探求學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的最優(yōu)解學(xué)習(xí)有捷徑嗎？俺認(rèn)為是有的，正確的道路就是捷徑。就好象是爬山，如果有導(dǎo)游圖，那就能找到一條最正確的路線；如果沒有導(dǎo)游圖，自己瞎琢磨，東問西問，也未必能找到最佳的路線。有時候回首前塵，會謂嘆，要是當(dāng)時我這樣做就好了；這也說明了人生會有一個最優(yōu)解。嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)也是一樣，作為電子專業(yè)或者其它專業(yè)的學(xué)生來說，想要把嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)搞好，走一條成功的人生道路，那應(yīng)該怎么去做呢？俺試著分析看看。當(dāng)然人生的道路很多很多，嵌入式不可能是唯一的道路，也絕對不是最好的道路；這些都是因人而異的； 如果你沒有什么別的資源，俺主要指的是人脈，資金，需要靠技術(shù)吃飯，正好你學(xué)的是電子、自動化、通訊...這樣跟嵌入式相關(guān)的專業(yè)，又正好喜歡技術(shù)，那么可以考慮把嵌入式當(dāng)作自己的傍身之技來學(xué)習(xí)。這時尋求嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)的最優(yōu)解就有了意義。一、 嵌入式系統(tǒng)的定義根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上搜索到的關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的定義，結(jié)合自己對嵌入式系統(tǒng)的理解，把嵌入式系統(tǒng)定義如下：1、 嵌入式系統(tǒng)簡單的說就是面向特定應(yīng)用設(shè)計的專用計算機系統(tǒng)；2、 嵌入式系統(tǒng)與普通的PC或者notebook不同，嵌入式系統(tǒng)的外形尺寸、功耗、外部適配器等各種特征必須滿足應(yīng)用的要求和限制；3、 嵌入式系統(tǒng)的軟件包括操作系統(tǒng)燒錄在一塊電路板上；4、 使用低功耗的X86級別的CPU，采用模塊化的設(shè)計，配置了最基本的計算機周邊配備而制成。這種計算機通常采用Windows操作系統(tǒng)；5、 嵌入式系統(tǒng)的CPU可以是：4位、8位、16位、32位；6、 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，諸如：1） 小家電2） 汽車3） 電梯4） 電視5） 錄像機或者VCD、DVD6） mp3、mp47） 工業(yè)控制8） 醫(yī)療設(shè)備9） 衛(wèi)星10） 電話11） PDA12） 飛行系統(tǒng)等等13） ……7、 嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：1） CPU2） RAM3） ROM或者flash ram4） AD5） DA6） 人機界面（例如按鍵＋LED/LCD/彩色液晶顯示器/）7） I/O8） Usart9） USB10） CAN11） 以太網(wǎng)12） 嵌入式的操作系統(tǒng)，例如：uc/os、linux、vxworks、wince、dos。。。8、 嵌入式系統(tǒng)更多的表現(xiàn)為SoC的特點，也就是把整個系統(tǒng)都集成在一個芯片上，例如，ATMEL的arm7的芯片91sam7x128/256等；用戶可以獲得廉價而功能強大的嵌入式系統(tǒng)；二、 最正確的學(xué)習(xí)道路 - 從8位mcu到canbus到ARM7二、 最正確的學(xué)習(xí)道路 - 從8位mcu到canbus到ARM7第一步：熟悉8位mcu個人的看法是，學(xué)習(xí)嵌入式的技術(shù)有個脈絡(luò)：8位mcu（51或者avr...）