arm嵌入式+学习方案
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arm嵌入式实验报告ARM嵌入式实验报告近年来,随着科技的不断进步,嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用。
作为其中一种重要的嵌入式处理器架构,ARM架构以其高效能和低功耗的特点,成为了众多嵌入式系统的首选。
本实验报告将介绍我在ARM嵌入式实验中的学习和体会。
1. 实验背景和目的嵌入式系统是指将计算机技术应用于各种电子设备中,以完成特定任务的系统。
ARM架构作为一种低功耗、高性能的处理器架构,广泛应用于智能手机、平板电脑、物联网设备等领域。
本次实验的目的是通过学习ARM架构的基本原理和应用,了解嵌入式系统的设计和开发过程。
2. 实验内容本次实验主要包括以下几个方面的内容:2.1 ARM架构的基本原理首先,我们学习了ARM架构的基本原理,包括指令集、寄存器、内存管理等方面的知识。
ARM指令集具有丰富的指令种类和灵活的寻址方式,可以满足不同应用的需求。
同时,ARM处理器具有多个寄存器,用于存储和操作数据,提高了程序的执行效率。
此外,内存管理是嵌入式系统设计中非常重要的一环,ARM架构通过虚拟内存管理机制,实现了对内存的高效管理。
2.2 ARM开发工具的使用为了进行ARM嵌入式系统的开发,我们需要使用相应的开发工具。
本次实验中,我们学习了如何使用Keil MDK开发工具,进行ARM程序的编译、调试和下载。
Keil MDK提供了一套完整的开发环境,包括编译器、调试器和仿真器等,方便了我们进行ARM程序的开发和调试。
2.3 ARM嵌入式系统的设计和开发在掌握了ARM架构和开发工具的基本知识后,我们开始进行ARM嵌入式系统的设计和开发。
本次实验中,我们以一个简单的温度监测系统为例,设计了相应的硬件电路和软件程序。
硬件电路包括传感器、模拟转换电路和显示器等,用于采集和显示温度数据。
软件程序则负责控制硬件电路的运行,并将采集到的温度数据进行处理和显示。
3. 实验结果和分析通过实验,我们成功地设计和开发了一个基于ARM架构的温度监测系统。
ARM嵌入式系统基础与开发教程课程设计一、课程设计简介本课程设计旨在帮助学生全面了解ARM嵌入式系统的基本概念、架构和应用,掌握ARM嵌入式系统的开发方法和技术,提高学生在嵌入式系统开发方面的实际能力和解决问题的能力。
二、课程设计目标1.了解ARM嵌入式系统的基本概念和架构;2.掌握ARM芯片的应用和开发方法;3.熟悉ARM嵌入式系统的软件、硬件设计和开发流程;4.了解常用的ARM芯片和相应的开发工具;5.通过实际操作,掌握ARM嵌入式系统的开发技术。
三、课程设计内容1.ARM嵌入式系统基础知识–嵌入式系统概述–ARM处理器前置知识–ARM体系结构介绍–ARM开发环境2.ARM芯片应用和开发方法–ARM芯片应用场景–ARM开发板介绍–ARM芯片选型–ARM编程工具介绍及使用3.ARM嵌入式系统软件设计–嵌入式系统软件结构–嵌入式系统软件设计案例分析–ARM嵌入式系统开发流程–ARM编译器介绍4.ARM嵌入式系统硬件设计–嵌入式系统硬件架构–嵌入式系统硬件设计案例分析–ARM嵌入式系统硬件开发流程介绍–嵌入式系统测试方法–嵌入式系统调试技巧5.ARM嵌入式系统开发实战–ARM嵌入式系统板级支持包移植–基于ARM系统设计驱动程序–基于ARM系统实现应用程序–ARM嵌入式系统性能测试与分析四、教学模式本课程设计采用理论讲授和实践操作相结合的教学模式。
在理论讲授阶段,通过教师讲授、课件展示和案例分析等方式,向学生介绍ARM嵌入式系统的基本概念、架构和应用、开发方法和技术,同时注重实践教学,通过实际操作,让学生掌握开发技术和解决实际问题的能力。
在实践操作阶段,学生将采用个人或小组合作方式,进行实际的嵌入式系统开发和测试,完整地实现一个基于ARM嵌入式系统的应用方案。
五、课程设计评估方式本课程设计将采用多种评估方式,包括课堂作业、报告答辩、项目实践和期末考试等。
其中,课堂作业和报告答辩将重点考察学生对ARM嵌入式系统的理论掌握程度和实际应用能力;项目实践将对学生的综合实践操作水平和团队协作能力进行评估;期末考试将全面考察学生对ARM嵌入式系统的掌握程度和应用能力。
