌入式設備與Internet的結合才是嵌入式技術的真正未來。 信息時代和數字時代的到來,為嵌入式系統的發展帶來了巨大的機遇,同時也對嵌入式系統廠商提出了新的挑戰。目前,嵌入式技術與Internet技術的結合正在推動著嵌入式技術的飛速發展,嵌入式系統的研究和應用產生了如下新的顯著變化: 新的微處理器層出不窮,嵌入式操作系統自身結構的設計更加便於移植,能夠在短時間內支持更多的微處理器。 嵌入式系統的開發成了一項系統工程,開發廠商不僅要提供嵌入式軟硬體系統本身,同時還要提供強大的硬體開發工具和軟體支持包。 通用計算機上使用的新技術、新觀念開始逐步移植到嵌入式系統中,如嵌入式資料庫、移動代理、實時CORBA等,嵌入式軟體平台得到進一步完善。 各類嵌入式Linux操作系統迅速發展,由於具有源代碼開放、系統內核小、執行效率高、網路結構完整等特點,很適合信息家電等嵌入式系統的需要,目前已經形成了能與Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系統進行有力競爭的局面。 網路化、信息化的要求隨著Internet技術的成熟和帶寬的提高而日益突出,以往功能單一的設備如電話、手機、冰箱、微波爐等功能不再單一,結構變得更加復雜,網路互聯成為必然趨勢。 精簡系統內核,優化關鍵演算法,降低功耗和軟硬體成本。 提供更加友好的多媒體人機交互界面。 1.2 體系結構 根據國際電氣和電子工程師協會(IEEE)的定義,嵌入式系統是"控制、監視或者輔助設備、機器和車間運行的裝置"(devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。一般而言,整個嵌入式系統的體系結構可以分成四個部分:嵌入式處理器、嵌入式外圍設備、嵌入式操作系統和嵌入式應用軟體,如圖1所示。 圖1 嵌入式系統的組成 嵌入式處理器 嵌入式系統的核心是各種類型的嵌入式處理器,嵌入式處理器與通用處理器最大的不同點在於,嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群所專門設計的系統中,它將通用CPU中許多由板卡完成的任務集成到晶元內部,從而有利於嵌入式系統在設計時趨於小型化,同時還具有很高的效率和可靠性。 嵌入式處理器的體系結構經歷了從CISC(復雜指令集)至RISC(精簡指令集)和Compact RISC的轉變,位數則由4位、8位、16位、32位逐步發展到64位。目前常用的嵌入式處理器可分為低端的嵌入式微控制器(Micro Controller Unit,MCU)、中高端的嵌入式微處理器(Embedded Micro Processor Unit,EMPU)、用於計算機通信領域的嵌入式DSP處理器(Embedded Digital Signal Processor,EDSP)和高度集成的嵌入式片上系統(System On Chip,SOC)。 目前幾乎每個半導體製造商都生產嵌入式處理器,並且越來越多的公司開始擁有自主的處理器設計部門,據不完全統計,全世界嵌入式處理器已經超過1000多種,流行的體系結構有30多個系列,其中以ARM、PowerPC、MC 68000、MIPS等使用得最為廣泛。 嵌入式外圍設備 在嵌入系統硬體系統中,除了中心控制部件(MCU、DSP、EMPU、SOC)以外,用於完成存儲、通信、調試、顯示等輔助功能的其他部件,事實上都可以算作嵌入式外圍設備。目前常用的嵌入式外圍設備按功能可以分為存儲設備、通信設備和顯示設備三類。 