+＋arm7＋arm9，學(xué)習(xí)的時候可以按照這個脈絡(luò)來進行；作為低端的嵌入式系統(tǒng)，選擇8位mcu作為入門是比較適中的，而8位mcu中，相比pic、avr、freescale等等8位單片機來說，又以選擇51核的單片機作為學(xué)習(xí)8位mcu的首選來更加合適。當(dāng)然這個觀點是仁者見仁智者見智；如果需要理由的話，那么也許以下這些理由可以作為參考：1． 51上積累了大量的優(yōu)秀的代碼和其它資源；網(wǎng)絡(luò)上這樣的資源太多了，幾乎就是不花錢的；2． 生產(chǎn)51內(nèi)核的單片機的廠家很多，比如：ATMEL、華邦、LG、飛利浦、STC（宏晶科技）、TI、…3． 51單片機在細分低端市場，面向不同的行業(yè)應(yīng)用，廠家推出了不同的產(chǎn)品，如LPC900系列，STC的12CXXXX系列；在功能、價格、功耗，體積，封裝、抗干擾等方面來滿足行業(yè)用戶的需求；例如，現(xiàn)在的51單片機越來越多的集成了A/D、D/A、SPI、I2C、PWM、內(nèi)部時鐘、看門狗、eeprom、ISP/IAP等等，已經(jīng)跟傳統(tǒng)的ATMEL的89C51/52有了很大的差別！功能越來越強大的同時成本越來越低，而且不擔(dān)心某個廠家缺貨...4． 。。。。（還在不斷增加之中）第二步：熟悉，在精通51的基礎(chǔ)上，熟悉為什么是canbus而不是modbus bus、bitbus？CAN是德國Bosch 公司為解決現(xiàn)代車輛中眾多的控制和數(shù)據(jù)交換問題,開發(fā)出一種CAN(Controller Area Network)現(xiàn)場總線通信結(jié)構(gòu)。其主要特點是：1． 8字節(jié)的短幀傳送，故傳輸時間短、抗干擾性強；2． 高速，最高速度可達1Mbit/s；3． 多主方式，多主之間又可以分成是主節(jié)點和次節(jié)點；各節(jié)點均可在任意時刻主動向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點發(fā)送信息，不分主從，通信靈活；發(fā)送的時候總線自動仲裁主次；主節(jié)點占有優(yōu)先權(quán)； 4． 可以做到全區(qū)廣播、分區(qū)廣播和點對點通訊；5． Can控制器自動過濾幀號不符的幀；大大減輕了CPU的負擔(dān)； 6． 具有多種錯誤校驗方式如CRC及其他校驗措施，數(shù)據(jù)出錯率極低；而且在嚴(yán)重錯誤的情況下，節(jié)點會自動離線，避免影響總線上其它節(jié)點；Rs485經(jīng)常是一個節(jié)點影響了總線上所有的節(jié)點；7． 采用無損壞的仲裁技術(shù)； 作為一種技術(shù)先進、可靠性高、功能完善、成本合理的遠程網(wǎng)絡(luò)通訊控制方式，CAN總線已被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)之中。大致有以下這些行業(yè)：1、 汽車電子2、 自動控制3、 智能大廈4、 電子系統(tǒng)5、 紡織6、 智能儀表7、 醫(yī)療系統(tǒng)8、 電梯9、 安防監(jiān)控10、 電源11、 運動控制12、 …等各領(lǐng)域中，取代了原來的落后的RS485的通訊方式。bitbus/modbus在物理層上都是Rs485的。第二步：熟悉ARM7,掌握ARM這個超級單片機（32位）三、 直奔主題 - 不要穿著棉襖洗澡學(xué)什么很重要，沒有必要穿著棉襖洗澡，直奔主題，要學(xué)就學(xué)最有用的東西。比如單片機，學(xué)什么型號？