嵌入式新视野
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嵌入式新视野
朱光升 2013年9月15日
目录
1 2
嵌入式的概念
3
4 5 6
为什么需要嵌入式 嵌入式产品分类 嵌入式产品的开发方法 嵌入式产品关键技术点
嵌入式的演化
7
嵌入式的未来
Your company slogan
一、嵌入式的概念
1）不同人眼中的嵌入式
电脑城里装电脑的
个人电脑(PC)不是嵌入式，嵌入式大 概是这个样子的吧
Your company slogan
五、嵌入式开发的关键技术点
2）输入和输出
单键和行列式键盘
单键是直接引到CPU的某个引脚 行列式键盘
8段数码管
常用的显示数字的方式，例如：热水器温度
单色 英文液晶与中文液晶 最常用英文液晶LCD1602 中文液晶大多带字库，也有纯点阵的 彩色液晶显示器 独立 与 拼接
原理图设计
使用原理图设计软件进行设计，例如
Protel, PowerPCB, 理图设计是一套软件，即一套解决方案
Your company slogan
四、嵌入式系统的开发方法
2）软件的开发方法
搞清软件操作系统类型 需要做的剪裁
原生的开发DEMO板通常与我们实际需求不符，增加需求的功能，减少不必要的 功能
Your company slogan
五、嵌入式开发的关键技术点
3）成本
BOM成本
Bill of material 即材料清单 网上很多手机拆解评测，就是算的此成本。 设计要有前瞻性，今年的高成本，也许意味着明年的低成本。
物料管理成本
据测算，一个大企业的平均每个物料号的管理成本在5万元以上。
平台通用性可降低平均每个项目的各项成本
Your company slogan
四、嵌入式系统的开发方法
3）软硬件联调
硬件BUG
电路图错误导致PCB错误 PCB联错线 电平标准不同导致问题。例如串口使用5V或3.3V或RS232标准 虚焊
软件BUG
操作系统引导失败 死机或重启 界面假死 C/C++ segmentation fault Java Exception
汇编 --> 纯C (含MiniGui) --> C++(含Qt)--> Java
电路板设计方，越来越倾向于使用的主CPU厂家的整套解决方案。比如 MTK用于山寨机。 起了一个非常形象的名词：交钥匙方案。
Your company slogan
七、嵌入式的未来
物联网
很好的概念，跟云计算一样。 一方面，它是一个筐。（王志东语） 另一方面，它有很好的交叉行业整合前景。
亲戚家的长辈
长辈：你现在做什么工作啊？ 我： 是，嵌入式。 长辈： 嵌什么？ 不明白啊。 我：就是和小电脑差不多的吧。 长辈：电脑啊，你早说啊，我家电脑 好象有病毒了，太慢了，你有时间 来帮我重装电脑吧。
--- 程序员们经常被亲友认 为是修电脑和装系统的，有 木有！有木有周末去亲友家 加班装Windows的？
四、嵌入式系统的开发方法
1）硬件的开发方法
需求定义
需要定义满足哪些方面的功能。 满足哪些方面的性能指标。
方案概要设计与风险评估 要选定硬件参考方案。通常由主CPU芯片厂家提供。 1)对于单片机系统，比较简单，定义好输入输出的连接方式即可。
2) 对于32以上嵌入式带OS的系统，需要搞清楚方案提供商做了什么，能做什么，不能做什 么。 例子：freescale的方案商 提供了开发DEMO板，并给了示例源码。 他们能提供我们进一步的技术方向性指导。 他们不能给我们做现场软件编写与测试。
Your company slogan
一、嵌入式的概念 2) 嵌入式的定义
观看视频 台湾一家公司的安防产品广告 思考哪些是嵌入式产品？ 单元门影像对话系统 门禁刷卡系统 电话主机 智能家居控制主机 夜视摄象头 嵌入式系统的定义 嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌 入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所 有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系 统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程 序实现整个控制逻辑。
