嵌入式系統(tǒng)的知識體系、學習誤區(qū)及學習建議
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RTOS本身由于種類繁多，實際使用何種RTOS，一般需要由工作單位確定?；A階段主要學習RTOS的基本原理與RTOS上的軟件開發(fā)方法，而不是學習如何設計RTOS。以開發(fā)實際嵌入式產品為目標的學習者，不要把過多的精力花在設計或移植RTOS上面。正如很多人使用Windows操作系統(tǒng)，而設計 Windows操作系統(tǒng)的只有Microsoft。許多人“研究”Linux，但不使用它，浪費了時間。人的精力是有限的，學習必須有所選擇。
2．2 硬件與軟件的困惑
以MCU為核心的嵌入式技術的知識體系必須通過具體的MCU來體現(xiàn)、實踐。但是，選擇任何型號的MCU，其芯片相關的知識只占知識體系的20％左右，80％左右是通用的軟件硬件及相關知識。80％的通用知識，必須通過具體實踐才能獲得，所以學習嵌入式技術一般要選擇一個系列的MCU。
系統(tǒng)含有硬件與軟件兩大部分，它們之間的關系如何?有些學者，僅從電子的角度認識嵌入式系統(tǒng)。認為“嵌入式系統(tǒng)=MCU硬件系統(tǒng)+小程序”。這些學者大多具有良好的電子技術基礎知識。實際情況是，早期MCU內部RAM小，程序存儲器外接，需要外擴各種I／O，沒有像USB、嵌入式以太網等這樣較復雜的接口。因此，程序占總設計量比例小于50％，使人們認為嵌入式系統(tǒng)(單片機)是“電子系統(tǒng)”，以硬件為主，程序為輔。但是，隨著MCU制造技術的發(fā)展，不僅．MCU內部RAM越來越大，F(xiàn)lash進入MCU內部改變了傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與調試方式，固件程序可以更方便地調試與在線升級，許多情況下與開發(fā) PC機程序的方便程度相差無幾，只不過開發(fā)環(huán)境與運行環(huán)境不是同一載體而已。這使得嵌入式系統(tǒng)的軟件硬件設計方法發(fā)生了根本變化。
有些學者，僅從軟件開發(fā)角度認識嵌入式系統(tǒng)，甚至僅從嵌入式操作系統(tǒng)認識嵌入式系統(tǒng)。這些學者大多具有良好的計算機軟件開發(fā)基礎知識，認為硬件是生產廠商的事。他們沒有認識到，嵌入式系統(tǒng)產品的軟件與硬件均是需要開發(fā)者設計的。筆者常常接到一些關于嵌入式產品穩(wěn)定性的咨詢，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)是由于軟件開發(fā)者對底層硬件的基本原理不理解。特別是有些功能軟件開發(fā)者，過分依賴于底層硬件的驅動軟件，自己對底層驅動原理知之甚少。實際上，一些功能軟件開發(fā)者，名義上在做嵌入式軟件，其實僅僅是使用嵌入式編輯、編譯環(huán)境而已，本質與開發(fā)通用PC機軟件沒有兩樣。而底層硬件驅動軟件的開發(fā)，若不全面考慮高層功能軟件對底層硬件的可能調用，也會使封裝或參數(shù)設計得不合理或不完備，導致高層功能軟件調用困難。可以看出，若把嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)孤立地分為硬件設計、底層硬件驅動軟件設計、高層功能軟件設計，那么一旦出現(xiàn)問題，就可能難以定位。實際上，嵌入式系統(tǒng)設計是一個軟件、硬件協(xié)同設計工程，不能像通用計算機那樣，軟件、硬件完全分開來看，而要在一個大的框架內協(xié)調工作。
