嵌入式人才的發展方向

        嵌入式系統用在一些特定專用設備上，一般這些設備的硬件資源（如處理器、存儲器等）很是有限，而且對成本很敏感，有時對實時響應要求很高等。特別是隨着消費家電的智能化，嵌入式更顯重要。像咱們日常常見到的手機、PDA、電子字典、可視電話、VCD/DVD/MP3 Player、數字相機（DC）、數字攝像機(DV)、U-Disk、機頂盒(Set Top Box)、高清電視(HDTV)、遊戲機、智能玩具、交換機、路由器、數控設備或儀表、汽車電子、家電控制系統、醫療儀器、航天航空設備等等都是典型的嵌入式系統。 

       嵌入式系統是軟硬結合的東西，搞嵌入式開發的人有兩類。 
　　一類是學電子工程、通訊工程等偏硬件專業出身的人，他們主要是搞硬件設計，有時要開發一些與硬件關係最密切的最底層軟件，如BootLoader、Board Support Package(像PC的BIOS同樣，往下驅動硬件，往上支持操做系統），最初級的硬件驅動程序等。他們的優點是對硬件原理很是清楚，不足是他們更擅長定義各類硬件接口，但對複雜軟件系統每每力不從心（例如嵌入式操做系統原理和複雜應用軟件等）。 

    另外一類是學軟件、計算機專業出身的人，主要從事嵌入式操做系統和應用軟件的開發。若是咱們學軟件的人對硬件原理和接口有較好的掌握，咱們徹底也可寫BSP和硬件驅動程序。嵌入式硬件設計完後，各類功能就全靠軟件來實現了，嵌入式設備的增值很大程度上取決於嵌入式軟件，這佔了嵌入式系統的最主要工做（目前有不少公司將硬件設計包給了專門的硬件公司，稍複雜的硬件都交給臺灣或國外公司設計，國內的硬件設計力量很弱，不少嵌入式公司本身只負責開發軟件，由於公司都知道，嵌入式產品的差別很大程度在軟件上，在軟件方面是最有「花頭「可作的），因此咱們搞軟件的人徹底不用擔憂咱們在嵌入式市場上的用武之地，越是智能設備越是複雜系統，軟件越起關鍵做用，並且這是目前的趨勢。 

          哪天若想創業，搞自已的產品，那麼嵌入式是一個不錯的主意，這可不像應用軟件那樣容易被盜版。土木學院有一個叫啓明星的公司開發出一個好象叫「工程e」的掌上PDA（南校區門口有廣告），施工技術人員用該PDA可當場進行土木概預算和其它土木計算，聽說銷路特好。我認識的某大學老師，他開發的飯館用的點菜PDA（WinCE平臺，可無線連網和上網），據他說銷路不錯，飯館點點PDA讓客戶點菜，多顯派頭檔次。我記得00級2+2班當年有一組同窗在學Windows程序設計課程時用VC++設計了一個功能很強的點菜系統作爲課程項目，當時真想建議他們將這個軟件作成PDA，估計會有些銷路（上海火車站南廣場的Macdonald便使用很漂亮的PDA給用戶點食品，像摸像樣的）。這些PDA的硬件設計通常都是請其它公司給訂作（這叫「貼牌」：OEM），都是通用的硬件，咱們只管設計軟件就變成本身的產品了。

　　　嵌入式軟件方面最重要的課程包括： 

（1）嵌入式微處理器結構與應用：這是一門嵌入式硬件基礎課程，我院用這門課取代了傳統的「微機原理與接口」課程（目前國內已有少部分高校IT專業這樣作了，由於講x86微機原理與接口很難找到實際用處，只爲教學而已）。咱們說過，嵌入式是軟硬件結合的技術，搞嵌入式軟件的人應對ARM處理器工做原理和接口技術有充分了解，包括ARM的彙編指令系統。若不瞭解處理器原理，怎麼能控制硬件工做，怎麼能寫出節省內存又運行高速的最優代碼（嵌入式軟件設計特別講究時空效率），怎麼能寫出驅動程序（驅動程序都是與硬件打交道的）？不少公司招聘嵌入式軟件人員時都要求熟悉ARM處理器，未來若同窗到公司中從事嵌入式軟件開發，公司都會給你一本該設備的硬件規格說明書 (xxx Specification)，您必須能看懂其中的內存分佈和端口使用等最基本的說明（就像x86彙編同樣），不然怎麼設計軟件。有些同窗以爲嵌入式處理器課程較枯燥，這主要是硬件課程都較抽象的緣由，等咱們的嵌入式實驗室10月份建好後，您作了一些實驗後就會以爲看得見摸得着。還有同窗對ARM彙編不感興趣，覺得嵌入式開發用C語言就足夠了。其實不該僅是將彙編語言當成一個程序設計語言，學彙編主要是爲了掌握處理器工做原理的。一個不熟悉彙編語言的人，怎麼能在該處理器寫出最優的C語言代碼。在嵌入式開發的一些關鍵部分，有時還必須寫彙編，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處理器的高速圖像採集和圖像解壓縮），目前主要還要靠彙編寫程序（我看到過不少公司是這樣作的）。當您在一個嵌入式公司工做時，在查看描述原理的手冊時，可能不少都是用匯編描述的（我就遇到過），這是由於不少硬件設計人員只會寫或者喜歡用匯編描述，此時您就必須看懂彙編程序，不然軟硬件人員可能就沒法交流。不少嵌入式職位招聘時都要求熟悉彙編。 