嵌入式arm课程设计2017一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握嵌入式ARM的基本概念、原理和编程方法。
具体包括:1.知识目标:–了解嵌入式系统的定义、特点和应用领域;–掌握ARM处理器的基本结构、工作原理和指令系统;–学习嵌入式编程语言,如C/C++,并能运用到实际项目中。
2.技能目标:–能够使用开发工具,如编译器、调试器等;–具备嵌入式系统的设计和开发能力,能够独立完成项目;–能够对嵌入式系统进行调试、优化和维护。
3.情感态度价值观目标:–培养学生的创新意识和团队合作精神;–使学生认识到嵌入式技术在现代社会中的重要性和前景;–增强学生的自信心,培养他们面对挑战和解决问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.嵌入式系统概述:介绍嵌入式系统的定义、特点、分类和应用领域;2.ARM处理器:学习ARM处理器的基本结构、工作原理和指令系统;3.嵌入式编程基础:学习嵌入式编程语言,如C/C++,以及编程规范和技巧;4.嵌入式系统设计:学习嵌入式系统的设计方法,包括硬件选择、软件开发等;5.项目实践:完成一个实际的嵌入式项目,锻炼学生的综合应用能力。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解基本概念、原理和方法,确保学生掌握基础知识;2.案例分析法:分析实际案例,让学生了解嵌入式系统的应用和设计思路;3.实验法:完成实验项目,让学生亲自动手操作,提高实践能力;4.讨论法:学生进行小组讨论,培养团队合作精神和创新意识。
四、教学资源本课程所需的教学资源包括:1.教材:选用权威、实用的教材,如《嵌入式系统设计与实践》等;2.参考书:提供相关的参考书籍,如《ARM处理器编程手册》等;3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,辅助学生理解;4.实验设备:提供嵌入式开发板、调试器等实验设备,让学生动手实践。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分,以全面客观地评价学生的学习成果。
《嵌入式ARM教案》PPT课件第一章:嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义介绍嵌入式系统的概念、特点和应用领域强调嵌入式系统与传统计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的发展回顾嵌入式系统的发展历程探讨未来嵌入式系统的发展趋势1.3 嵌入式系统的组成部分介绍嵌入式系统的硬件和软件组成解释嵌入式系统中的核心部件:中央处理器(CPU)第二章:ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的成立和发展历程讲解ARM处理器的命名规则和版本更新2.2 ARM处理器的特点阐述ARM处理器的架构和指令集特点强调ARM处理器的功耗、性能和成本优势2.3 ARM处理器的应用领域分析ARM处理器在不同领域的应用案例展望ARM处理器在未来的应用前景第三章:ARM指令集和编程3.1 ARM指令集概述介绍ARM指令集的分类和特点讲解ARM指令的格式和操作码3.2 ARM指令的执行过程分析ARM指令的取指、译码、执行和写回过程解释ARM指令的流水线结构和流水线优化3.3 ARM编程实例介绍ARM编程的基本方法和技巧提供简单的ARM编程实例,让学员了解编程过程第四章:嵌入式系统设计和开发流程4.1 嵌入式系统设计原则讲解嵌入式系统设计的关键原则强调嵌入式系统设计的灵活性和可扩展性4.2 嵌入式系统开发流程介绍嵌入式系统开发的各个阶段阐述各阶段的主要任务和注意事项4.3 嵌入式系统开发工具和环境讲解常用的嵌入式系统开发工具和软件介绍嵌入式系统开发环境搭建的步骤和方法第五章:嵌入式系统硬件设计5.1 嵌入式系统硬件设计概述介绍嵌入式系统硬件设计的基本要求强调嵌入式系统硬件设计的可靠性和稳定性5.2 