學習嵌入式系統(tǒng)是以軟件為主還是以硬件為主，或者如何選擇切入點，如何在軟件與硬件之間取得平衡?對于這個困惑的建議是：要想成為一名真正的嵌入式系統(tǒng)設計師，在初學階段，必須打好嵌入式系統(tǒng)的硬件與軟件基礎。以下是從事嵌入式系統(tǒng)設計二十多年的美國學者JohnCatsoulis在《Designing Embedded Hardware》一書中關于這個問題的總結：嵌入式系統(tǒng)與硬件緊密相關，是軟件與硬件的綜合體，沒有對硬件的理解就不可能寫好嵌入式軟件；同樣，沒有對軟件的理解也不可能設計好嵌入式硬件。
2．3 片面認識嵌入式系統(tǒng)
嵌入式系統(tǒng)產品種類繁多，應用領域各異。在第1部分中，把嵌入式系統(tǒng)的應用范圍粗略分為電子系統(tǒng)的智能化與計算機應用的延伸兩大類。從初學者角度，可能存在分別從這兩個角度片面認識嵌入式系統(tǒng)的問題。因此，一些從電子系統(tǒng)智能化角度認識嵌入式系統(tǒng)的學習者，可能會忽視編程結構、編程規(guī)范、軟件工程的要求、操作系統(tǒng)等知識的積累。另一些從計算機應用的延伸角度認識嵌入式系統(tǒng)的學習者，可能會把通用計算機學習過程中的概念與方法生搬硬套到嵌入式系統(tǒng)的實踐中，忽視嵌入式系統(tǒng)與通用計算機的差異。
實際上，在嵌入式系統(tǒng)學習與實踐的初始階段，應該充分了解嵌入式系統(tǒng)的特點，根據(jù)自身的已有知識結構，制定適合自身情況的學習計劃。目標應該是打好嵌入式系統(tǒng)的硬件與軟件基礎，通過實踐，為成為良好的嵌入式系統(tǒng)設計師建立起基本知識結構。學習過程中，具體應用系統(tǒng)可為實踐載體，但不能拘泥于具體系統(tǒng)，應該有一定的抽象與歸納。例如，初學者開發(fā)實際控制系統(tǒng)時沒有使用實時操作系統(tǒng)，但不要認為實時操作系統(tǒng)不需要學習。又例如，初學者可以一個帶有實時操作系統(tǒng)的樣例為藍本進行學習，但不要認為任何嵌入式系統(tǒng)都需要實時操作系統(tǒng)，甚至為一個十分簡明的實際系統(tǒng)加上不必要的實時操作系統(tǒng)。因此，片面認識嵌入式系統(tǒng)，可能導致學習困惑。應該根據(jù)實際項目需要，鍛煉自己分析實際問題、解決問題的能力。這是一個長期的學習與實踐過程，不能期望通過短期培訓完成整體知識體系的建立，應該重視自身實踐，全面地理解嵌入式系統(tǒng)的知識體系。
2．4 入門芯片選擇的困惑
嵌入式系統(tǒng)的大部分初學者需要選擇一個微控制器(MCU)進行入門級學習，面對眾多廠家生產的微控制器系列，往往不知如何是好。
首先是關于位數(shù)問題，目前主要有8位、16位和32位MCU。不同位數(shù)的MCU各有應用領域，這一點與通用微機有很大不同。例如做一個遙控器，不需要使用 32位MCU，否則MCU芯片價格就已經超過遙控器價格需求。對于首次接觸嵌入式系統(tǒng)的學習者，可以根據(jù)自己的知識基礎選擇入門芯片的位數(shù)。建議大多數(shù)初學者選擇8位MCU作為快速入門芯片，了解一些匯編與底層硬件知識，之后再選16位或32位芯片進行學習實踐。
關于芯片選擇的另一個誤區(qū)是認為有“主流芯片”存在，嵌入式系統(tǒng)也可以形成芯片壟斷。這完全是一種誤解，是套用通用計算機系統(tǒng)的思維模式，而忽視了嵌入式系統(tǒng)應用的多樣性。關于學習芯片選擇還有一個誤區(qū)，即誤認為選擇工作頻率高的芯片進行入門學習，更先進。實際上，工作頻率高可能給初學者帶來不少困難。
實際嵌入式系統(tǒng)設計不是追求芯片位數(shù)、工作頻率、操作系統(tǒng)等因素，而是追求穩(wěn)定可靠、維護、升級、功耗、價格等指標。初學者選擇入門芯片，是通過某一： MCU作為藍本，獲得嵌入式系統(tǒng)知識體系的通用基礎。其基本原則是：入門時間較短、硬件成本較低，知識要素較多，學習難度較低。 linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
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