创建一个行业较为通用的硬件及软件平台，即一体化解决方案很重要。尽量不要因 项目而临时上马一个不熟悉的新平台。
人力成本
嵌入式开发往往软件与硬件分层不理想，有交叉。 需要优秀而全面的人才。既专又博。 大多数程序员不喜欢写文档，导致项目延续性差。除了强化各阶段文档外，保持团 队的相对稳定性尤其重要。 我们不谈理想情况，我们要解决现实世界的问题。
Your company slogan
三、嵌入式产品的分类
按应用场景 信息家电： 冰箱，空调，洗衣机，热水器，微波炉（白色家电） 电视，机顶盒（黑色家电） 各种遥控器 移动终端： 手机，手持式金融设备，对讲机 汽车电子： GPS导航仪， CD机， 倒车雷达，轮胎压力检测。 工业控制：
电机，控制柜，PLC(可编程控制器)，类PLC
软硬件BUG
检测电池电压未使用死区控制，导致在某一温度上下波动频繁, 时常显示警告窗口 改硬件和软件也可以，无非是这块工作量加在谁身上的问题。
必会硬件设备
示波器, 万用表，电烙铁，热风枪，逻辑分析仪
必会软件工具 打印输出(printf, logcat), ultraedit/notepad++, beyondcompare
Your company slogan
二、为什么要需要嵌入式
系统专用 不是通用的个人电脑，也不是通用的可以装各种操作系统的服务器。 是专用于某一项或几项功能的设备。 结构简化 相对于通用产品来说，因为只需要实现一项或几项功能。因此结构可以简化。 降低成本 结构简化可降低成本。 减小体积 体积小巧，便于安装 降低耗电 通过选用合理嵌入式处理器，选用合适的主频及休眠状态，达到降低耗电的目标。 软件可裁剪 软件可将无用项禁用或根本不加。提高启动及运行速度。 连接输入输出外设 更方便和快捷的连接各接输入输出外设。例如阵列式键盘，摄象头，LED灯显示。 适用，够用，好用 的原则
Your company slogan
Thank you!
谢谢大家！
email: javasdk at or QQ群
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汽车电子
智能化，情景化，用户习惯定制化。
开源软硬件方案
Arduino -- 原理图，电路板，IDE均开源。用于教学及控制机器人和 传感器。 msOS -- 面向工控的类PLC项目，深圳华禹工控王总主导。硬件为可 插拔组件，软件使用借鉴了C#风格的C代码。
与云服务网络结合
嵌入式只占领用户的客户端，真正的服务的核心话语权在于云。
是无操作系统，或是UCOS,WINCE, Linux, Android
软件框架设计或移植
鉴于中国国情，通常是移植和改进，极少情况是自主设计。
软件具体编码
通常的设计工具有：汇编，纯C编程，Qt, Android等
包括启动代码，驱动，框架，应用
软件调试 一般不使用单步调试，而采用打印输出日志。 软件测试 类似普通软件测试。组织好测试雷区表。
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五、嵌入式开发的关键技术点
1）各种总线协议
I2C 和 SPI
是内部总线，用于主CPU和芯片，芯片和芯片之间的通信 例如：电视机内部
UART
串口
DDR 内存协议 EMMC/MMC/SD 相似，是一族协议。不同的是EMMC/MMC可以支持8bit模式， SD仅支持4bit模式 LVDS 与 HDMI LVDS不支持高清1080， HDMI支持高清，同时传输音频和视频
按主CPU方案 4位,8位，16位，32位，64位(iphone5s)
按响应时间分类 强实时系统： 对时间要求很严格，必须在指定毫秒数内完成的,例如汽车ABS 弱实时系统： 向系统查阅短信功能，拖上5秒钟也可以接受。
强实时系统和弱实时系统是相对而言的，并无明显界限。
Your company slogan
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六、嵌入式开发的演化
CPU的演化
从8位到16位到32位到64位。 appleII台式机采用6502处理器。现在iphone5s采用64位 文曲星采用6502处理器，是为了降低成本。
操作系统的演化 编程语言的演化 解决方案的演化
无操作系统 --> ucos --> linux --> android --> ?