嵌入式系统硬件模块设计讲解嵌入式系统中的主要硬件模块分析各个模块的功能和相互之间的关系5.3 嵌入式系统硬件设计实例提供嵌入式系统硬件设计实例让学员了解硬件设计过程和注意事项第六章:嵌入式系统软件开发6.1 嵌入式操作系统概述介绍嵌入式操作系统的概念和分类强调嵌入式操作系统在嵌入式系统中的重要性6.2 嵌入式操作系统原理讲解嵌入式操作系统的核心组件和工作原理解释嵌入式操作系统的任务调度和资源管理6.3 嵌入式软件开发介绍嵌入式软件开发的基本方法和技巧提供嵌入式软件开发实例,让学员了解开发过程第七章:嵌入式系统应用案例分析7.1 嵌入式系统在工业控制中的应用分析嵌入式系统在工业控制领域的应用案例强调嵌入式系统在提高工业生产效率方面的作用7.2 嵌入式系统在消费电子中的应用讲解嵌入式系统在消费电子领域的应用案例探讨嵌入式系统在智能家居、可穿戴设备等领域的应用前景7.3 嵌入式系统在其他领域的应用介绍嵌入式系统在医疗、交通、教育等领域的应用案例展望嵌入式系统在未来各个领域的发展趋势第八章:嵌入式系统安全与防护8.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍嵌入式系统面临的安全威胁和攻击手段8.2 嵌入式系统安全防护策略阐述嵌入式系统安全防护的技术和方法强调安全防护策略在提高嵌入式系统安全性方面的作用8.3 嵌入式系统安全案例分析分析典型的嵌入式系统安全案例让学员了解嵌入式系统安全防护的实践应用第九章:嵌入式系统发展趋势与挑战9.1 嵌入式系统技术发展趋势分析嵌入式系统技术的发展趋势强调创新技术和新兴领域对嵌入式系统的影响9.2 嵌入式系统面临的挑战讲解嵌入式系统在发展过程中面临的挑战探讨应对挑战的方法和策略9.3 我国嵌入式系统发展现状与展望介绍我国嵌入式系统发展的现状展望我国嵌入式系统未来的发展前景第十章:总结与展望10.1 课程回顾总结本课程的主要内容和知识点强调嵌入式ARM教案在实际应用中的重要性10.2 实践与思考鼓励学员在实际工作中运用嵌入式ARM教案的知识提出针对性的思考题,引导学员深入思考和探索10.3 未来展望展望嵌入式系统领域的未来发展趋势强调继续学习和不断提升自身能力的重要性重点解析本文教案主要围绕嵌入式ARM系统进行讲解,涵盖了嵌入式系统的概述、ARM 处理器简介、ARM指令集和编程、嵌入式系统设计和开发流程、嵌入式系统硬件设计、嵌入式系统软件开发、嵌入式系统应用案例分析、嵌入式系统安全与防护、嵌入式系统发展趋势与挑战以及课程总结与展望等内容。
arm嵌入式课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解ARM处理器的结构与工作原理,掌握其基本功能和应用领域;2. 学会使用ARM汇编语言进行编程,掌握基本的指令集和程序设计方法;3. 熟悉ARM嵌入式系统的硬件接口和软件架构,能够进行简单的系统设计与调试。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计简单的ARM嵌入式系统,提高动手实践能力;2. 培养学生运用汇编语言编写程序,提高编程技能;3. 培养学生具备分析和解决嵌入式系统问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对嵌入式系统的兴趣,激发学习热情,形成主动学习的态度;2. 培养学生具备团队协作精神,能够在项目实践中相互支持、共同成长;3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程意识,注重实际应用和创新能力的培养。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,注重理论联系实际,培养学生动手操作能力和实际问题解决能力。
学生特点:高二年级学生,已具备一定的电子技术和计算机编程基础,对嵌入式系统有一定了解,具备初步的编程和动手能力。