存儲設備主要用於各類數據的存儲,常用的有靜態易失型存儲器(RAM、SRAM)、動態存儲器(DRAM)和非易失型存儲器(ROM、EPROM、EEPROM、FLASH)三種,其中FLASH憑借其可擦寫次數多、存儲速度快、存儲容量大、價格便宜等優點,在嵌入式領域內得到了廣泛應用。 目前存在的絕大多數通信設備都可以直接在嵌入式系統中應用,包括RS-232介面(串列通信介面)、SPI(串列外圍設備介面)、IrDA(紅外線介面)、I2C(現場匯流排)、USB(通用串列匯流排介面)、Ethernet(乙太網介面)等。 由於嵌入式應用場合的特殊性,通常使用的是陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)和觸摸板(Touch Panel)等外圍顯示設備。 嵌入式操作系統 為了使嵌入式系統的開發更加方便和快捷,需要有專門負責管理存儲器分配、中斷處理、任務調度等功能的軟體模塊,這就是嵌入式操作系統。嵌入式操作系統是用來支持嵌入式應用的系統軟體,是嵌入式系統極為重要的組成部分,通常包括與硬體相關的底層驅動程序、系統內核、設備驅動介面、通信協議、圖形用戶界面(GUI)等。嵌入式操作系統具有通用操作系統的基本特點,如能夠有效管理復雜的系統資源,能夠對硬體進行抽象,能夠提供庫函數、驅動程序、開發工具集等。但與通用操作系統相比較,嵌入式操作系統在系統實時性、硬體依賴性、軟體固化性以及應用專用性等方面,具有更加鮮明的特點。 嵌入式操作系統根據應用場合可以分為兩大類:一類是面向消費電子產品的非實時系統,這類設備包括個人數字助理(PDA)、行動電話、機頂盒(STB)等;另一類則是面向控制、通信、醫療等領域的實時操作系統,如WindRiver公司的VxWorks、QNX系統軟體公司的QNX等。實時系統(Real Time System)是一種能夠在指定或者確定時間內完成系統功能,並且對外部和內部事件在同步或者非同步時間內能做出及時響應的系統。在實時系統中,操作的正確性不僅依賴於邏輯設計的正確程度,而且與這些操作進行的時間有關,也就是說,實時系統對邏輯和時序的要求非常嚴格,如果邏輯和時序控制出現偏差將會產生嚴重後果。 實時系統主要通過三個性能指標來衡量系統的實時性,即響應時間(Response Time)、生存時間(Survival Time)和吞吐量(Throughput): 響應時間 是實時系統從識別出一個外部事件到做出響應的時間; 生存時間 是數據的有效等待時間,數據只有在這段時間內才是有效的; 吞吐量 是在給定的時間內系統能夠處理的事件總數,吞吐量通常比平均響應時間的倒數要小一點。 實時系統根據響應時間可以分為弱實時系統、一般實時系統和強實時系統三種。弱實時系統在設計時的宗旨是使各個任務運行得越快越好,但沒有嚴格限定某一任務必須在多長時間內完成,弱實時系統更多關注的是程序運行結果的正確與否,以及系統安全性能等其他方面,對任務執行時間的要求相對來講較為寬松,一般響應時間可以是數十秒或者更長。一般實時系統是弱實時系統和強實時系統的一種折衷,它的響應時間可以在秒的數量級上,廣泛應用於消費電子設備中。強實時系統則要求各個任務不僅要保證執行過程和結果的正確性,同時還要保證在限定的時間內完成任務,響應時間通常要求在毫秒甚至微秒的數量級上,這對涉及到醫療、安全、軍事的軟硬體系統來說是至關重要的。 時限(deadline)是實時系統中的一個重要概念,指的是對任務截止時間的要求,根據時限對系統性能的影響程度,實時系統又可以分為軟實時系統(soft real-time-system)和硬實時系統(hard real-time-system)。