嵌入式新视野
朱光升 2013年9月15日
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嵌入式的概念
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为什么需要嵌入式 嵌入式产品分类 嵌入式产品的开发方法 嵌入式产品关键技术点
嵌入式的演化
7
嵌入式的未来
Your company slogan
一、嵌入式的概念
1）不同人眼中的嵌入式
电脑城里装电脑的
个人电脑(PC)不是嵌入式，嵌入式大 概是这个样子的吧
Your company slogan
五、嵌入式开发的关键技术点
2）输入和输出
单键和行列式键盘
单键是直接引到CPU的某个引脚 行列式键盘
8段数码管
常用的显示数字的方式，例如：热水器温度
单色 英文液晶与中文液晶 最常用英文液晶LCD1602 中文液晶大多带字库，也有纯点阵的 彩色液晶显示器 独立 与 拼接
原理图设计
使用原理图设计软件进行设计，例如
Protel, PowerPCB, 理图设计是一套软件，即一套解决方案
Your company slogan
四、嵌入式系统的开发方法
2）软件的开发方法
搞清软件操作系统类型 需要做的剪裁
原生的开发DEMO板通常与我们实际需求不符，增加需求的功能，减少不必要的 功能
Your company slogan
五、嵌入式开发的关键技术点
3）成本
BOM成本
Bill of material 即材料清单 网上很多手机拆解评测，就是算的此成本。 设计要有前瞻性，今年的高成本，也许意味着明年的低成本。
物料管理成本
据测算，一个大企业的平均每个物料号的管理成本在5万元以上。
平台通用性可降低平均每个项目的各项成本
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四、嵌入式系统的开发方法
3）软硬件联调
硬件BUG
电路图错误导致PCB错误 PCB联错线 电平标准不同导致问题。例如串口使用5V或3.3V或RS232标准 虚焊
软件BUG
操作系统引导失败 死机或重启 界面假死 C/C++ segmentation fault Java Exception
汇编 --> 纯C (含MiniGui) --> C++(含Qt)--> Java
电路板设计方，越来越倾向于使用的主CPU厂家的整套解决方案。比如 MTK用于山寨机。 起了一个非常形象的名词：交钥匙方案。
Your company slogan
七、嵌入式的未来
物联网
很好的概念，跟云计算一样。 一方面，它是一个筐。（王志东语） 另一方面，它有很好的交叉行业整合前景。
亲戚家的长辈
长辈：你现在做什么工作啊？ 我： 是，嵌入式。 长辈： 嵌什么？ 不明白啊。 我：就是和小电脑差不多的吧。 长辈：电脑啊，你早说啊，我家电脑 好象有病毒了，太慢了，你有时间 来帮我重装电脑吧。
--- 程序员们经常被亲友认 为是修电脑和装系统的，有 木有！有木有周末去亲友家 加班装Windows的？
四、嵌入式系统的开发方法
1）硬件的开发方法
需求定义
需要定义满足哪些方面的功能。 满足哪些方面的性能指标。
方案概要设计与风险评估 要选定硬件参考方案。通常由主CPU芯片厂家提供。 1)对于单片机系统，比较简单，定义好输入输出的连接方式即可。
2) 对于32以上嵌入式带OS的系统，需要搞清楚方案提供商做了什么，能做什么，不能做什 么。 例子：freescale的方案商 提供了开发DEMO板，并给了示例源码。 他们能提供我们进一步的技术方向性指导。 他们不能给我们做现场软件编写与测试。
Your company slogan
一、嵌入式的概念 2) 嵌入式的定义
观看视频 台湾一家公司的安防产品广告 思考哪些是嵌入式产品？ 单元门影像对话系统 门禁刷卡系统 电话主机 智能家居控制主机 夜视摄象头 嵌入式系统的定义 嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌 入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所 有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系 统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程 序实现整个控制逻辑。