教学要求:结合学生特点,采用项目驱动教学,以实践为主线,引导学生通过动手实践掌握知识,提高技能。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 教材章节:ARM嵌入式系统原理与设计- ARM处理器结构与工作原理- ARM汇编语言编程- 嵌入式系统硬件接口技术- 嵌入式系统软件架构与设计- 嵌入式系统项目实践与调试2. 教学内容安排与进度:- 第一周:ARM处理器结构与工作原理学习,了解CPU、内存、外设等基本组成部分;- 第二周:ARM汇编语言编程基础,掌握汇编指令、寄存器、程序流程控制等;- 第三周:嵌入式系统硬件接口技术,学习GPIO、中断、定时器等接口的使用;- 第四周:嵌入式系统软件架构与设计,了解Bootloader、操作系统、驱动程序等;- 第五周:项目实践与调试,分组进行实际项目设计,进行系统调试与优化。
一步一步学习uCOS和ARM体系结构的心得学习必备条件:1、一块开发板——例如44B0开发板,建议初学者不要去购买那些ARM9体系结构的,因为作为初学者来说ARM9体系的东西是很复杂的,买块ARM7的就可以了(先入门,然后再提高);2、学习必备书籍《Pointer on C》中文名字叫《C和指针》(美)里科|译者:徐波前提你的了解C指针吧(这本书时非常经典的书籍,完全可以看中文版的,作者翻译的非常到位)《嵌入式实时操作系统μCOS-II(第二版)》--邵贝贝翻译的(不能不承认邵贝贝是一个非常好的翻译者)《μC/OS-Ⅱ标准教程》--杨宗德对于英文不好的朋友可以购买《ARM体系结构与编程》--杜春蕾(该书其实还是有很多翻译错误的,大家在看的时候要注意一下,但是不可否认的是这本书到目前为止算得上是我见过最好的讲解关于ARM体系结构的书籍了)对于英文过关的兄弟姐妹可以直接看《ARM+Architecture+Reference+Manual(2nd+Edition)》3、有条件的兄弟姐妹可以选购一个仿真器JLINK V8全功能版(这个的感谢中国的优秀工程师,是他们把原价1999多的JLINK变成了几十元钱的东西4、开发环境--MDK350或者IARARM如果要熟悉这些开发环境,就需要好好读一些这些开发环境的手册资料,不好意思,这个就只有英文的了。
以上4个条件具备下来,可能也不会超过500元钱。
下面来讲讲我的学习经历:我刚开始学习的时候,自己走了不少弯路,这里就省略不说了。
第一步:在开发板上跑跑简单程序因为你有开发板,所以你就先在网上找一下对应开发板上的ARM芯片的datasheet,你都不先搞懂芯片的手册,又谈何让自己实现很多功能呢。
熟读数据手册后,就尽可能的在开发板上实现芯片对应的每个功能,像GPIO实验,UART通讯,I2C,ADC,DAC,PWM,RTC,SPI等等。
自己写自己的程序,然后在开发板上好好实践一下。
ARM嵌入式技术原理与应用-基于XScale处理哭及Vxworks操作系统教学设计简介ARM(Advanced RISC Machines)是一种基于精简指令集(RISC)架构的处理器架构,常用于嵌入式系统中。
XScale是ARM架构的一种品牌,具有低功耗和高性能的特点,在嵌入式领域中广泛应用。
VxWorks是实时操作系统的代表,具有高度可靠性和稳定性,常用于嵌入式系统中。
本教学设计旨在介绍ARM嵌入式技术原理和应用,以及基于XScale处理器和VxWorks操作系统的嵌入式系统开发方法。
教学内容第一部分:ARM嵌入式技术原理1.ARM架构概述介绍ARM架构的发展历程、特点和应用场景等。
2.ARM处理器核介绍ARM处理器的体系结构、寄存器、指令集等。
3.ARM嵌入式开发环境介绍ARM嵌入式开发环境的搭建,包括工具链、开发板、调试器等。
4.常用接口协议介绍常用的接口协议,如UART、SPI、I2C等。
第二部分:基于XScale处理器嵌入式系统开发1.XScale处理器概述介绍XScale处理器的特点、应用场景和开发工具等。
2.嵌入式系统设计介绍嵌入式系统设计的基本原理和方法,包括硬件和软件的设计要点。
3.嵌入式系统编程介绍嵌入式系统编程的方法和工具,包括交叉编译环境、调试工具等。
4.嵌入式系统调试介绍嵌入式系统调试的方法和工具,包括调试器、仿真器等。
第三部分:VxWorks操作系统1.实时操作系统概述介绍实时操作系统的发展历程、原理和特点等。
