嵌入式人才的發(fā)展方向

嵌入式系統(tǒng)無疑是當(dāng)前最熱門最有發(fā)展前途的IT應(yīng)用領(lǐng)域之一。嵌入式系統(tǒng)用在一些特定專用設(shè)備上，通常這些設(shè)備的硬件資源（如處理器、存儲器等）非常有限，并且對成本很敏感，有時對實時響應(yīng)要求很高等。特別是隨著消費家電的智能化，嵌入式更顯重要。像我們平常常見到的手機(jī)、PDA、電子字典、可視電話、VCD/DVD/MP3 Player、數(shù)字相機(jī)（DC）、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(DV)、U-Disk、機(jī)頂盒(Set Top Box)、高清電視(HDTV)、游戲機(jī)、智能玩具、交換機(jī)、路由器、數(shù)控設(shè)備或儀表、汽車電子、家電控制系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、航天航空設(shè)備等等都是典型的嵌入式系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)是軟硬結(jié)合的東西，搞嵌入式開發(fā)的人有兩類。

一類是學(xué)電子工程、通信工程等偏硬件專業(yè)出身的人，他們主要是搞硬件設(shè)計，有時要開發(fā)一些與硬件關(guān)系最密切的最底層軟件，如BootLoader、Board Support Package(像PC的BIOS一樣，往下驅(qū)動硬件，往上支持操作系統(tǒng)），最初級的硬件驅(qū)動程序等。他們的優(yōu)勢是對硬件原理非常清楚，不足是他們更擅長定義各種硬件接口，但對復(fù)雜軟件系統(tǒng)往往力不從心（例如嵌入式操作系統(tǒng)原理和復(fù)雜應(yīng)用軟件等）。

另一類是學(xué)軟件、計算機(jī)專業(yè)出身的人，主要從事嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的開發(fā)。如果我們學(xué)軟件的人對硬件原理和接口有較好的掌握，我們完全也可寫B(tài)SP和硬件驅(qū)動程序。嵌入式硬件設(shè)計完后，各種功能就全靠軟件來實現(xiàn)了，嵌入式設(shè)備的增值很大程度上取決于嵌入式軟件，這占了嵌入式系統(tǒng)的最主要工作（目前有很多公司將硬件設(shè)計包給了專門的硬件公司，稍復(fù)雜的硬件都交給臺灣或國外公司設(shè)計，國內(nèi)的硬件設(shè)計力量很弱，很多嵌入式公司自己只負(fù)責(zé)開發(fā)軟件，因為公司都知道，嵌入式產(chǎn)品的差異很大程度在軟件上，在軟件方面是最有“花頭“可做的），所以我們搞軟件的人完全不用擔(dān)心我們在嵌入式市場上的用武之地，越是智能設(shè)備越是復(fù)雜系統(tǒng)，軟件越起關(guān)鍵作用，而且這是目前的趨勢。

從事嵌入式軟件開發(fā)的好處是：

（1）目前國內(nèi)外這方面的人都很稀缺。一方面，是因為這一領(lǐng)域入門門檻較高，不僅要懂較底層軟件（例如操作系統(tǒng)級、驅(qū)動程序級軟件），對軟件專業(yè)水平要求較高（嵌入式系統(tǒng)對軟件設(shè)計的時間和空間效率要求較高），而且必須懂得硬件的工作原理，所以非專業(yè)IT人員很難切入這一領(lǐng)域；另一方面，是因為這一領(lǐng)域較新，目前發(fā)展太快，很多軟硬件技術(shù)出現(xiàn)時間不長或正在出現(xiàn)（如ARM處理器、嵌入式操作系統(tǒng)、MPEG技術(shù)、無線通信協(xié)議等），掌握這些新技術(shù)的人當(dāng)然很找。嵌入式人才稀缺，身價自然就高，越有經(jīng)驗價格就越高。其實嵌入式人才稀少,根本原因可能是大多數(shù)人無條件接觸,這需要相應(yīng)的嵌入式開發(fā)板和軟件,另外需要有經(jīng)驗的人進(jìn)行指導(dǎo)開發(fā)流程。

