什么是嵌入式

首先，我們來看看什么是嵌入式。

嵌入式，一般是指嵌入式系統(tǒng)，英文叫作：embedded system。嵌入式開發(fā)，其實就是對嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。

IEEE(美國電氣和電子工程師協(xié)會)對嵌入式系統(tǒng)的定義是：“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設(shè)備的裝置”。

國內(nèi)學術(shù)界的定義更為具體一些，也更容易理解：

嵌入式系統(tǒng)，是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適用于對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。

以應(yīng)用為中心，說明嵌入式系統(tǒng)是有明確實際用途的。以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，說明它其實就是一種特殊的計算機。軟硬件可裁剪，說明它有很強的靈活性和可定制能力。

專用計算機系統(tǒng)，“專用”所對應(yīng)的，就是“通用”。我們常用的個人PC、筆記本電腦、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，可以用于多種用途，就是“通用計算機系統(tǒng)”。

嵌入式系統(tǒng)究竟具體應(yīng)用于哪些“專用”方向呢?

舉例如下：

個人通信與娛樂系統(tǒng)：手機、數(shù)碼相機、音樂播放器、可穿戴電子產(chǎn)品、PSP游戲機

家電類產(chǎn)品：數(shù)字電視、掃地機器人、智能家電

辦公自動化：打印機，復印機、傳真機

醫(yī)療電子類產(chǎn)品：生化分析儀、血液分析儀、CT

網(wǎng)絡(luò)通信類產(chǎn)品：通信類交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (交換機、路由器、網(wǎng)絡(luò)安全)

汽車電子類產(chǎn)品：引擎控制、安全系統(tǒng)、汽車導航與娛樂系統(tǒng)

工業(yè)控制類產(chǎn)品：工控機、交互式終端 (POS、ATM)、安全監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與傳輸、儀器儀表

軍事及航天類產(chǎn)品：無人機、雷達、作戰(zhàn)機器人

記得在3月份，有一個學員問了我一個問題，什么是嵌入式，單片機是屬于嵌入式嗎?嵌入式開發(fā)要學什么?

說實話，雖然自己從業(yè)多年，但是這個問題還真把我問蒙了。

我們在做產(chǎn)品開發(fā)的時候，基本很少去了解這些概念性的東西。

后面我特意去了解了一下，今天就把這些概念分享給有同樣問題的朋友。

嵌入式一般叫嵌入式系統(tǒng)。

大家可以理解成是硬件和軟件都經(jīng)過剪裁的計算機。

一般像我們使用的電腦是通用計算機，而嵌入式系統(tǒng)是專用的計算機。

專用的計算機可以靈活地對硬件和軟件進行剪裁，剪裁以后它更適合去做對成本、體積、功耗、智能控制有嚴格要求的產(chǎn)品，比如說家電類、汽車類、醫(yī)療類、工業(yè)類、軍事類等電子產(chǎn)品。

一個嵌入式系統(tǒng)的核心就是它的處理器，處理器有幾種類型：

1.嵌入式微控制器MCU(Micro Control Unit)如8051/STM32等等。

2.嵌入式DSP處理器 (Digital Signal Processor)專門用于信號處理，比如數(shù)字濾波，F(xiàn)FT、頻譜分析、典型TI公司的TMS320C2000/C5000。

3.嵌入式微處理器MPU(Micro Processor Unit)性能更強，外設(shè)資源更豐富，如AM186/88、PowerPCMIPS、ARM

4.嵌入式片上系統(tǒng)SoC(System on Chip)

5.可編程片上系統(tǒng)SoPC(System on a Programmable Chip)

而我們單片機就屬于嵌入式控制器MCU這類，所以單片機當然是屬于嵌入式系統(tǒng)。

從上面的處理器分類，其實可以衍生出很多別的職位，比如說FPGA方向，Linux方向。

所以，我又總結(jié)了從事嵌入式開發(fā)的一些主流職位，大家可以根據(jù)自己喜好入座。

1. 單片機工程師/嵌入式工程師

2. Linux系統(tǒng)開發(fā)工程師

3. Linux應(yīng)用工程師

4. 安卓系統(tǒng)開發(fā)工程師

這4個職位，前2個是偏向于硬件驅(qū)動層，后2個是偏向應(yīng)用層。

我一直是在做單片機開發(fā)，所以針對這個職位，來說一說如果想從事這個開發(fā)需要學習哪些課程?

