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01

嵌入式系统的概念 着重理解“嵌入”的概念

主要从三个方面上来理解：

1、从硬件上，将基于CPU的处围器件，整合到CPU芯片内部。

比如早期基于X86体系结构下的计算机，CPU只是有运算器和累加器的功能。

一切芯片要造外部桥路来扩展实现，像串口之类的都是靠外部的16C550/2的串口控制器芯片实现。

而目前的这种串口控制器芯片早已集成到CPU内部，还有PC机有显卡，而多数嵌入式处理器都带有LCD控制器，但其种意义上就相当于显卡。

比较高端的ARM类Intel Xscale架构下的IXP网络处理器CPU内部集成PCI控制器（可配成支持4个PCI从设备或配成自身为CPI从设备）；还集成3个NPE网络处理器引擎，其中两个对应于两个MAC地址，可用于网关交换用，而另外一个NPE网络处理器引擎支持DSL，只要外面再加个PHY芯片即可以实现DSL上网功能。

IXP系列最高主频可以达到1.8G，支持2G内存，1G×10或10G×1的以太网口或Febre channel的光通道。

IXP系列应该是目标基于ARM体系统结构下由intel进行整合后成Xscale内核的最高的处理器了。

2、从软件上前，就是在定制操作系统内核里将应用一并选入，编译后将内核下载到ROM中。

而在定制操作系统内核时所选择的应用程序组件就是完成了软件的“嵌入”，比如WinCE在内核定制时，会有相应选择，其中就是Wordpad,PDF,MediaPlay等等选择，如果我们选择了，在CE启动后，就可以在界面中找到这些东西，如果是以前PC上将的windows操作系统，多半的东西都需要我们得新再装。    

3、把软件内核或应用文件系统等东西烧到嵌入式系统硬件平台中的ROM中就实现了一个真正的“嵌入”。

以上的定义是我在6、7年前给嵌入式系统下自话侧重于理解型的定义，书上的定义也有很多，但在这个领域范围内，谁都不敢说自己的定义是十分确切的，包括那些专家学者们，历为毕竟嵌入式系统是计算机范畴下的一门综合性学科

02

嵌入式系统的分层与专业的分类

嵌入式的定义很模糊，尤其是这几年发展出众多的应用形式，让人摸不着头脑。对于想进入这个地方的新人，有种望而却步的感觉。

嵌入式系统分为４层，硬件层、驱动层、操作系统层和应用层。

1、硬件层，是整个嵌入式系统的根本，如果现在单片机及接口这块很熟悉，并且能用C和汇编语言来编程的话，从嵌入式系统的硬件层走起来相对容易，硬件层也是驱动层的基础。

一个优秀的驱动工程师是要能够看懂硬件的电路图和自行完成CPLD的逻辑设计的，同时还要对操作系统内核及其调度性相当的熟悉的。但硬件平台是基础，增值还要靠软件。

硬件层比较适合于，电子、通信、自动化、机电一体、信息工程类专业的人来搞，需要掌握的专业基础知识有，单片机原理及接口技术、微机原理及接口技术、C语言。

2、驱动层，这部分比较难。

驱动工程师不仅要能看懂电路图还要能对操作系统内核十分的精通，以便其所写的驱动程序在系统调用时，不会独占操作系统时间片，而导至其它任务不能动行，不懂操作系统内核架构和实时调度性，没有良好的驱动编写风格，按大多数书上所说添加的驱动的方式，很多人都能做到，但可能连个初级的驱动工程师的水平都达不到。

这样所写的驱动在应用调用时就如同windows下我们打开一个程序运行后，再打开一个程序时，要不就是中断以前的程序，要不就是等上一会才能运行后来打开的程序。

想做个好的驱动人员没有三、四年功底，操作系统内核不研究上几编，不是太容易成功的，但其工资在嵌入式系统四层中可是最高的。

驱动层比较适合于电子、通信、自动化、机电一体、信息工程类专业尤其是计算机偏体系结构类专业的人来搞，除硬件层所具备的基础学科外，还要对数据结构与算法、操作系统原理、编译原理都要十分精通了解。

3、操作系统层

对于操作系统层目前可能只能说是简单的移植，而很少有人来自已写操作系统，或者写出缺胳膊少腿的操作系统来，这部分工作大都由驱动工程师来完成。

操作系统是负责系统任务的调试、磁盘和文件的管理，而嵌入式系统的实时性十分重要。据说，XP操作系统是微软投入300人用两年时间才搞定的，总时工时是600人年，中科院软件所自己的女娲Hopen操作系统估计也得花遇几百人年才能搞定。因此这部分工作相对来讲没有太大意义。

4、应用层，相对来讲较为容易的。

如果会在windows下如何进行编程接口函数调用，到操作系统下只是编译和开发环境有相应的变化而已。如果涉及Jave方面的编程也是如此的。

嵌入式系统中涉及算法的由专业算法的人来处理的，不必归结到嵌入式系统范畴内。但如果涉及嵌入式系统下面嵌入式数据库、基于嵌入式系统的网络编程和基于某此应用层面的协议应用开发（比如基于SIP、H.323、Astrisk）方面又较为复杂，并且有难度了。

03

嵌入式领域分工的变化

著名嵌入式专家火哥曾经说过，有很多所谓有经验的人认为，嵌入式底层软件和硬件技术是不怎么变化的，经验越多越值钱，越老越吃香。其实这是一种主观机械而又狭隘的经验主义，缺乏全局视野，只看到自己所在领域的一些基础性技术，看不到整个行业和相关学科领域的变化，一叶障目。

其实就拿现代足球和篮球运动作为类比，也是同样的道理。现代足球和篮球的发展历史比什么嵌入式软件，硬件等高科技的发展史还要长久，那种机械经验主义狭隘的观点肯定会认为，打篮球就是学运球，突破，传球，投篮，踢足球就是学传球，停球，带球，铲球，射门，跑位，这都是50年前甚至100年前就有的东西，和现在一样是不变的。然后他们没有看到的是，篮球和足球的战术和位置分工，每隔5-10年就会发生很大的变化。

比如篮球领域从之前的强内线，肌肉棒子的中锋时代演变成小球三分射手时代，内线球员对中远投和三分球能力要求越来越高，以前那种没有射程的大个内线越来越不吃香。

足球领域的分工和战术变化就更多了，从远古一点巴西群星的424 WM阵型个人技术流到意大利链式防守，从经典442阵型，双前锋一高一快或者双高的英式长传冲吊，到第一代433全攻全守的踢法。从4231传统的边锋加经典10号位前腰和扫荡防守型后腰再到西班牙式Tiki-Taka传控足球短传渗透的盛行，再到现在高位逼抢，经典前腰和防守型后腰的消失，全能型B2B中场的吃香。其它位置的球员，例如，逆足边锋内切踢法，伪9号无锋阵，边后卫对助攻能力要求越来越高，而不只是防守对方边锋，中后卫对出球能力要求越高，不只是会防守抢断。而过去那些有了很多成绩和荣誉但是位置单一，不符合现代高位逼抢，灵活换位要求的球员，越来越没有市场。

像现代足球，篮球这种发展了50年到100年的体育运动，看似不变，实际上都经历了如此多的战术和位置分工变化，不同时代对不同位置球员的要求都不一样，更何况近二三十年经历了高速发展的电子信息和嵌入式技术呢？回到正题，分析一下硬件工程师和嵌入式软件工程师的分工和技能要求变迁。