（2）與企業(yè)計算等應(yīng)用軟件不同，嵌入式領(lǐng)域人才的工作強(qiáng)度通常低一些（但收入不低）。搞企業(yè)應(yīng)用軟件的IT企業(yè)，這個用戶的系統(tǒng)搞完了，又得去搞下一個用戶的，而且每個用戶的需求和完成時間都得按客戶要求改變，往往疲于奔命，重復(fù)勞動。相比而言，搞嵌入式系統(tǒng)的公司，都有自己的產(chǎn)品計劃，按自己的節(jié)奏行事。所開發(fā)的產(chǎn)品通常是通用的，不會因客戶的不同而修改。一個產(chǎn)品型號開發(fā)完了，往往有較長一段空閑時間（或只是對軟件進(jìn)行一些小修補(bǔ)），有時間進(jìn)行充電和休整。另外，從事嵌入式軟件的每個人工作范圍相對狹窄，所涉及的專業(yè)技術(shù)范圍就是那些（ARM、RTOS、MPEG、802.11等），時間長了這些東西會越搞越有經(jīng)驗，賣賣老本，幾句指導(dǎo)也夠讓那些初入道者琢磨半年的。若搞應(yīng)用軟件，可能下一個客戶要換成一個完全不同的軟件開發(fā)平臺，那就苦了。

（3）哪天若想創(chuàng)業(yè)，搞自已的產(chǎn)品，那么嵌入式是一個不錯的主意，這可不像應(yīng)用軟件那樣容易被盜版。土木學(xué)院有一個叫啟明星的公司開發(fā)出一個好象叫“工程e”的掌上PDA（南校區(qū)門口有廣告），施工技術(shù)人員用該P(yáng)DA可當(dāng)場進(jìn)行土木概預(yù)算和其它土木計算，據(jù)說銷路特好。我認(rèn)識的某大學(xué)老師，他開發(fā)的飯館用的點菜PDA（WinCE平臺，可無線連網(wǎng)和上網(wǎng)），據(jù)他說銷路不錯，飯館點點PDA讓客戶點菜，多顯派頭檔次。我記得00級2+2班當(dāng)年有一組同學(xué)在學(xué)Windows程序設(shè)計課程時用VC++設(shè)計了一個功能很強(qiáng)的點菜系統(tǒng)做為課程項目，當(dāng)時真想建議他們將這個軟件做成PDA，估計會有些銷路（上?；疖囌灸蠌V場的Macdonald便使用很漂亮的PDA給用戶點食品，像摸像樣的）。這些PDA的硬件設(shè)計一般都是請其它公司給訂做（這叫“貼牌”：OEM），都是通用的硬件，我們只管設(shè)計軟件就變成自己的產(chǎn)品了。

從事嵌入式軟件開發(fā)的缺點是：

（1）入門起點較高，所用到的技術(shù)往往都有一定難度，若軟硬件基礎(chǔ)不好，特別是操作系統(tǒng)級軟件功底不深，則可能不適于此行。

（2）這方面的企業(yè)數(shù)量要遠(yuǎn)少于企業(yè)計算類企業(yè)。特別是從事嵌入式的小企業(yè)數(shù)量較多（小企業(yè)要搞自己的產(chǎn)品創(chuàng)業(yè)），知名大公司較少（搞嵌入式的大公司主要有Intel、Motorola、TI、Philip、Samsung、Sony、Futjtum、Bell-Alcatel、意法半導(dǎo)體、Microtek、研華、華為、中興通信、上廣電等制造類企業(yè)）。這些企業(yè)的習(xí)慣思維方式是到電子、通信等偏硬專業(yè)找人。