軟實時指的是雖然對系統響應時間有所限定,但如果系統響應時間不能滿足要求,並不會導致系統產生致命的錯誤或者崩潰;硬實時則指的是對系統響應時間有嚴格的限定,如果系統響應時間不能滿足要求,就會引起系統產生致命的錯誤或者崩潰。如果一個任務在時限到達之時尚未完成,對軟實時系統來說還是可以容忍的,最多隻會降低系統性能,但對硬實時系統來說則是無法接受的,因為這樣帶來的後果根本無法預測,甚至可能是災難性的。在目前實際運用的實時系統中,通常允許軟硬兩種實時性同時存在,其中一些事件沒有時限要求,另外一些事件的時限要求是軟實時的,而對系統產生關鍵影響的那些事件的時限要求則是硬實時的。 嵌入式應用軟體 嵌入式應用軟體是針對特定應用領域,基於某一固定的硬體平台,用來達到用戶預期目標的計算機軟體,由於用戶任務可能有時間和精度上的要求,因此有些嵌入式應用軟體需要特定嵌入式操作系統的支持。嵌入式應用軟體和普通應用軟體有一定的區別,它不僅要求其准確性、安全性和穩定性等方面能夠滿足實際應用的需要,而且還要盡可能地進行優化,以減少對系統資源的消耗,降低硬體成本。 1.3 關鍵問題 嵌入式系統是將先進的計算機技術、半導體技術以及電子技術與特定行業的具體應用相結合的產物,因此必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統,嵌入式系統的開發充滿了競爭、機遇與創新,需要解決好如下一些關鍵問題: 內核精巧 嵌入式系統的應用領域一般都是小型電子裝置,系統資源相對有限,因此對內核的要求相當高,較之傳統的操作系統來講要小得多,例如ENEA公司推出的OSE分布式嵌入式系統,整個內核只有5KB。 面向應用 嵌入式系統通常是面向用戶、面向產品、面向特定應用的。嵌入式系統中的CPU大多工作在為特定用戶群定製的環境中,具有低耗、體積小、集成度高等特點,在進行軟硬體設計時必須突出效率、去除冗餘,針對用戶的具體需求對系統進行合理的配置,方能達到理想的性能。 系統精簡 嵌入式系統中的系統軟體和應用軟體通常沒有明顯的區別,不要求其功能及實現上過於復雜,這樣一方面有利於控制系統成本,另一方面也有利於保證系統安全。 性能優化 嵌入式系統通常都要求有一定的實時性保障,為了提高執行速度和系統性能,嵌入式系統中的軟體一般都固化在存儲晶元或者處理器的內部存儲器件當中,而不是存貯在磁碟等外部載體中。由於嵌入式系統的運算速度和存儲容量存在一定程度上的限制,而且大部分系統都必須有較高的實時性保證,因此對軟體質量(特別是可靠性方面)有著較高的要求。 專業開發 嵌入式系統本身並不具備自主開發能力,用戶不能直接在其上進行二次開發。當系統完成之後,用戶如果需要修改其中某個程序的功能,必須藉助一套完整的開發工具和環境。嵌入式系統中專用的開發工具和環境通常是基於通用計算機上的軟硬體設備,以及各種邏輯分析儀、混合信號示波器等。 回頁首 二、嵌入式Linux Linux從1991年問世到現在,短短的十幾年時間已經發展成為功能強大、設計完善的操作系統之一,不僅可以與各種傳統的商業操作系統分庭抗爭,在新興的嵌入式操作系統領域內也獲得了飛速發展。嵌入式Linux(Embedded Linux)是指對標准Linux經過小型化裁剪處理之後,能夠固化在容量只有幾K或者幾M位元組的存儲器晶元或者單片機中,適合於特定嵌入式應用場合的專用Linux操作系統。 2.1 優勢 嵌入式Linux的開發和研究是操作系統領域中的一個熱點,目前已經開發成功的嵌入式系統中,大約有一半使用的是Linux。Linux之所以能在嵌入式系統市場上取得如此輝煌的成果,與其自身的優良特性是分不開的。 廣泛的硬體支持 Linux能夠支持x86、ARM、MIPS、ALPHA、PowerPC等多種體系結構,目前已經成功移植到數十種硬體平台,幾乎能夠運行在所有流行的CPU上。