市場上的單片機，有51、AVR、PIC、freescale等不同的系列，把任何一款單片機學(xué)會了玩通了那都是很不錯；但是我個人認(rèn)為還是51系列的單片機在中國使用最多，去中發(fā)問問哪款單片機出貨量最大就知道啦；據(jù)說有些大學(xué)現(xiàn)在還在教授Z80，在論壇上爭論起來，有些人支持，有些人反對；支持的人認(rèn)為這是一款很好的原型機，可以學(xué)到很多計算機的原理；但是對于嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)者，一款已經(jīng)過時的技術(shù)學(xué)它做什么？難道學(xué)了不能致用是對的？學(xué)習(xí)51不也一樣能了解計算機的基礎(chǔ)知識？而學(xué)好了51畢業(yè)出去就能生存；大家都知道485總線要想可靠工作非專家不可，而現(xiàn)在canbus作為更加可靠性能更加卓越的總線技術(shù)，節(jié)點數(shù)量每年遞增；可以說，51+canbus能夠讓你如虎添翼；那么，是不是去學(xué)習(xí)canbus要能獲得更加遠大的前途而不必在485上浪費寶貴的青春？答案顯然是前者。畢業(yè)之前的大學(xué)n年＋畢業(yè)設(shè)計就是為了邁出就業(yè)的第一步；第一步很重要。人生不要有斷點，一步接著一步，現(xiàn)在邁出的一步就是為了下一步做好準(zhǔn)備，甚至為了比較長遠的以后...四、 把嵌入式系統(tǒng)分成模塊學(xué)習(xí) - 庖丁怎樣解牛？四、 把嵌入式系統(tǒng)分成模塊學(xué)習(xí) - 庖丁怎樣解牛？拿到一個電路設(shè)計的任務(wù)的時候，或者拿到一塊完整系統(tǒng)的電路板的時候，怎樣去分析它的系統(tǒng)構(gòu)成呢？作為一個電子系統(tǒng)，它的構(gòu)成通常是：1． 單片機最小系統(tǒng)2． 配置（內(nèi)存、時鐘、看門狗、eeprom）3． 開關(guān)量輸入4． 開關(guān)量輸出5． 模擬量輸入6． 模擬量輸出7． 人機界面（按鍵＋液晶顯示/LED顯示）8． 通訊接口和協(xié)議因此設(shè)計的時候，或者分析的時候，要按照這個分類來選擇。舉個例子：開關(guān)量的輸入輸出的擴展，有以下的方法：1、 串口擴展2、 并行擴展那么，在系統(tǒng)設(shè)計的時候，到底是使用串行擴展還是并行擴展，就需要權(quán)衡性能和價格，而選擇一種最合適的擴展方法；在《從51初學(xué)者到電子工程師》一書中，將把這些知識點列表出來。在這個基礎(chǔ)上，按照這個思路，您再去構(gòu)筑自己的知識體系。其實，任何一門學(xué)問，難得就是入門；而入門，就是要有一個完整的知識體系；一開始這個知識體系僅僅是一個個點，到后來就能成為一套完整的體系，知識的網(wǎng)越織越密。五、 盡可能獲得更多的信息 - 站在前人的肩膀上當(dāng)您拿到一個設(shè)計任務(wù)的時候，怎么入手呢？要把這個任務(wù)按照模塊分解，再充分利用網(wǎng)絡(luò)上的資源，找到現(xiàn)成的或者類似的解決方案。試舉一例：《基于CAN總線的智能I/O讀寫模塊》當(dāng)你拿到這個任務(wù)的時候怎么著手呢？1、 您會想到，哦can總線是什么東西啊，不知道；不過沒有關(guān)系，狗狗之；哈哈，結(jié)果出來啦，原來是周立功先生推的can總線啊，知道知道；把周立功網(wǎng)站上的有關(guān)can的資料都下載下來學(xué)習(xí)；2、 哦那原理圖怎么畫呢？再次狗狗之，不過這次要使用圖片；嗯但是我已經(jīng)知道了，還有一個can總線控制器的芯片，sja1000，那就使用這個詞來搜索吧；哈哈找到了，連89c5X＋sja1000＋82C250（總線收發(fā)器）都有了；哦還有一個復(fù)位電路，不過沒有關(guān)系，俺可以使用stc89C5X，內(nèi)置看門狗和復(fù)位電路；3、 剩下I/O讀寫模塊怎么辦呢?哦模塊化的設(shè)計思路，想想看，老樹都說了什么？I/O有多種的擴展方法，一種是串行、一種是并行，那我需要擴展嗎？算算I/O的數(shù)量，硬件還剩下哪些資源呢？