（3）有少數(shù)公司經(jīng)常要碩士以上的人搞嵌入式，主要是基于嵌入式的難度。但大多數(shù)公司也并無此要求，只要有經(jīng)驗即可。

同學(xué)若學(xué)習(xí)嵌入式，顯然應(yīng)偏重于嵌入式軟件，特別是嵌入式操作系統(tǒng)方面。對于搞嵌入式軟件的人，最重要的技術(shù)顯然是（實際上很多公司的招聘廣告上就是這樣寫的）：
（1） 掌握主流嵌入式微處理器的結(jié)構(gòu)與原理
（2） 必須掌握一個嵌入式操作系統(tǒng)
（3） 必須熟悉嵌入式軟件開發(fā)流程并至少做過一個嵌入式軟件項目。

嵌入式軟件方面最重要的課程包括：

（1）嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用：這是一門嵌入式硬件基礎(chǔ)課程，我院用這門課取代了傳統(tǒng)的“微機(jī)原理與接口”課程（目前國內(nèi)已有少部分高校IT專業(yè)這樣做了，因為講x86微機(jī)原理與接口很難找到實際用處，只為教學(xué)而已）。我們說過，嵌入式是軟硬件結(jié)合的技術(shù)，搞嵌入式軟件的人應(yīng)對ARM處理器工作原理和接口技術(shù)有充分了解，包括ARM的匯編指令系統(tǒng)。若不了解處理器原理，怎么能控制硬件工作，怎么能寫出節(jié)省內(nèi)存又運(yùn)行高速的最優(yōu)代碼（嵌入式軟件設(shè)計特別講究時空效率），怎么能寫出驅(qū)動程序（驅(qū)動程序都是與硬件打交道的）？很多公司招聘嵌入式軟件人員時都要求熟悉ARM處理器，將來若同學(xué)到公司中從事嵌入式軟件開發(fā)，公司都會給你一本該設(shè)備的硬件規(guī)格說明書 (xxx Specification)，您必須能看懂其中的內(nèi)存分布和端口使用等最基本的說明（就像x86匯編一樣），否則怎么設(shè)計軟件。有些同學(xué)覺得嵌入式處理器課程較枯燥，這主要是硬件課程都較抽象的原因，等我們的嵌入式實驗室10月份建好后，您做了一些實驗后就會覺得看得見摸得著。還有同學(xué)對ARM匯編不感興趣，以為嵌入式開發(fā)用C語言就足夠了。其實不應(yīng)僅是將匯編語言當(dāng)成一個程序設(shè)計語言，學(xué)匯編主要是為了掌握處理器工作原理的。一個不熟悉匯編語言的人，怎么能在該處理器寫出最優(yōu)的C語言代碼。在嵌入式開發(fā)的一些關(guān)鍵部分，有時還必須寫匯編，如Bootloader等（可能還包括BSP）。特別是在對速度有極高要求的場合（如DSP處理器的高速圖像采集和圖像解壓縮），目前主要還要靠匯編寫程序（我看到過很多公司是這樣做的）。當(dāng)您在一個嵌入式公司工作時，在查看描述原理的手冊時，可能很多都是用匯編描述的（我就遇到過），這是因為很多硬件設(shè)計人員只會寫或者喜歡用匯編描述，此時您就必須看懂匯編程序，否則軟硬件人員可能就無法交流。很多嵌入式職位招聘時都要求熟悉匯編。

(2) 嵌入式操作系統(tǒng)類課程

除了WinCE的實時性稍差外，大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)的實時性都很強(qiáng),所以也可稱為實時操作系統(tǒng)Real Time Operating System.從事嵌入式的人至少須掌握一個嵌入式操作系統(tǒng)(當(dāng)然掌握兩個更好),這在嵌入式的所有技術(shù)中是最為關(guān)鍵的了。目前最重要的RTOS主要包括：

