怎樣學習嵌入式開發
在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處理器工作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，怎麼能控制硬件工作，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）？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)，你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彙編一樣），否則怎麼設計軟件。有些同學覺得嵌入式處理 器課程較枯燥，這主要是硬件課程都較抽象的原因。還有同學對ARM彙編不感興趣，以爲嵌入式開發用C語言就足夠了。其實不應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作原理的。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），目前還會用到 彙編寫程序的,儘管用到的機會相對C要小得多。當你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，這是因爲很多硬件設計人 員只會寫或者喜歡用匯編描述，此時你就必須看懂彙編程序，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彙編。
[小 知識] 目前嵌入式處理器常見的有ARM、PowerPC、MIPS、Motorola 68K、ColdFire(冷火)等，但ARM佔據了絕對主流（有資料說手機中幾乎90%都是ARM處理器）。ARM是一個只賣知識產權的公司，目前獲得 購買了ARM CPU核授權許可的大公司很多，包括Intel、Samsung、Amstel、Motorola、Philip等，他們都在ARM CPU核的基礎上進行了一些外圍擴展，形成自己的處理器（如Samsung S3C2410，Motorola i.MXL9328等處理器都是採用ARM 9內核，指令一級是相同的）。而衆多中小公司又購買了這些處理器，設計了各種各樣的開發板，如華恆等國內很多著名嵌入式公司都生產基於SamsungS3C2410的開發板，供最終用戶使用或供教學實驗。在ARM這個食物鏈上，ARM公司是大魚，Intel、Samsung等公司是小魚，而華恆等則是 蝦米，最終用戶（我們這些要採購嵌入式開發板的）則是喂蝦米的。Intel早期生產的是低端ARM(Strong ARM，相當於ARM 7),現在轉向主要生產高端ARM(即Intel Xscale處理器,屬於ARMv5家族，主要用在高端PDA上,如HP和DELL生產的PDA都採用Intel Xscale，價格較高)。目前應用最多的是ARM 7和ARM 9兩類處理器。 ARM 7較便宜，可跑uclinux（是一個不支持高級內存管理功能的嵌入式Linux系統統）、Vxworks、uc/os II等實時操作系統，但因處理器不帶內存管理單元MMU（無內存分頁和地址映射機制，所以不能使用虛擬內存），所以不能跑WindowsCE，另外通用Linux中的某些內存管理功能也不能用在ARM 7上。ARM 9大都是一個帶
MMU功能的高端處理器，可跑WinCE或通用Linux的大多數功能。ARM7和ARM9的區別是在與體系結構上，前者是馮·諾伊曼結 構，後者是哈佛結構——指令和數據總線是分開的。以上是我的一點了解，可能有不對的地方。我們學院有十幾套ARM 7開發系統（採用Samsung S3C44b0x開發板，主要用於嵌入式處理器結構、實時操作系統等課程實驗用），ARM 9的系統好象也已經到了（採用的芯片我不知道也沒去問），還有以前的十幾套MPC860開發板（聽說價格都很貴，很容易損壞），同學應愛護使用和珍惜這樣 的實驗機會。
(2) 嵌入式操作系統類課程
除了WinCE的實時性稍差外，大多數嵌入式操作系統的實時性都很強,所以也可 稱爲實時操作系統Real TimeOperating System.從事嵌入式的人至少須掌握一個嵌入式操
作系統(當然掌握兩個更好),這在嵌入式的所有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：最主要的便是Vxworks操作系統，以及其Tornado開發平臺。Vxworks因出現稍早， 實時性很強（據說可在1ms內響應外部事件請求），並內核可極微（據說最小可8K），可靠性較高等，所以在北美，Vxworks佔據了嵌入式系統的多半 疆山。特別是在通信設備等實時性要求較高的系統中，幾乎非Vxworks莫屬。Vxworks的很多概念和技術都和Linux很類似，主要是C語言開發。 像Bell- alcatel、Lucent、華爲等通信企業在開發產品時，Vxworks用得很多。但Vxworks因價格很高，所以一些小公司或小產品中往往用不 起。目前很多公司都在往嵌入式Linux轉（聽說華爲目前正在這樣轉）。但無論如何，Vxworks在一段長時間內仍是不可動搖的。與Vxworks類似 的稍有名的實時操作系統還有pSOS、QNX、Nucleus等RTOS。
第二類、嵌入式Linux操作系統：Linux的前途除作爲服務器操作系統外，最成功的便
是在嵌入式領域的應用，原因當然是免費、開源、支持軟件多、呼擁者衆，這樣嵌入式產品成本會低。Linux本身不是一個爲嵌入式設計的操作系統，不是微內核的，並且實時性不強。
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，最常用的是uClinux（不帶MMU功能），目前佔較大應用份額，可在ARM7上跑；另一類是跑在 ARM 9上的，一般是將Linux2.4.18內核移植在其上，可使用更多的Linux功能（當然uClinux更可跑在ARM 9上）。很多人預測，嵌入式Linux預計將佔嵌入式操作系統的50%以上份額，非常重要。缺點是熟悉Linux的人太少，開發難度稍大。另外，目前我們 能發現很多教材和很多大學都以ucOS/II爲教學用實時操作系統，這主要是由於ucOS/II較簡單，且開源，非常適合入門者學習實時操作系統原理，但 由於ucOS/II功能有限，實用用得較少。況且熟悉了Linux開發，不僅在嵌入式領域有用，對開發Linux應用軟件，對加深操作系統的認識也有幫 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則是在自己的處理器上大搞Linux 開發。目前在嵌入式Linux領域，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。不過LINUX有一個硬傷，就是沒有WINDOWS那樣的友好方便美觀的交互界面，不然微軟帝國早就守不住了。
