嵌入式系统

嵌入式系统就是计算机系统的一类，就是被塞进其他设备的计算机操作系统。

我的嵌入式老师只用了三个词语就总结了嵌入式系统的精髓：专用的可裁剪的计算机系统。

嵌入式软件开发的基本逻辑

包括嵌入式软件开发的知识体系和背景：

先说背景：

计算机，领域内，知识体系，按层次分，可以分为：

• 上层：纯软件
• 中间：嵌入式
• 底层：硬件

其中：

• 纯软件：无需实际接触硬件，写代码，也不会涉及到操作硬件

  ->当然你对硬件的工作方式，工作机制，特点等内容有了解，自然更容易设计出，写出高质量的软件代码

• 嵌入式：全称算是嵌入式软件

  注意：对应的，很多时候，也有把嵌入式硬件，简称为嵌入式的。

• 嵌入式软件方面，更多的时候，写的代码，都是和硬件打交道的。

此处，暂且不讨论上层的纯软件，以及底层的硬件，只是简要概述一下，中间的嵌入式，尤其是嵌入式软件部分的知识体系，基本架构：

按照是否有操作系统

按照是否有操作系统，可分为：

• 无OS的嵌入式系统

  其中，无OS的，相对比较简单：一个大循环，

  http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM01001_embOS_Generic.pdf

  提到的那个Super Loop

• 有OS的嵌入式系统

  有OS的，往往架构都和OS有关：

  • 应用程序
    • 应用程序
    • 库函数
  • 操作系统内核
    • 各个功能模块：网络，文件系统，进程通信，进程管理，存储管理
    • 硬件抽象层HAL
  • 硬件

  典型的嵌入式Linux软件系统，根据不同的阶段和模块分，又可以分为：

  • Bootloader：最常见的就是Uboot了
  • Rootfs：根文件系统
  • Kernel：嵌入式Linux内核

  更多详细的解释，请参见：嵌入式Linux软件开发详解

2.1.2. 按照操作系统是否是私有的

其中有OS的，按照是否是开源的，是否是常用的，通用的，还是私有分，可以分为：

• 开源的/常见的/通用的 嵌入式操作系统

  开源的/常见的/通用的 ，并不是等价的，但是只是此处相对于私有的来说，从概念上和逻辑上，是等价的。

  常见的有：嵌入式Linux（及其衍生物Android），QNX，VxWorks，ucOS/II，TRON（ITRON），WinCE等等。

• 私有的嵌入式操作系统

什么叫做，写的代码，是和硬件打交道的？

意思是：对于物理上，真实存在的硬件设备，写代码，操作对应的硬件设备，往往是写硬件的驱动程序之类的

什么叫做，写代码操作硬件设备？

本质上就是：写代码，设置，配置硬件

往往都是：读写硬件设备的寄存器，从而达到使得硬件可以工作，可以正常工作的目的。

什么叫做用代码驱动硬件工作，即什么叫做硬件设备驱动？

背景：

硬件有各种功能，特性；

目的：

希望硬件按照我们所希望的方式，去工作；

需要做的事情：

大体分两步：

1. 初始化硬件
2. 实现硬件数据的读写

举例：

一个典型的，在嵌入式Linux系统中，实现对应的SD卡的

背后的逻辑

我们的目标

以及具体如何去写SD卡驱动的大概步骤和逻辑就是：

SD卡，插入到开发板的SD卡插槽上，然后开发板中正在运行的嵌入式Linux系统，可以识别出该SD卡，并且可以实现SD的数据的读写：

• 读：把里面的数据拷贝出来，比如里面有张图片，可以把图片这个文件的数据拷贝出来
• 写：往里面写数据，比如想要拷贝一首歌曲到SD中

那么，我们就需要：

在嵌入式Linux系统中，为SD卡写驱动

其大概的逻辑和步骤是：

1. SD的初始化部分

   去设置对应的SD卡的寄存器，申请各种相关的软硬件资源（此部分相关细节很多，待以后详解）

   即把SD卡配置成你需要的工作模式了，然后再去实现后续的数据读写。

2. 让SD卡工作的部分：实现数据的读写

   然后再去（Linux的相关的驱动框架下）写相关的SD的数据的读写的功能

   操作对应的寄存器

   把数据从SD的相关的数据寄存器中读出来

   或者是

   把要写入的数据，写入到SD的相关的数据寄存器中

   其他相关的内容还有：为了提高数据读写速度，可以去利用DMA，如果有DMA可用的话

2.2. 嵌入式软件开发内容分类

根据开发内容的所属架构层次分，至少可以分为：

• 嵌入式驱动开发

  比如在Linux系统中，开发各种设备驱动。

• 嵌入式应用开发

  比如在Linux系统上面写各种应用。典型的例子是，在拿到了某芯片的原厂的SDK，比如已实现了各种驱动的嵌入式Linux，基于此，去写Linux的应用。