技術(shù)還是會更新迭代的，所以如果你根據(jù)某些學校那些十年不變的教學內(nèi)容來學習的話，很有可能與實際崗位需求對不上。

最好的辦法就是直接通過招聘平臺搜相關(guān)的職位，來看看他們的崗位需求。

下面是我隨便篩選的一家公司的需求：

單片機工程師/嵌入式工程師

崗位要求：

① 熟悉單片機基本的通訊協(xié)議接口，IIC、SPI、串口、CAN等。

② 熟練運用單片機各種外設(shè)，如TIME、USAR、PWM、中斷、DMA、ADC。

③ 熟練掌握C語言及單片機(STC、STM8、STM32系列)編程開發(fā)，代碼要求規(guī)范整潔。

④ 至少熟悉一款PCB軟件，能看懂原理圖。

⑤ 各種項目經(jīng)驗

什么是嵌入式單片機?

嵌入式單片機，即嵌入式微控制器，指以微控制器為核心控制單元的嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng)，是應(yīng)用十分廣泛的一種嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。嵌入式單片機本質(zhì)上是單片機，目的是構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)，所以其組成和特點遵循單片機和嵌入式系統(tǒng)的組成和特點。

單片機的特點：

單片機就是微控制器，其特點主要有：

①以控制為主要目的;

②集成度高，體積小，可靠性高;

③工作電壓低，功耗低，待機時間長;

④擴展度高，組成靈活;

⑤成本低，性價比高。

單片機的架構(gòu)：

單片機的組成架構(gòu)靈活，一般主要包含：運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備等。

體系結(jié)構(gòu)分為馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)和哈佛體系結(jié)構(gòu)。

硬件結(jié)構(gòu)主要由處理器、數(shù)據(jù)儲存器、程序儲存器、定時器/計數(shù)器、串并行接口等。

嵌入式系統(tǒng)的特點：

按照歷史性、本質(zhì)性、普遍性要求，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)定義為：“嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng)”?！扒度胄浴薄ⅰ皩Ｓ眯浴迸c“計算機系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素。對象系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的特點可以由定義中的三個基本要素衍生而來。

①與“嵌入性”的相關(guān)特點：由于是嵌入到對象系統(tǒng)中，必須滿足對象系統(tǒng)的環(huán)境要求，如物理環(huán)境(小型)、電氣/氣氛環(huán)境(可靠)、成本(價廉)等要求。

②與“專用性”的相關(guān)特點：軟、硬件的裁剪性;滿足對象要求的最小軟、硬件配置等。

③與“計算機系統(tǒng)”的相關(guān)特點：嵌入式系統(tǒng)必須是能滿足對象系統(tǒng)控制要求的計算機系統(tǒng)，并且必須配置有與對象系統(tǒng)相適應(yīng)的接口電路。也可以總結(jié)為：實時性、多速率、可剪裁、低功耗、低成本、環(huán)境相關(guān)等。 另外，在理解嵌入式系統(tǒng)定義時，不要與嵌入式設(shè)備相混淆。嵌入式設(shè)備是指內(nèi)部有嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品、設(shè)備，例如，內(nèi)含單片機的家用電器、儀器儀表、工控單元、機器人、手機、PDA等。

嵌入式系統(tǒng)的分類：

嵌入式系統(tǒng)按形態(tài)可分為設(shè)備級(工控機)、板級(單板、模塊)、芯片級(MCU、SoC)。嵌入式系統(tǒng)按功用分可為工業(yè)用、商業(yè)用、軍用、民用等，不同的使用環(huán)境對嵌入式系統(tǒng)的要求也是不一樣的。

嵌入式系統(tǒng)典型處理器

1、ARM處理器

ARM處理器由全球領(lǐng)先的32位RISC微處理器知識產(chǎn)權(quán)(IP)供應(yīng)商ARM公司研發(fā)，其主要特點為：體積小、低功耗、成本低、性能高、16/32位雙指令集、市場份額大。

2、MIPS處理器

MIPS處理器由設(shè)計和制造高性能、高檔32/64位處理器的MIPS技術(shù)公司研發(fā)，其主要研發(fā)重心在嵌入式系統(tǒng)上。其主要特點是高性能、定位廣、64位指令集。

3、PowerPC處理器

PowerPC是摩托羅拉公司和IBM公司聯(lián)合為蘋果公司開發(fā)的處理器芯片，其特點是可伸縮性好、靈活度高、應(yīng)用廣泛。