1、p0、p2被占用了2、WR、RD也被占用了，哦仔細看看，int0也被sja1000的中斷占用了；3、p1/p3加起來是16根口線，剩下16－3（RD、WR、int0）＝13個口線；4、看門狗喂狗需要一個（如果內(nèi)置看門狗的可以不要）還剩下13個；現(xiàn)在需要8入8出，超出了，那么就需要擴展擴展有2種方法：1、串行2、并行串行速度慢點，但是簡單；也可以使用并行，可以按照對ram的讀寫一樣的方法來擴展；反正sja1000也是并行的；串行又可以分成：輸入串行擴展；輸出串行擴展；嗯要不就定下來，輸入使用串行擴展，反正輸入的開關(guān)量為了抗干擾也要使用時間片，1ms間隔掃描至少3～5次才能判斷；輸入串行擴展可以使用74HC165；好像74hc166也可以，不記得了；需要2根I/O;這樣13－2＝11，再減去輸出的8個口線，完全夠用了；還剩下3個口線；那就把串口也做出來調(diào)試和下載用；哈哈。。。不過…開關(guān)量8入8出的信號是什么形式？嗯通常輸出輸出都是干接點；輸入需要光電隔離；要使用一個隔離的Dc/DC模塊；輸出7407直接驅(qū)動繼電器即可；光耦使用什么型號呢？嗯老樹說了，有TLP521-1，再找來TLP521-1的資料看了，光耦隔離的芯片也有了...再找來7407的芯片的datasheet看了，驅(qū)動繼電器的芯片的資料也有了...再去找nais的繼電器的資料看了，繼電器輸出也有了...再去找接線端子的資料或者去配套市場看看，輸入輸出電源can接口的端子也有了...做到這些，硬件就差不多了......哦還有協(xié)議，嗯使用啥協(xié)議呢？嗯好像zlg那里有一個什么iCAN的協(xié)議，可是網(wǎng)站上沒有，怎么辦呢？老辦法，搜索看看，哦，老周那里有一本書講了ican的協(xié)議，嗯去互動出版社定購一本，過2天就能送到了...不過代碼還沒有，嗯再搜搜看，要不就到21ic上問問...六、 大學(xué)階段掌握一門傍身之技取得先手之利 - 精通一門略通其它看剛畢業(yè)的學(xué)生的簡歷，到處都是熟悉的字樣，比如：……熟練使用c51、protel；了解ARM/ucos2/Linux分析過ucos2內(nèi)核代碼。比較了解Linux底層硬件驅(qū)動軟件結(jié)構(gòu)比較做過一些嵌入式硬件驅(qū)動的設(shè)計很熟悉網(wǎng)絡(luò)通信知識及網(wǎng)絡(luò)編程……實際上，對于企業(yè)來說，并不關(guān)心你學(xué)了多少的知識，而是關(guān)心你是否有一門比較精通的手藝，來了就能干活。那么，該怎樣去做呢？俺覺得，應(yīng)該是在精通一門手藝的情況下，略通其它。嵌入式系統(tǒng)本身也是多方面的，硬件軟件都有，但是，要有自己的最強項，因為企業(yè)都是用你的最強項。面面俱到實際上對于在校的學(xué)生來說是不可能的。我認(rèn)為，對于在校的學(xué)生，應(yīng)該重點放在c語言的熟練上；一方面是因為硬件沒有實際的實踐，很難能拿得出手，當(dāng)然實踐的成本也高；當(dāng)然自己動手做一個學(xué)習(xí)板還是很有必要的，也不算很難；還有就是在企業(yè)中，軟件和硬件的配置基本上是1：4的情況；對于成熟產(chǎn)品，基本上，硬件修改的情況非常小，升級都是在軟件的功能的增加和完善上。當(dāng)然去強化自己的一門技術(shù)不等于放棄其它，而是說，要有重點的學(xué)習(xí)，要學(xué)會發(fā)力，把自己的精力集中在一門技術(shù)上；稍微大一點的企業(yè)都是有明確的分工的。而如果能在大學(xué)學(xué)習(xí)的階段就能熟練掌握一門技藝，或者是c語言的編程，或者是原理圖和PCB，或者熟練掌握模擬電子...，那么就能很快找到嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工作，也就上道了。