　(2) 嵌入式操做系統類課程 
　　除了WinCE的實時性稍差外，大多數嵌入式操做系統的實時性都很強,因此也可稱爲實時操做系統Real Time Operating System.從事嵌入式的人至少須掌握一個嵌入式操做系統(固然掌握兩個更好),這在嵌入式的全部技術中是最爲關鍵的了。目前最重要的RTOS主要包括： 
　　第一類、傳統的經典RTOS：最主要的即是Vxworks操做系統，以及其Tornado開發平臺。Vxworks因出現稍早，實時性很強（聽說可在1ms內響應外部事件請求），而且內核可極微（聽說最小可8K），可靠性較高等，因此在北美，Vxworks佔據了嵌入式系統的多半疆山。特別是在通訊設備等實時性要求較高的系統中，幾乎非Vxworks莫屬。Vxworks的不少概念和技術都和Linux很相似，主要是C語言開發。像Bell-alcatel、Lucent、華爲等通訊企業在開發產品時，Vxworks用得不少。但Vxworks因價格很高，因此一些小公司或小產品中每每用不起。目前不少公司都在往嵌入式Linux轉（華爲、中興以及UT目前正在這樣轉）。但不管如何，Vxworks在一段長時間內還是不可動搖的。與Vxworks相似的稍有名的實時操做系統還有pSOS、QNX、Nucleus等RTOS。 

     第二類、嵌入式Linux操做系統：Linux的前途除做爲服務器操做系統外，最成功的即是在嵌入式領域的應用，緣由固然是免費、開源、支持軟件多、呼擁者衆，這樣嵌入式產品成本會低。Linux自己不是一個爲嵌入式設計的操做系統，不是微內核的，而且實時性不強。目前應用在嵌入式領域的Linux系統主要有兩類：一類是專爲嵌入式設計的已被裁減過的Linux系統，最經常使用的是uClinux（不帶MMU功能），目前佔較大應用份額，可在ARM7上跑；另外一類是跑在ARM 9上的，通常是將Linux 2.4.18內核移植在其上，可以使用更多的Linux功能（固然uClinux更可跑在ARM 9上）。不少人預測，嵌入式Linux預計將佔嵌入式操做系統的50%以上份額，很是重要。缺點是熟悉Linux的人太少，開發難度稍大。另外，目前咱們能發現不少教材和不少大學都以ucOS/II爲教學用實時操做系統，這主要是因爲ucOS/II較簡單，且開源，很是適合入門者學習實時操做系統原理，但因爲ucOS/II功能有限，實用用得較少，因此我院不將其做爲教學重點，要學習就應學直接實用的，好比uClinux就很實用。何況熟悉了Linux開發，不只在嵌入式領域有用，對開發Linux應用軟件，對加深操做系統的認識也有幫助，可謂一舉多得。據我所知，目前Intel、Philip都在大搞ARM+LINUX的嵌入式開發，Fujitum則是在本身的處理器上大搞Linux開發。目前在嵌入式Linux領域，如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版上；二是能寫Linux驅動程序的人；三是熟悉Linux內核裁減和優化的人。 

　第三類、 Windows CE嵌入式操做系統：Microsoft也看準了嵌入式的巨大市場，MS永遠是最厲害的，WinCE出來只有幾年時間，但目前已佔據了很大市場份額，特別是在PDA、手機、顯示儀表等界面要求較高或者要求快速開發的場合，WinCE目前已很流行（聽說有一家賣工控機的公司板子賣得太好，以致來不及爲客戶裁減WinCE）。WinCE目前主要爲4.2版（.NET），開發平臺主要爲WinCE Platform Builder，有時也用EVC環境開發一些較上層的應用，對於急於完成，不想拿嵌入式Linux冒險的開發場合，WinCE是最合適了（找嵌入式Linux的人可沒那麼好找的），畢竟公司不能像學生學習那樣試試看，保證開發成功更重要。根據不一樣的側重點 ，WinCE還有兩個特殊版本，一個是MS PocketPC操做系統專用於PDA上（掌上電腦），另外一個是MS SmartPhone操做系統用於智能手機上（帶PDA功能的手機），二者也都屬於WinCE平臺。在PDA和手機市場上，除WinCE外，著名的PDA嵌入式操做系統還有Palm OS（因出現很早，頗有名）、Symbian等，但在WinCE的強勁衝擊下，Palm和Symbian來日還能有多長？ 

       總結關於嵌入式操做系統類課程，若您以爲本身功底較深且能鑽研下去，則可去學嵌入式Linux；若您以爲本身VC++功底較好且想短平快地學嵌入式開發，WinCE是最好的選擇。要麼走ARM+WinCE，要麼走ARM+LINUX，要麼走ARM+VXWORKS。每一個搞嵌入式的人均可選一條路，條條大路通羅馬。