创建一个行业较为通用的硬件及软件平台，即一体化解决方案很重要。尽量不要因 项目而临时上马一个不熟悉的新平台。
人力成本
嵌入式开发往往软件与硬件分层不理想，有交叉。 需要优秀而全面的人才。既专又博。 大多数程序员不喜欢写文档，导致项目延续性差。除了强化各阶段文档外，保持团 队的相对稳定性尤其重要。 我们不谈理想情况，我们要解决现实世界的问题。
Your company slogan
三、嵌入式产品的分类
按应用场景 信息家电： 冰箱，空调，洗衣机，热水器，微波炉（白色家电） 电视，机顶盒（黑色家电） 各种遥控器 移动终端： 手机，手持式金融设备，对讲机 汽车电子： GPS导航仪， CD机， 倒车雷达，轮胎压力检测。 工业控制：
电机，控制柜，PLC(可编程控制器)，类PLC
软硬件BUG
检测电池电压未使用死区控制，导致在某一温度上下波动频繁, 时常显示警告窗口 改硬件和软件也可以，无非是这块工作量加在谁身上的问题。
必会硬件设备
示波器, 万用表，电烙铁，热风枪，逻辑分析仪
必会软件工具 打印输出(printf, logcat), ultraedit/notepad++, beyondcompare
Your company slogan
二、为什么要需要嵌入式
系统专用 不是通用的个人电脑，也不是通用的可以装各种操作系统的服务器。 是专用于某一项或几项功能的设备。 结构简化 相对于通用产品来说，因为只需要实现一项或几项功能。因此结构可以简化。 降低成本 结构简化可降低成本。 减小体积 体积小巧，便于安装 降低耗电 通过选用合理嵌入式处理器，选用合适的主频及休眠状态，达到降低耗电的目标。 软件可裁剪 软件可将无用项禁用或根本不加。提高启动及运行速度。 连接输入输出外设 更方便和快捷的连接各接输入输出外设。例如阵列式键盘，摄象头，LED灯显示。 适用，够用，好用 的原则
Your company slogan
Thank you!
谢谢大家！
email: javasdk at or QQ群
Your company slogan
汽车电子
智能化，情景化，用户习惯定制化。
开源软硬件方案
Arduino -- 原理图，电路板，IDE均开源。用于教学及控制机器人和 传感器。 msOS -- 面向工控的类PLC项目，深圳华禹工控王总主导。硬件为可 插拔组件，软件使用借鉴了C#风格的C代码。
与云服务网络结合
嵌入式只占领用户的客户端，真正的服务的核心话语权在于云。
是无操作系统，或是UCOS,WINCE, Linux, Android
软件框架设计或移植
鉴于中国国情，通常是移植和改进，极少情况是自主设计。
软件具体编码
通常的设计工具有：汇编，纯C编程，Qt, Android等
包括启动代码，驱动，框架，应用
软件调试 一般不使用单步调试，而采用打印输出日志。 软件测试 类似普通软件测试。组织好测试雷区表。
Your company slogan
五、嵌入式开发的关键技术点
1）各种总线协议
I2C 和 SPI
是内部总线，用于主CPU和芯片，芯片和芯片之间的通信 例如：电视机内部
UART
串口
DDR 内存协议 EMMC/MMC/SD 相似，是一族协议。不同的是EMMC/MMC可以支持8bit模式， SD仅支持4bit模式 LVDS 与 HDMI LVDS不支持高清1080， HDMI支持高清，同时传输音频和视频
按主CPU方案 4位,8位，16位，32位，64位(iphone5s)
按响应时间分类 强实时系统： 对时间要求很严格，必须在指定毫秒数内完成的,例如汽车ABS 弱实时系统： 向系统查阅短信功能，拖上5秒钟也可以接受。
强实时系统和弱实时系统是相对而言的，并无明显界限。
Your company slogan
Your company slogan
六、嵌入式开发的演化
CPU的演化
从8位到16位到32位到64位。 appleII台式机采用6502处理器。现在iphone5s采用64位 文曲星采用6502处理器，是为了降低成本。
操作系统的演化 编程语言的演化 解决方案的演化
无操作系统 --> ucos --> linux --> android --> ?