2.VxWorks操作系统概述介绍VxWorks操作系统的特点、应用场景和开发工具等。
3.VxWorks操作系统编程介绍VxWorks操作系统编程的方法和工具,包括任务管理、内存管理、中断处理等。
4.VxWorks操作系统调试介绍VxWorks操作系统调试的方法和工具,包括远程调试、系统日志等。
教学方法本教学设计采用讲授和实践相结合的方式进行。
教学过程中,将根据教学内容分别进行理论讲解和实践操作。
ARM嵌入式系统基础教程嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,它被设计用于特定任务或功能,通常是实时的,并在自己的硬件平台上运行。
它主要用于各种行业和应用领域,如消费电子产品、汽车、医疗设备和工业自动化。
ARM(Advanced RISC Machines)是一种广泛使用的微处理器架构,它在嵌入式系统中被广泛采用。
ARM处理器具有低功耗、高性能和小尺寸的特点,使其成为选择嵌入式系统的首选。
嵌入式系统基础教程将介绍ARM嵌入式系统的基本概念和技术,帮助读者快速入门。
首先,教程将介绍嵌入式系统的基本原理和组成,包括处理器、内存、输入/输出设备和操作系统。
读者将了解这些组件之间的相互作用,如何选择合适的组件以满足应用需求。
接下来,教程将深入探讨ARM处理器的架构和指令集。
读者将了解ARM处理器的工作原理、寄存器和指令集,并学习如何编写ARM汇编程序。
教程将通过实际的例子和练习来帮助读者理解和应用这些概念。
此外,教程还将介绍嵌入式软件开发的基本知识和工具。
读者将学习如何使用开发工具链,如编译器、调试器和仿真器,以及如何编写嵌入式软件程序。
教程还将探讨软件开发过程中常见的问题和调试技巧。
最后,教程将介绍一些实际的应用案例,如智能家居系统、机器人和无人机。
读者将学习如何设计和实现这些系统,并了解他们在实际应用中的用途和挑战。
总之,ARM嵌入式系统基础教程旨在帮助读者理解和应用嵌入式系统和ARM处理器的基础知识。
通过学习本教程,读者将能够开始设计和开发自己的嵌入式系统,并在各种应用领域中应用它们。
教程提供了理论知识和实际案例相结合的学习方式,使读者能够迅速上手并应用所学知识。
《嵌入式ARM教案》课件第一章:嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义介绍嵌入式系统的概念、特点和应用领域解释嵌入式系统与通用计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的历史与发展概述嵌入式系统的发展历程介绍嵌入式系统在不同领域的应用发展情况1.3 嵌入式系统的组成与架构讲解嵌入式系统的常见架构介绍嵌入式系统的主要组成部分及其作用1.4 嵌入式系统的优势与挑战阐述嵌入式系统的优势分析嵌入式系统面临的挑战和发展趋势第二章:ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的起源和发展历程讲解ARM处理器的发展阶段和产品系列2.2 ARM处理器的特点与优势阐述ARM处理器的特点分析ARM处理器在嵌入式系统中的应用优势2.3 ARM处理器的架构与工作原理讲解ARM处理器的架构设计介绍ARM处理器的工作原理和指令集2.4 ARM处理器的选型与评估指导如何选择合适的ARM处理器介绍评估ARM处理器性能的方法和指标第三章:嵌入式操作系统基础3.1 嵌入式操作系统的概念与分类解释嵌入式操作系统的定义和分类介绍常见的嵌入式操作系统及其特点3.2 嵌入式操作系统的核心功能与架构讲解嵌入式操作系统的核心功能阐述嵌入式操作系统的常见架构设计3.3 嵌入式操作系统的移植与优化介绍嵌入式操作系统移植的基本步骤讲解嵌入式操作系统的优化方法和技巧3.4 嵌入式操作系统的应用与案例分析分析嵌入式操作系统在实际应用中的案例探讨嵌入式操作系统的发展趋势和挑战第四章:嵌入式系统设计与开发流程4.1 嵌入式系统设计的基本原则介绍嵌入式系统设计的重要原则讲解设计过程中需要考虑的因素4.2 嵌入式系统硬件设计讲解嵌入式系统硬件设计的基本步骤和方法介绍硬件选型和硬件设计中的注意事项4.3 