第一類、傳統(tǒng)的經(jīng)典RTOS：最主要的便是Vxworks操作系統(tǒng)，以及其Tornado開發(fā)平臺。Vxworks因出現(xiàn)稍早，實時性很強(qiáng)（據(jù)說可在1ms內(nèi)響應(yīng)外部事件請求），并且內(nèi)核可極微（據(jù)說最小可8K），可靠性較高等，所以在北美，Vxworks占據(jù)了嵌入式系統(tǒng)的多半疆山。特別是在通信設(shè)備等實時性要求較高的系統(tǒng)中，幾乎非Vxworks莫屬。Vxworks的很多概念和技術(shù)都和Linux很類似，主要是C語言開發(fā)。像Bell-alcatel、Lucent、華為等通信企業(yè)在開發(fā)產(chǎn)品時，Vxworks用得很多。但Vxworks因價格很高，所以一些小公司或小產(chǎn)品中往往用不起。目前很多公司都在往嵌入式Linux轉(zhuǎn)（華為、中興以及UT目前正在這樣轉(zhuǎn)）。但無論如何，Vxworks在一段長時間內(nèi)仍是不可動搖的。與Vxworks類似的稍有名的實時操作系統(tǒng)還有pSOS、QNX、Nucleus等RTOS。

第二類、嵌入式Linux操作系統(tǒng)：Linux的前途除作為服務(wù)器操作系統(tǒng)外，最成功的便是在嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用，原因當(dāng)然是免費、開源、支持軟件多、呼擁者眾，這樣嵌入式產(chǎn)品成本會低。Linux本身不是一個為嵌入式設(shè)計的操作系統(tǒng)，不是微內(nèi)核的，并且實時性不強(qiáng)。目前應(yīng)用在嵌入式領(lǐng)域的Linux系統(tǒng)主要有兩類：一類是專為嵌入式設(shè)計的已被裁減過的Linux系統(tǒng)，最常用的是uClinux（不帶MMU功能），目前占較大應(yīng)用份額，可在ARM7上跑；另一類是跑在ARM 9上的，一般是將Linux 2.4.18內(nèi)核移植在其上，可使用更多的Linux功能（當(dāng)然uClinux更可跑在ARM 9上）。很多人預(yù)測，嵌入式Linux預(yù)計將占嵌入式操作系統(tǒng)的50%以上份額，非常重要。缺點是熟悉Linux的人太少，開發(fā)難度稍大。另外，目前我們能發(fā)現(xiàn)很多教材和很多大學(xué)都以ucOS/II為教學(xué)用實時操作系統(tǒng)，這主要是由于ucOS/II較簡單，且開源，非常適合入門者學(xué)習(xí)實時操作系統(tǒng)原理，但由于ucOS/II功能有限，實用用得較少，所以我院不將其作為教學(xué)重點，要學(xué)習(xí)就應(yīng)學(xué)直接實用的，比如uClinux就很實用。況且熟悉了Linux開發(fā)，不僅在嵌入式領(lǐng)域有用，對開發(fā)Linux應(yīng)用軟件，對加深操作系統(tǒng)的認(rèn)識也有幫助，可謂一舉多得。據(jù)我所知，目前Intel、Philip都在大搞ARM+LINUX的嵌入式開發(fā)，F(xiàn)ujitum則是在自己的處理器上大搞Linux開發(fā)。目前在嵌入式Linux領(lǐng)域，以下幾個方面的人特別難找，一是能將Linux移植到某個新型號的開發(fā)版上；二是能寫Linux驅(qū)動程序的人；三是熟悉Linux內(nèi)核裁減和優(yōu)化的人。

第三類、 Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)：Microsoft也看準(zhǔn)了嵌入式的巨大市場，MS永遠(yuǎn)是最厲害的，WinCE出來只有幾年時間，但目前已占據(jù)了很大市場份額，特別是在PDA、手機(jī)、顯示儀表等界面要求較高或者要求快速開發(fā)的場合，WinCE目前已很流行（據(jù)說有一家賣工控機(jī)的公司板子賣得太好，以至來不及為客戶裁減WinCE）。WinCE目前主要為4.2版（.NET），開發(fā)平臺主要為WinCE Platform Builder，有時也用EVC環(huán)境開發(fā)一些較上層的應(yīng)用，對于急于完成，不想拿嵌入式Linux冒險的開發(fā)場合，WinCE是最合適了（找嵌入式Linux的人可沒那么好找的），畢竟公司不能像學(xué)生學(xué)習(xí)那樣試試看，保證開發(fā)成功更重要。根據(jù)不同的側(cè)重點 ，WinCE還有兩個特殊版本，一個是MS PocketPC操作系統(tǒng)專用于PDA上（掌上電腦），另一個是MS SmartPhone操作系統(tǒng)用于智能手機(jī)上（帶PDA功能的手機(jī)），兩者也都屬于WinCE平臺。在PDA和手機(jī)市場上，除WinCE外，著名的PDA嵌入式操作系統(tǒng)還有Palm OS（因出現(xiàn)很早，很有名）、Symbian等，但在WinCE的強(qiáng)勁沖擊下，Palm和Symbian來日還能有多長？