Linux有著異常豐富的驅動程序資源,支持各種主流硬體設備和最新硬體技術,甚至可以在沒有存儲管理單元(MMU)的處理器上運行,這些都進一步促進了Linux在嵌入式系統中的應用。 內核高效穩定 Linux內核的高效和穩定已經在各個領域內得到了大量事實的驗證,Linux的內核設計非常精巧,分成進程調度、內存管理、進程間通信、虛擬文件系統和網路介面五大部分,其獨特的模塊機制可以根據用戶的需要,實時地將某些模塊插入到內核或從內核中移走。這些特性使得Linux系統內核可以裁剪得非常小巧,很適合於嵌入式系統的需要。 開放源碼,軟體豐富 Linux是開放源代碼的自由操作系統,它為用戶提供了最大限度的自由度,由於嵌入式系統千差萬別,往往需要針對具體的應用進行修改和優化,因而獲得源代碼就變得至關重要了。Linux的軟體資源十分豐富,每一種通用程序在Linux上幾乎都可以找到,並且數量還在不斷增加。在Linux上開發嵌入式應用軟體一般不用從頭做起,而是可以選擇一個類似的自由軟體做為原型,在其上進行二次開發。 優秀的開發工具 開發嵌入式系統的關鍵是需要有一套完善的開發和調試工具。傳統的嵌入式開發調試工具是在線模擬器(In-Circuit Emulator,ICE),它通過取代目標板的微處理器,給目標程序提供一個完整的模擬環境,從而使開發者能夠非常清楚地了解到程序在目標板上的工作狀態,便於監視和調試程序。在線模擬器的價格非常昂貴,而且只適合做非常底層的調試,如果使用的是嵌入式Linux,一旦軟硬體能夠支持正常的串口功能時,即使不用在線模擬器也可以很好地進行開發和調試工作,從而節省了一筆不小的開發費用。嵌入式Linux為開發者提供了一套完整的工具鏈(Tool Chain),它利用GNU的gcc做編譯器,用gdb、kgdb、xgdb做調試工具,能夠很方便地實現從操作系統到應用軟體各個級別的調試。 完善的網路通信和文件管理機制 Linux至誕生之日起就與Internet密不可分,支持所有標準的Internet網路協議,並且很容易移植到嵌入式系統當中。此外,Linux還支持ext2、fat16、fat32、romfs等文件系統,這些都為開發嵌入式系統應用打下了很好的基礎。 2.2 挑戰 目前,嵌入式Linux系統的研發熱潮正在蓬勃興起,並且占據了很大的市場份額,除了一些傳統的Linux公司(如RedHat、MontaVista等)正在從事嵌入式Linux的開發和應用之外,IBM、Intel、Motorola等著名企業也開始進行嵌入式Linux的研究。雖然前景一片燦爛,但就目前而言,嵌入式Linux的研究成果與市場的真正要求仍有一段差距,要開發出真正成熟的嵌入式Linux系統,還需要從以下幾個方面做出努力。 提高系統實時性 Linux雖然已經被成功地應用到了PDA、行動電話、車載電視、機頂盒、網路微波爐等各種嵌入式設備上,但在醫療、航空、交通、工業控制等對實時性要求非常嚴格的場合中還無法直接應用,原因在於現有的Linux是一個通用的操作系統,雖然它也採用了許多技術來加快系統的運行和響應速度,並且符合POSIX 1003.1b標准,但從本質上來說並不是一個嵌入式實時操作系統。Linux的內核調度策略基本上是沿用UNIX系統的,將它直接應用於嵌入式實時環境會有許多缺陷,如在運行內核線程時中斷被關閉,分時調度策略存在時間上的不確定性,以及缺乏高精度的計時器等等。正因如此,利用Linux作為底層操作系統,在其上進行實時化改造,從而構建出一個具有實時處理能力的嵌入式系統,是現在日益流行的解決方案。 