嵌入式系统软件设计阐述嵌入式系统软件设计的基本步骤和方法讲解软件开发工具和编程语言的选择4.4 嵌入式系统开发的流程与实践介绍嵌入式系统开发的典型流程分析实际开发过程中需要注意的问题和实践经验第五章:嵌入式系统编程基础5.1 嵌入式编程语言概述介绍嵌入式编程的常用语言及其特点分析不同编程语言在嵌入式系统中的应用场景5.2 C语言编程基础讲解C语言的基本语法和编程技巧介绍C语言在嵌入式编程中的应用和实践5.3 汇编语言编程基础介绍汇编语言的基本概念和语法讲解汇编语言在嵌入式编程中的应用和实践5.4 嵌入式编程的实践技巧讲解嵌入式编程的常见技巧和注意事项分析实际项目中遇到的问题和解决方法《嵌入式ARM教案》课件第六章:嵌入式系统硬件接口与驱动6.1 嵌入式系统硬件接口概述介绍嵌入式系统中常见的硬件接口类型讲解硬件接口的工作原理和功能6.2 UART接口与驱动编程讲解UART接口的基本概念和功能介绍UART接口的驱动编程方法和实践6.3 I2C接口与驱动编程介绍I2C接口的基本概念和协议讲解I2C接口的驱动编程方法和实践6.4 SPI接口与驱动编程讲解SPI接口的基本概念和协议介绍SPI接口的驱动编程方法和实践第七章:嵌入式系统存储与文件系统7.1 嵌入式系统存储概述介绍嵌入式系统中常见的存储设备和技术讲解存储器接口和存储器控制器的选择7.2 NAND闪存与驱动编程介绍NAND闪存的基本概念和特点讲解NAND闪存的驱动编程方法和实践7.3 NOR闪存与驱动编程讲解NOR闪存的基本概念和特点介绍NOR闪存的驱动编程方法和实践7.4 文件系统的设计与实现讲解嵌入式文件系统的设计原理介绍常见嵌入式文件系统的实现方法和实践第八章:嵌入式系统网络通信8.1 嵌入式系统网络通信基础介绍嵌入式系统网络通信的基本概念和技术讲解网络通信协议和网络架构8.2 TCP/IP协议栈与嵌入式网络应用讲解TCP/IP协议栈的基本原理和组成介绍基于TCP/IP协议栈的嵌入式网络应用实践8.3 Wi-Fi通信模块与驱动编程介绍Wi-Fi通信模块的基本概念和功能讲解Wi-Fi通信模块的驱动编程方法和实践8.4 蓝牙通信模块与驱动编程讲解蓝牙通信模块的基本概念和功能介绍蓝牙通信模块的驱动编程方法和实践第九章:嵌入式系统实时性与调度策略9.1 嵌入式系统实时性概述讲解嵌入式系统实时性的概念和重要性介绍实时系统的分类和实时性要求9.2 嵌入式调度策略与算法讲解嵌入式系统的调度策略和算法分析不同调度策略的优缺点和适用场景9.3 实时操作系统(RTOS)简介介绍实时操作系统的基本概念和特点讲解RTOS在嵌入式系统中的应用和实践9.4 实时调度器的实现与优化讲解实时调度器的实现方法和流程介绍调度器的优化技巧和注意事项第十章:嵌入式系统项目管理与实践10.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念和重要性讲解项目管理工具和方法在嵌入式系统中的应用10.2 项目需求分析与规划讲解项目需求分析和规划的方法介绍需求文档编写和项目进度管理的实践经验10.3 嵌入式系统开发的实践技巧讲解嵌入式系统开发中的实践技巧和注意事项分享实际项目开发中的经验和最佳实践10.4 项目验收与维护介绍项目验收的标准和方法讲解项目维护和升级的策略与实践《嵌入式ARM教案》课件第十一章:嵌入式系统安全与加密技术11.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍常见的嵌入式系统安全威胁和攻击手段11.2 加密技术在嵌入式系统中的应用介绍加密技术的基本原理和算法讲解加密技术在嵌入式系统中的应用场景和实践11.3 安全存储与传输讲解如何在嵌入式系统中实现安全存储和传输介绍常见的加密存储和传输技术及其实现方法11.4 安全认证与授权讲解嵌入式系统中的安全认证和授权机制介绍常见的认证和授权方法及其在嵌入式系统中的应用第十二章:物联网与嵌入式系统的融合12.1 物联网概述介绍物联网的概念、架构和应用领域讲解物联网与嵌入式系统的关联和融合趋势12.2 物联网协议与技术讲解物联网中常用的通信协议和技术介绍物联网协议栈和网络架构12.3 物联网在嵌入式系统中的应用案例分析物联网在嵌入式系统中的应用案例探讨物联网技术在嵌入式系统中的实践经验和挑战12.4 