總結(jié)關(guān)于嵌入式操作系統(tǒng)類課程，若您覺得自己功底較深且能鉆研下去，則可去學(xué)嵌入式Linux；若您覺得自己VC++功底較好且想短平快地學(xué)嵌入式開發(fā)，WinCE是最好的選擇。

(3) 嵌入式開發(fā)的其它相關(guān)軟件課程

搞嵌入式若能熟悉嵌入式應(yīng)用的一些主要領(lǐng)域，這樣的人更受企業(yè)歡迎。主要的相關(guān)領(lǐng)域包括：

A、數(shù)字圖像壓縮技術(shù)：這是嵌入式最重要最熱門的應(yīng)用領(lǐng)域之一，主要是應(yīng)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。

B、通信協(xié)議及編程技術(shù)：這包括傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議和熱門的無線通信協(xié)議。首先，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，這是需首要掌握的基本技術(shù)；其次，無線通信是目前的大趨勢，所以掌握無線通信協(xié)議及編程也是是很重要的。無結(jié)通信協(xié)議包括無線局域網(wǎng)通信協(xié)議802.11系列，Bluetooth，以及移動通信（如GPRS、GSM、CDMA等）。

C、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。我院有這方面的選修課。

D、DSP技術(shù)：DSP是Digital Signal

Process數(shù)字信號處理的意思，DSP處理器通過硬件實現(xiàn)數(shù)字信號處理算法，如高速數(shù)據(jù)采集、壓縮、解壓縮、通信等。數(shù)字信號處理是電子、通信等硬件專業(yè)的課程，對于搞軟件的人若能了解一下最好。目前DSP人才較缺。如果有信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理等課程基礎(chǔ)，對于學(xué)習(xí)MPEG編解碼原理會有很大幫助。

（4）嵌入式開發(fā)的相關(guān)硬件基礎(chǔ)

對于軟件工程專業(yè)的學(xué)生，從事嵌入式軟件開發(fā)，像數(shù)字電路、計算機(jī)組成原理、嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)等硬件課程是較重要的。另外，匯編語言、C/C++、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法、特別是操作系統(tǒng)等軟件基礎(chǔ)課也是十分重要的。主要目地是能看懂硬件工作原理，但重點應(yīng)是在嵌入式軟件，特別操作系統(tǒng)級軟件。

研究生里有些是學(xué)電子、通信類專業(yè)過來的，有較好的模擬電路和單片機(jī)基礎(chǔ)，學(xué)嵌入式非常合適。嵌入式本身就是從單片機(jī)發(fā)展過來的，只是單片機(jī)不帶OS，而現(xiàn)在很多嵌入式應(yīng)用越來越復(fù)雜，以至不得不引入嵌入式操作系統(tǒng)。另外，為追求更高速的信號處理速度，現(xiàn)在在一些速度要求較高的場合，有不少公司是將一些DSP算法，如MPEG壓縮解壓縮算法等用硬件來實現(xiàn)，這就涉及到HDL數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)及其FPGA/IP核實現(xiàn)技術(shù)，這方面的人目前市場上也很缺。