改善內核結構 Linux內核採用的是整體式結構(Monolithic),整個內核是一個單獨的、非常大的程序,這樣雖然能夠使系統的各個部分直接溝通,有效地縮短任務之間的切換時間,提高系統響應速度,但與嵌入式系統存儲容量小、資源有限的特點不相符合。嵌入式系統經常採用的是另一種稱為微內核(Microkernel)的體系結構,即內核本身只提供一些最基本的操作系統功能,如任務調度、內存管理、中斷處理等,而類似於文件系統和網路協議等附加功能則運行在用戶空間中,並且可以根據實際需要進行取捨。Microkernel的執行效率雖然比不上Monolithic,但卻大大減小了內核的體積,便於維護和移植,更能滿足嵌入式系統的要求。可以考慮將Linux內核部分改造成Microkernel,使Linux在具有很高性能的同時,又能滿足嵌入式系統體積小的要求。 完善集成開發平台 引入嵌入式Linux系統集成開發平台,是嵌入式Linux進一步發展和應用的內在要求。傳統上的嵌入式系統都是面向具體應用場合的,軟體和硬體之間必須緊密配合,但隨著嵌入式系統規模的不斷擴大和應用領域的不斷擴展,嵌入式操作系統的出現就成了一種必然,因為只有這樣才能促成嵌入式系統朝層次化和模塊化的方向發展。很顯然,嵌入式集成開發平台也是符合上述發展趨勢的,一個優秀的嵌入式集成開發環境能夠提供比較完備的模擬功能,可以實現嵌入式應用軟體和嵌入式硬體的同步開發,從而擺脫了"嵌入式應用軟體的開發依賴於嵌入式硬體的開發,並且以嵌入式硬體的開發為前提"的不利局面。一個完整的嵌入式集成開發平台通常包括編譯器、連接器、調試器、跟蹤器、優化器和集成用戶界面,目前Linux在基於圖形界面的特定系統定製平台的研究上,與Windows CE等商業嵌入式操作系統相比還有很大差距,整體集成開發環境有待提高和完善。 回頁首 三、關鍵技術 嵌入式系統是一種根據特定用途所專門開發的系統,它只完成預期要完成的功能,因此其開發過程和開發環境同傳統的軟體開發相比有著顯著的不同。 3.1 開發流程 在嵌入式系統的應用開發中,整個系統的開發過程如圖2所示: 圖2 嵌入式系統的開發流程 嵌入式系統發展到今天,對應於各種微處理器的硬體平台一般都是通用的、固定的、成熟的,這就大大減少了由硬體系統引入錯誤的機會。此外,由於嵌入式操作系統屏蔽了底層硬體的復雜性,使得開發者通過操作系統提供的API函數就可以完成大部分工作,因此大大簡化了開發過程,提高了系統的穩定性。嵌入式系統的開發者現在已經從反復進行硬體平台設計的過程中解脫出來,從而可以將主要精力放在滿足特定的需求上。 嵌入式系統通常是一個資源受限的系統,因此直接在嵌入式系統的硬體平台上編寫軟體比較困難,有時候甚至是不可能的。目前一般採用的解決辦法是首先在通用計算機上編寫程序,然後通過交叉編譯生成目標平台上可以運行的二進制代碼格式,最後再下載到目標平台上的特定位置上運行。 需要交叉開發環境(Cross Development Environment)的支持是嵌入式應用軟體開發時的一個顯著特點,交叉開發環境是指編譯、鏈接和調試嵌入式應用軟體的環境,它與運行嵌入式應用軟體的環境有所不同,通常採用宿主機/目標機模式,如圖3所示。 圖3 交叉開發環境 宿主機(Host)是一台通用計算機(如PC機或者工作站),它通過串口或者乙太網介面與目標機通信。宿主機的軟硬體資源比較豐富,不但包括功能強大的操作系統(如Windows和Linux),而且還有各種各樣優秀的開發工具(如WindRiver的Tornado、Microsoft的Embedded Visual C++等),能夠大大提高嵌入式應用軟體的開發速度和效率。 