七、 第一份工作很重要 – 哪怕去實驗室打雜也要做跟嵌入式沾邊的工作第一份工作很重要，人生的第一步很重要，走好第一步，可以少走2~3年底的彎路；沒有走好，有可能這輩子就廢了；工作了2～3年之后，用人單位看重的是你的工作經(jīng)驗，直接影響到您的價值能不能升值；就象微軟不會招聘做物流的人去做軟件，如果您做的是機械設(shè)計，當(dāng)然用人單位也不會讓您去做51的開發(fā)；然而，第一份工作能不能做嵌入式開發(fā)，首先是您能不能在大學(xué)的4年內(nèi)取得先手之利；先取得一些嵌入式開發(fā)的經(jīng)驗，比如C51的編程等等；如果您經(jīng)驗也不是很豐富，一開始可以計較工資的高低，而是干了再說，哪怕是到實驗室打雜；這樣也比干點別的再回過頭來做嵌入式的開發(fā)要強。八、 怎么加強自己？- 時間規(guī)劃+勤奮有一個明確的職業(yè)生涯的規(guī)劃，同時要有一個達到這個目標(biāo)的可以實施的準(zhǔn)確的時間表。現(xiàn)在競爭這么激烈，不付出超出常人的努力在現(xiàn)今的中國是不可能脫穎而出的；人太多了，競爭太激烈了。企業(yè)如此，個人也是如此；當(dāng)然，真正的卓越的企業(yè)或者個人，更重要的是理念，怎樣去培養(yǎng)自己的核心競爭力！個人認(rèn)為，簡單的說，那就是技術(shù)專家＋行業(yè)專家。年輕人往往對職業(yè)生涯的規(guī)劃迷迷茫茫；但是時間如白駒過隙一去不復(fù)返。如果說每個人的成就有大有小。善于思考是一方面，行動敏捷是一方面，抓緊時間，提高效率那則是最重要的因素之一。九、 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的3個境界 - 熟練、熟能生巧、系統(tǒng)設(shè)計的思想熟練：熟練掌握c語言、電路模塊、eda工具；熟能生巧：干活多了，從中悟出很多的技巧；干得活又快又好，這是熟能生巧；系統(tǒng)設(shè)計：不滿足于熟能生巧，而開始考慮，代碼重復(fù)使用，代碼設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化；使得后來的開發(fā)能在一個標(biāo)準(zhǔn)的平臺上進行；對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計有了自己的獨到的見解。也還可以使用另外的標(biāo)準(zhǔn)來作為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的境界：可靠性高：在同樣的成本下，做出來的東西可靠性高于競爭對手；可靠性高的情況下成本更低：能用比競爭對手成本更低的電路設(shè)計作出可靠性更高的產(chǎn)品；在此基礎(chǔ)之上，功能更加強大，用戶使用更方便：進入到行業(yè)專家的境界了。十、 細節(jié)決定成敗 – 精心設(shè)計硬件電路對于電子工程師而言，當(dāng)拿到一個datasheet，或者一個電路圖，或者設(shè)計的電路圖，首先是站在前人的肩膀上，盡量不去做重復(fù)的勞動；但是，要對每一個電阻、電容在電路中的作用心里很清楚-把可有可無的器件去掉。要是您對電路中的元器件的作用還不是很清楚，舉例，為什么上拉電阻是換成1K行不行？換成10K行不行？什么是上拉？什么是強上拉？什么是弱上拉？去耦電容的作用是什么？這些都要做到清清楚楚。每一個細節(jié)構(gòu)成可靠的產(chǎn)品；而一個細節(jié)的疏忽帶來的是大量的經(jīng)濟的損失和聲譽的喪失。十一、 改善你的命運 - 了凡四訓(xùn)十二、 尋找足夠大的平臺 – 尋找機會與可持續(xù)發(fā)展十三、 學(xué)會發(fā)力 - 快、準(zhǔn)、狠看準(zhǔn)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計可以作為傍身之技的話，那就要：快：下手要快，想到了就去做，趕緊去學(xué)；準(zhǔn)：抓住8位mcu、can總線、arm7這樣的道路，不走錯；狠：用功要狠，白天黑夜，吃了吃飯睡覺時時想著；男人嘛，就是要對自己狠一點。