第 三類、 Windows CE嵌入式操作系統：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（據說有一家賣工控機的公司板子賣得太好，以至來不及爲客戶裁 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，由於WinCE開發都是大家熟悉的VC++環境，所以我院學過Windows程序設計課程的同 學都不會有多大難度，這也是WinCE容易被人們接受的原因，開發環境方便快速，微軟的強大技術支持，WinCE開發難度遠低於嵌入式Linux。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 證開成功更重要。根據不同的側重點 ，WinCE還有兩個特殊版本，一個是MS PocketPC操作系統專用於PDA上（掌上電腦），另一個是MS SmartPhone操作系統用於智能手機上（帶PDA功能的手機），兩者也都屬於WinCE平臺。在PDA和手機市場上，除WinCE外，著名的PDA 嵌入式操作系統還有Palm OS（因出現很早，很有名）、Symbian等，但在WinCE的強勁衝擊下，Palm和Symbian來日還能有多長？同學學過VC++後再學 WinCE,非常方便自然，通過學習WinCE同樣也可瞭解嵌入式軟件的一般開發過程，對Linux有懼怕心
理的同學也很合適。很顯然，嵌入式Linux 永遠不可能替代WinCE，而且將來誰佔份
額大還很難講，畢竟很多人更願意接受MS的平臺，就像各國政府都在大力推LINUX已好長時間，但你能看到幾個 在PC機上真正使用LINUX的用戶？據我觀察,目前在嵌入式平臺上,LINUX是叫得最響,但還是WinCE實際用得更多.嵌入式LINUX可能更多地 是一些有長遠產品計劃的公司,爲降低成本而進行長遠考慮.WinCE和多媒體(如MPEG技術)是微軟亞洲工程院目前做得較多的 項目領域之 一,現在社會很需要精通WinCE的人。現在有WINCE的智能手機，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
時都可被自動轉換成smartphone格式，很爽的。完全可用 Windows CE自己開發一些
需要的程序download到自己的手機上。現在市面銷售PDA智能手機火爆，MS總是財源滾滾。
總結關於嵌入式操作系統類課程，若你覺得自己功底較深且能鑽研下去，則可去學嵌入式Linux；若你覺得自己VC++功底較好且想短平快地學嵌入式開發，自學WINCE是非常好的選擇。
(3) 嵌入式開發的相關領域
搞嵌入式若能熟悉嵌入式應用的一些主要領域，這樣的人更受企業歡迎。主要的相關領域包括：
A、數字圖像壓縮技術：這是嵌入式最重要最熱門的應用領域之一，主要是應掌握MPEG編解碼算法和技術，如DVD、MP3、PDA、高精電視、機頂盒等都涉及MPEG高速解碼問題。
B、 通信協議及編程技術：這包括傳統的TCP/IP協議和熱門的無線通信協議。首先，大多數嵌入式設備都要連入局域網或Internet，所以首先應掌握 TCP/IP協議及其編程，這是需首要掌握的基本技術；其次，無線通信是目前的大趨勢，所以掌握無線通信協議及編程也是是很重要的。無線通信協議包括無線 局域網通信協議802.11系列，Bluetooth，以及移動通信（如GPRS、GSM、CDMA等）。
C、網絡與信息安全技術：如加密技術，數字證書CA,以及各種網絡安全設備,包括硬件防火牆,入侵檢測IDS,還有防毒牆,IPS等,中國在這方面還是沒有自己優勢的,我們
陳院長好象正在往這方面發展.
D、 DSP技術：DSP是Digital Signal Process數字信號處理的意思，DSP處理器通過
硬件實現數字信號處理算法，如高速數據採集、壓縮、解壓縮、通信等。數字信號處理是電子、通信等硬件 專業的課程，對於搞軟件的人若能瞭解一下最好。目前DSP人才較缺。如果有信號與系統、數字信號處理等課程基礎，對於學習MPEG編解碼原理會有很大幫 助。
（4）嵌入式開發的相關硬件基礎
對於軟件工程專業的學生，從事嵌入式軟件開發，像數字電路、計算機組成原理、嵌入式微處理器結構等硬件課程是較重要的。另外，彙編語言、C/C++ 數據結構算法、特別是操作系統等軟件基礎課也是十分重要的。我們的主要目地是能看懂硬件工作原理，但重點應是在嵌入式軟件，特別操作系統級軟件，那將是我們的優勢。我們的研究生裏有些是學電子、通信類專業過來的，有較好的模擬電路和單片機基礎，學嵌入式非常合適。 嵌 入式本身就是從單片機發展過來的，只是單片機不帶OS，而現在很多嵌入式應用越來越複雜，以至不得不引入嵌入式操作系統。另外，爲追求更高速的信號處理速 度，現在在一些速度要求較高場合，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，這就涉及到HDL數字電路設計技術及其 FPGA/IP覈實現技術，這方面的人目前市場上也很缺。
(5) 題外話
另外，能寫驅動程序的人目前是非常緊缺的（驅動程序也可歸於嵌入式範疇），包括桌面Windows中的DDK開發環境和WDM驅動程序。公司時刻都 要推出新產品，每一個新產品出來了，要能被操作系統所使用，是必須寫驅動程序的。寫驅動程序就必須掌握操作系統(如Windows或Linux)的內部工 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。想成爲高手的同學，也可從驅動程序方面獲得突破。不過聽做這方面的朋友說,做過以後，你 會發現也並不是怎樣難的。其實搞驅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出現後，才需要再去開發新一版 驅動。