目標機(Target)一般在嵌入式應用軟體開發期間使用,用來區別與嵌入式系統通信的宿主機,它可以是嵌入式應用軟體的實際運行環境,也可以是能夠替代實際運行環境的模擬系統,但軟硬體資源通常都比較有限。嵌入式系統的交叉開發環境一般包括交叉編譯器、交叉調試器和系統模擬器,其中交叉編譯器用於在宿主機上生成能在目標機上運行的代碼,而交叉調試器和系統模擬器則用於在宿主機與目標機間完成嵌入式軟體的調試。在採用宿主機/目標機模式開發嵌入式應用軟體時,首先利用宿主機上豐富的資源和良好的開發環境開發和模擬調試目標機上的軟體,然後通過串口或者以網路將交叉編譯生成的目標代碼傳輸並裝載到目標機上,並在監控程序或者操作系統的支持下利用交叉調試器進行分析和調試,最後目標機在特定環境下脫離宿主機單獨運行。 建立交叉開發環境是進行嵌入式軟體開發的第一步,目前常用的交叉開發環境主要有開放和商業兩種類型。開放的交叉開發環境的典型代表是GNU工具鏈、目前已經能夠支持x86、ARM、MIPS、PowerPC等多種處理器。商業的交叉開發環境則主要有Metrowerks CodeWarrior、ARM Software Development Toolkit、SDS Cross compiler、WindRiver Tornado、Microsoft Embedded Visual C++等。 3.2 交叉編譯和鏈接 在完成嵌入式軟體的編碼之後,需要進行編譯和鏈接以生成可執行代碼,由於開發過程大多是在使用Intel公司x86系列CPU的通用計算機上進行的,而目標環境的處理器晶元卻大多為ARM、MIPS、PowerPC、DragonBall等系列的微處理器,這就要求在建立好的交叉開發環境中進行交叉編譯和鏈接。 交叉編譯器和交叉鏈接器是能夠在宿主機上運行,並且能夠生成在目標機上直接運行的二進制代碼的編譯器和鏈接器。例如在基於ARM體系結構的gcc交叉開發環境中,arm-linux-gcc是交叉編譯器,arm-linux-ld是交叉鏈接器。通常情況下,並不是每一種體系結構的嵌入式微處理器都只對應於一種交叉編譯器和交叉鏈接器,比如對於M68K體系結構的gcc交叉開發環境而言,就對應於多種不同的編譯器和鏈接器。如果使用的是COFF格式的可執行文件,那麼在編譯Linux內核時需要使用m68k-coff-gcc和m68k-coff-ld,而在編譯應用程序時則需要使用m68k-coff-pic-gcc和m68k-coff-pic-ld。 嵌入式系統在鏈接過程中通常都要求使用較小的函數庫,以便最後產生的可執行代碼能夠盡可能地小,因此實際運用時一般使用經過特殊處理的函數庫。對於嵌入式Linux系統來講,功能越來越強、體積越來越大的C語言函數庫glibc和數學函數庫libm已經很難滿足實際的需要,因此需要採用它們的精化版本uClibc、uClibm和newlib等。 目前嵌入式的集成開發環境都支持交叉編譯和交叉鏈接,如WindRiver Tornado和GNU工具鏈等,編寫好的嵌入式軟體經過交叉編譯和交叉鏈接後通常會生成兩種類型的可執行文件:用於調試的可執行文件和用於固化的可執行文件。 3.3 交叉調試 嵌入式軟體經過編譯和鏈接後即進入調試階段,調試是軟體開發過程中必不可少的一個環節,嵌入式軟體開發過程中的交叉調 ~
⑽ 嵌入式linux沒有源碼包,我該怎麼編譯驅動模塊
大部分的思路都是如上,大部分的編譯器就是特定的晶元廠商提供好的交叉編譯器,但也需要gcc編譯器來作為承載,就是說:需要移植的編譯器是在gcc的基礎上做相應添加庫,添加規則等而成,現在大部分linux發行版的kernel中90%以上代碼都是相似的,自己添加自己特有驅動等等就可以了,沒人會修改其他的代碼,也沒能力去修改。