涉足嵌入式领域

涉足嵌入式领域

作者：乾坤一笑

本文选自VC知识库博客园 一笑聊斋

　　“嵌入式”是个很火的名词，“嵌入式”也是个很大的话题。我之所以转方向从事嵌入式开发，不仅是看中了它的市场价值(及由此影响到的开发人员的薪水)，更重要的是嵌入式开发对开发人员的全方位的素质要求。对于技术人员来说，这种全面的压力是很刺激的，工作也很有激情，嘿嘿。

如果把一个嵌入式产品的开发模块大概划分一下层次，大概是下图这样子的：

MMI(Man Machine Interface)
UI(User Interface)	协议
驱动程序
操作系统、监控程序
电气元件、电路板

　　做电路板的，那是硬件开发的工作，对于他们来说，做什么电路板都差不多，感受不到嵌入式的电路板与其它电路板太大的不同；做UI、MMI的，是很上游的，与做Windows下的代码开发也没什么大不同。我觉得最有挑战性的工作是做嵌入式设备的驱动程序，上要考虑如何给UI留个好接口，下要理解板子电路是怎么做的、有多少中断多少寄存器以及怎么调用。如果规模更大一点的板子，比如arm9之类的，又会有一个操作系统层，那就更复杂了，这个后面再说。
　　做MMI的，有时候可能比Windows开发还容易些。因为用到的类库、函数库、API函数要比Windows开发要少许多，比较容易全面掌握(从事Windows开发有可能做了2~3年了还摸不清到底有多少个Windows API)。MMI毕竟属于嵌入式开发，它有它自己独特的难度：基本上没有IDE环境——很少能够用上VC6之类的IDE——往往是一个编辑器加上命令行编译器了事，排错比较难。所以，用EVC做嵌入式开发的人员自然是嵌入式开发人员中很幸福的一类人了。:)
　　如果选择了做驱动层，那么可就任重而道远了——它的全面性体现在硬件知识、软件知识、综合技能、外语能力。本文也主要想探讨一下这个方面，只当是对我半年的工作做一个总结，同时也对今后的学习方向做一个规划。
　　写驱动程序必须了解硬件机理。与PC机的驱动程序开发不同的是，PC上的驱动程序开发一般主要需要PC上装的操作系统的实现和要做驱动的那个外设的硬件构成；而作嵌入式驱动开发很多是没有操作系统的，很多只有一套简单的监控程序，所以需要了解整个板子的硬件构成。这就要求你最起码的几门功课要过关：电路基础、模拟电路技术、数字电路技术。这只是个起步，之后呢，如果做控制类的板子肯定要懂自动控制原理、现代控制理论，如果做通讯类的板子肯定要了解通讯原理、高级通讯原理、信号调制方面的知识，其中知识的复杂不是两三年能搞定的。据个例子说，做手机驱动的如果连直流漂移都不知道，肯定看不懂硬件资料，能写出来代码才怪呢。
　　驱动程序是小而精的程序，它要求对数据结构、算法、构架、编译原理各个方面都有深入了解和丰富的实践经验。如果做复杂的带有操作系统的板子，那么肯定还要了解操作系统的内存管理、线程调度等知识。虽然PC机的开发上有很多常用算法模块已经有很优化实现，但是这些代码往往不能直接套用在嵌入式设备的代码里，原因可能因为这段代码太大、太全、或者不符合项目的要求。嵌入式设备的RAM很小，因此我们编写代码必须仔细把握大小，甚至要关注到Byte级。嵌入式系统承受不了很多冗余的代码，所以很多常用算法都没有现成合适的函数库，需要你重新实现，根据硬件有针对性的重新编写。因此，精湛的编码技术、周密的代码规划都是必备的基本功。
　　当然最为重要的还是综合能力。比如一串口程序握手时出现错误失败了，原因可能有很多：线断了？接头脱焊了？程序有问题？芯片中代码有问题？等等等等。要做出判断很难。这时候我们就应该具备审查入微的能力，要能仔细判断出问题出在那，或者给出若干种Debug问题的方案逐个去突破。一般来说，我认为在开发过程中用脚本来辅助开发是一种效率很高的手段，比如windows下的wsh或者linux的shell script都能够用来辅助代码的生成，或者用于构建自动测试环境。另外，由于做的很底层，技术很前卫，所以很多情况下我们手头上只有一些硬件的电气资料，或者有一大篇别人编写好的代码去参考。这时候，自学很重要，独立分析别人代码的能力也很重要。诸如SlickEdit、SourceInsight之类的辅助分析工具一定要熟练运用才行。(不过，幸好这些东东看看联机帮助就能搞定了，并不复杂)
　　整个研发中最最需要必备的能力就是外语能力了，尤其是英文。因为几乎所有的硬件资料都是纯英文的，等待别人翻译成中文根本不可能(翻译出来估计也都过时了)，甚至有些是硬件厂商提供的绝密资料，能指望谁翻译去？我觉得外语能力也是我今后最需要加强的，至少应该以下4点：1) 不借助词典能够基本看懂英文技术文档;2) 老外开讲座的时候能够跟得上并随手做笔记;3) 用英文写工作总结轻松自如，写代码注释表述精确无误;4)和老外电话或者当面聊天很顺当。:) 这个要求确实有点难做到，不过必须做到，否则就是技术进步的绊脚石了。
　　好了，罗嗦了半天，说的也很片面。全当是自我总结，也希望对学弟、学妹们有点用，嘿嘿。