物联网安全与隐私保护讲解物联网安全的重要性和挑战介绍物联网中的安全技术和隐私保护措施第十三章:嵌入式系统在智能家居的应用13.1 智能家居系统概述介绍智能家居系统的概念、架构和应用讲解智能家居系统与嵌入式系统的关联和融合13.2 智能家居设备与控制讲解智能家居设备的选择和控制方法介绍智能家居设备的嵌入式系统设计和开发实践13.3 智能家居平台的构建与优化讲解智能家居平台的构建方法和实践介绍智能家居平台的优化技巧和注意事项13.4 智能家居安全与隐私保护讲解智能家居系统中的安全问题和隐私保护需求介绍智能家居系统中的安全技术和隐私保护措施第十四章:嵌入式系统在工业控制的应用14.1 工业控制系统概述介绍工业控制系统的概念、架构和应用领域讲解嵌入式系统在工业控制中的应用和重要性14.2 工业控制设备与接口讲解工业控制设备的选择和接口技术介绍工业控制设备的嵌入式系统设计和开发实践14.3 工业控制协议与通信讲解工业控制中常用的通信协议和技术介绍工业控制协议的实现和通信实践14.4 工业控制系统的安全性与优化讲解工业控制系统中的安全问题和优化需求介绍工业控制系统中的安全技术和优化措施第十五章:嵌入式系统在自动驾驶的应用15.1 自动驾驶系统概述介绍自动驾驶系统的概念、架构和应用前景讲解嵌入式系统在自动驾驶中的应用和挑战15.2 自动驾驶感知与决策讲解自动驾驶系统中的感知技术和决策算法介绍嵌入式系统在自动驾驶感知和决策中的应用15.3 自动驾驶控制与执行讲解自动驾驶系统中的控制技术和执行策略介绍嵌入式系统在自动驾驶控制和执行中的应用15.4 自动驾驶安全与伦理问题讲解自动驾驶系统中的安全问题和伦理挑战介绍自动驾驶系统中的安全技术和伦理指导原则重点和难点解析1. 嵌入式系统的基本概念、特点和应用领域。
本文将从技术和就业经验等角度为即将进入嵌入式开发的程序员们,详细讲述了嵌入的概念,嵌入式开发之间的异同以及应该如何做出选择,希望对大家有所帮助。
一、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,象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二、嵌入式系统的分层与专业的分类。
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。
三、目标与定位先有目标,再去定位。
学 ARM,从硬件上讲,一方面就是学习接口电路设计,另一方面就是学习汇编和C语言的板级编程。
如果从软件上讲,就是要学习基于ARM处理器的操作系统层面的驱动、移植了。
这些对于初学都来说必须明确,要么从硬件着手开始学,要么从操作系统的熟悉到应用开始学,但不管学什么,只要不是纯的操作系统级以上基于 API的应用层的编程,硬件的寄存器类的东西还是要能看懂的,基于板级的汇编和C编程还是要会的。
因此针对于嵌入式系统的硬件层和驱动程的人,ARM的接口电路设计、ARM的C语言和汇编语言编程及调试开发环境还是需要掌握的。
因此对于初学者必然要把握住方向,自己的目标是什么,自己要在那一层面上走。
然后再着手学习较好,与ARM相关的嵌入式系统的较为实际的两个层面硬件层和驱动层,不管学好了那一层都会很有前途的。
如果想从嵌入式系统的应用层面的走的话,可能与ARM及其它体系相去较远,要着重研究基嵌入式操作系统的环境应用与相应开发工具链,比如WinCe操作系统下的EVC应用开发(与windows下的VC相类似),如果想再有突破就往某些音视频类的协议上靠,比如VOIP领域的基于SIP或H.323协议的应用层开发,或是基于嵌入式网络数据库的开发等等。
对于初学者来讲,要量力而行,不要认为驱动层工资高就把它当成方向了,要结合自身特点,嵌入式系统四个层面上那个层面上来讲都是有高人存在,当然高人也对应的高工资,我是做硬件层的,以前每月工资中个人所得税要被扣上近3千大元,当然我一方面充当工程师的角色,一方面充当主管及人物的角色,两个职位我一个人干,但上班时间就那些。
硬件这方面上可能与我PK的人很少了,才让我拿到那么多的工资。
四、开发系统选择。