題外話

另外，能寫驅(qū)動程序的人目前是非常緊缺的（驅(qū)動程序也可歸于嵌入式范疇），包括桌面Windows中的DDK開發(fā)環(huán)境和WDM驅(qū)動程序。公司每時每刻都要推出新產(chǎn)品，每一個新產(chǎn)品出來了，要能被操作系統(tǒng)所使用，是必須寫驅(qū)動程序的。寫驅(qū)動程序就必須掌握操作系統(tǒng)(如Windows或Linux)的內(nèi)部工作原理，還涉及到少量硬件知識，難度較大，所以這方面的人很難找。想成為高手的同學(xué)，也可從驅(qū)動程序方面獲得突破。

我可說一下自己的經(jīng)歷，三年前我曾短暫地在一家公司寫過WinCE驅(qū)動程序（正是因為知道這方面的人緊缺，所以才要做這方面的事），盡管那以前從未做過驅(qū)動程序，應(yīng)聘那個職位時正是看準(zhǔn)了公司是很難招聘到這方面的人，既然都找不到人，驅(qū)動還得有人做，這正是可能有機(jī)會切入這一領(lǐng)域的大好機(jī)會。面試時大講自己寫過多少萬行匯編程序，對計算機(jī)工作原理如何清楚，簡歷中又寫著我曾閱讀完兩本關(guān)于Windows Driver Model的兩本英文原版書，寫過幾個小型的驅(qū)動程序練習(xí)程序（其實根本沒寫過，我們的同學(xué)將來千萬不要像我這樣，早練就些過硬功夫，就不至于淪落到我這等地步，就不用像我那樣去“欺騙”公司了，我這是一個典型的反面教材），居然一切都PASS（當(dāng)然最重要的是筆試和面試問題還說得過去），這只能說明這一領(lǐng)域找人的困難程度。公司本就未指望找到搞過驅(qū)動的人，找個有相關(guān)基礎(chǔ)的人就算不錯了。做了以后，發(fā)現(xiàn)也并不是怎樣難的。其實搞驅(qū)動程序的工作是很舒服的，搞完一個版本就會空一段時間，只有等公司新的芯片推出或新的OS出現(xiàn)后，才需要再去開發(fā)新一版驅(qū)動，那時有將近一個月時間空閑著在等WinCE .NET Beta版推出，準(zhǔn)備將驅(qū)動程序升級到CE .NET上，現(xiàn)在在軟件學(xué)院工作整日忙，無限懷念那段悠閑時光。

很巧合，最近本人無意中再次體會到了嵌入式的迷人之處。上周我那用了3年的手機(jī)終于不能WORK了。此次更新，除要求有手機(jī)常見功能外，最好有MP3功能（現(xiàn)在很多英語聽力都有MP3文件），最好有英漢詞典，最好還能讀WORD文檔。最后選了個滿足以上條件的最便宜的手機(jī)DOPOD 515（斬了我2.2K，但想想這也算自己對嵌入式事業(yè)的支持，這樣便也想開了），算得上最低檔的智能手機(jī)了?；貋硪徊?，手機(jī)的about顯示，本手機(jī)Processor是ARM，其OS是MS Smartphone（即WinCE .NET 4.2），這么巧合，簡直可做為學(xué)習(xí)嵌入式課程的產(chǎn)品案例了（等我們的WinCE課程開得有聲有色后，希望能從微軟研究院搞些Smartphone來開發(fā)開發(fā)）。有OS的手機(jī)果然了得，金山詞霸、WORD、EXCEL、REGEDIT等居然都有smartphone版的，PC上的MP3、DOC等居然在download時都可被自動轉(zhuǎn)換成smartphone格式，真是爽。完全可用Windows CE自己開發(fā)一些需要的程序download到自己的手機(jī)上?，F(xiàn)在市面銷售PDA智能手機(jī)火爆，MS總是財源滾滾。但我已發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)的ARM+LINUX手機(jī)出現(xiàn)在市面上，價格只1.2K。

在GOOGLE網(wǎng)上能搜索太多的關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的討論了，有很多有經(jīng)驗者談自己的體會,投入到其中的論壇中，你會切身感到嵌入式學(xué)習(xí)的熱潮。

要么走ARM+WinCE，要么走ARM+LINUX，要么走ARM+VXWORKS。每個搞嵌入式的人都可選一條路，條條大路通羅馬。