十四、 團隊精神 – 并行處理的代名詞還有一種說法)詳細定義嵌入式系統(tǒng)還有一種說法)詳細定義嵌入式系統(tǒng) 一般來說，嵌入式系統(tǒng)是“執(zhí)行專用功能并被內(nèi)部計算機控制的設(shè)備或者系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)不能使用通用型計算機，而且運行的是固化的軟件，用術(shù)語表示就是固件（firmware），終端用戶很難或者不可能改變固件?！庇屑夹g(shù)概念的人么理解上面的定義應(yīng)該沒有問題，但是對非技術(shù)領(lǐng)域的人們來說可能存在一些障礙。一個更簡單的定義是：“嵌入式系統(tǒng)就是包含了用戶所不知曉的計算機的設(shè)備?！钡?，甚至這個定義也需要某些解釋。首先，大多數(shù)非IT人士對計算機的概念就是一個米色的貼著“Intel-Inside”標(biāo)簽的盒子。嵌入式計算機的發(fā)行量遠遠高于基于Intel-x86/Pentium的臺式PC的發(fā)行量。Intel或許“inside”，但是嵌入式系統(tǒng)卻是無處不在。人們很少會意識到他們往往隨身攜帶了好幾個嵌入式系統(tǒng)——手機、手表或者智能卡都嵌有它們，而且他們在與汽車、電梯、廚房設(shè)備、電視、錄像機以及娛樂系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)交互時也往往對此毫無覺察。嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)機器人、醫(yī)藥設(shè)備、電話系統(tǒng)、衛(wèi)星、飛行系統(tǒng)等領(lǐng)域扮演了一個更為重要的角色。正是“看不見”這一個特性嵌入式計算機與通用PC計算機相區(qū)分。嵌入式體系結(jié)構(gòu)作為一名技術(shù)人員，你可能想從體系的角度來定義嵌入式系統(tǒng)。盡管絕大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)是用戶針對特定任務(wù)而定制的，但它們一般都是由下面幾個模塊組成的：一臺計算機或者微控制器，字長可能是可憐的4位或者8位、16位、32位甚至是64位。 用以保存固件的ROM（非揮發(fā)性只讀存儲器）。 用以存程序數(shù)據(jù)的RAM（揮發(fā)性的隨機訪問存儲器）。 連接微控制器和開關(guān)、按鈕、傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)化器、控制器、LED（發(fā)光二極管）和顯示器的I/O端口。 一個輕量級的嵌入式操作系統(tǒng)，一般是自行編寫的。 專門的單片微控制器是大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的核心。通過把若干個關(guān)鍵的系統(tǒng)組成部分集成到單個芯片上，系統(tǒng)設(shè)計者就可以得到小而便宜、可以操作較少外圍電子設(shè)備的計算機。嵌入式系統(tǒng)的一般模型并不足以定義嵌入式系統(tǒng)本身。例如，某些嵌入式系統(tǒng)常常比標(biāo)準(zhǔn)PC機箱小不了多少。這類設(shè)備有：信息查詢以及銷售點終端。 某些工業(yè)控制系統(tǒng)。 游戲控制臺（例如基于x86和Windows的Xbox）。 數(shù)字錄像機（例如基于Linux的TiVo）。 這些設(shè)備可能使用硬盤驅(qū)動器來保存固件，并運行各種桌面操作系統(tǒng)如Windows、Linux或者DOS。這并不是典型的嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，但是按照我的較早前的定義，它們?nèi)钥梢苑Q為嵌入式系統(tǒng)。