很多ARM初学者都希望有一套自己能用的系统,但他们住住会产生一种错误认识就是认为处理器版本越高、性能越高越好,就象很多人认为ARM9与ARM7好,我想对于初学者在此方面以此入门还应该理智,开发系统的选择最终要看自己往嵌入式系统的那个方向上走,是做驱动开发还是应用,还是做嵌入式系统硬件层设计与板级测试。
如果想从操作系统层面或应用层面上走,不管是驱动还是应用,那当然处理器性能越高越好了,但这个东西自学,有十分大的困难,不是几个月或半年或是一年二年能搞定的事。
在某种意义上请,ARM7与9的差别就是在某些功能指令集上丰富了些,主频提高一些而已,就比如286和386。
对于用户来讲可能觉查不到什么,只能是感觉速度有些快而已。
ARM7比较适合于那些想从硬件层面上走的人,因为ARM7系列处理器内部带MMU的很少,而且比较好控制,就比如S3C44B0来讲,可以很容易将 Cache关了,而且内部接口寄存器很容易看明白,各种接口对于用硬件程序控制或AXD单步命令行指令都可以控制起来,基于51单片机的思想很容易能把他搞懂,就当成个32位的单片机,从而消除很多51工程师想转为嵌入式系统硬件ARM开发工程师的困惑,从而不会被业界某此不是真正懂嵌入式烂公司带到操作系统层面上去,让他们望而失畏,让业界更加缺少这方面的人才。
而嵌入式系统不管硬件设计还是软件驱动方面都是十分注重接口这部分的,选择平台还要考察一个处理器的外部资源,你接触外部资源越多,越熟悉他们那你以后就业成功的机率就越高,这就是招聘时所说的有无“相关技能”,因为一个人不可能在短短几年内把所有的处理器都接触一遍,而招聘单位所用的处理器就可能是我们完全没有见过的,就拿台湾数十家小公司(市价几千万)的公司生产的ARM类处理器,也很好用,但这些东西通用性太差,用这些处理器的公司就只能招有相关工作经验的人了,那什么是相关工作经验,在硬件上讲的是外围接口设计,在软件上讲是操作系统方面相关接口驱动及应用开发经验。
我从业近十年,2000年ARM出现,我一天始做ARM7,然后直接跑到了Xscale(这个板本在ARM10-11之间),一做就是五年,招人面试都不下数百人,在这些方面还是深有体会的。
我个人认为三星的S3C44b0对初学者来说比较合适,为什么这么说哪?因为接口资源比较丰富,技术成熟,资料较多,应该十分适合于初学者,有问题可能很容易找人帮且解决,因为大多数人都很熟悉,就如同51类的单片机,有N多位专家级的人物可以给你帮忙,相关问题得以很快解答,所然业界认为这款ARM 都做用得烂了,但对于初学者来,就却是件好事。
因此开发系统的选择,要看自己的未来从来目标方向、要看开发板接口资源、还要看业界的通用性。
五、如何看待培训。
首先说说我自己,我目前从业近十年,与国内嵌入式系统行业共同起步,一直站在嵌入式系统行业前沿,设计过多款高端嵌入式系统平台产品并为众多公司提供过解决方案,离职前为从事VOIP的美资公司设计IP-PBX,历任项目经理、项目主管、技术总监、部门经理,积累众多人脉,并集多年经验所得,考虑到学生就业与公司招人的不相匹配,公司想招人招不到,而学生和刚毕业的工程师想找份工作也不太容易,于此力创知天行科技有限公司,开展嵌入式系统教育培训。
因一线的科研人员和一线的教师不相接触,导至国内嵌入式人才缺乏,国外高校的技术超前于业界公司,而国内情况是业界公司方面的嵌入式系统技术要远远领先于高校。
为架构业界与高校沟通的桥梁,把先进技能带给高校学子,为学生在就业竞争中打造一张王牌,并为业界工程师快速提升实现自我创造机遇,我就这样辞去了外企年薪20多万的职位,做嵌入式系统方面的培训了。
对于培训来讲,是花钱来买时间,很多工程师都喜欢自己学,认为培训不值,这也是有可能的,纯为赚钱的培训当然不会太有价值,但对于实力型的培训他们可能就亏大了,有这样一笔帐不知他们算过没有,如果一个一周的培训,能带给他们自学两年后才能掌握的知识,在培训完后他们用三个月到半年时间消化培训内容,这样他会省约至少一年半的时间来学其它的或重新站在另一个高度上工作,那么他将最迟一年后会拿到他两年后水平所对应的工资,就是在工资与水平对应的关系上比同批人缩短一年,每月按最少1千计,再减去培训费用至少多1.0万,同时也省了一年时间,不管是休闲也好,再继续提高也好,总之是跑到了队伍的前面了。