嵌入式系统知识系统讲解(2)

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学习嵌入式系统是以软件为主还是以硬件为主，或者如何选择切入点，如何在软件与硬件之间取得平衡？对于这个困惑的建议是：要想成为一名真正的嵌入式系统设计师，在初学阶段，必须打好嵌入式系统的硬件与软件基础。以下是从事嵌入式系统设计二十多年的美国学者JohnCatsoulis在《Designing Embedded Hardware》一书中关于这个问题的总结：嵌入式系统与硬件紧密相关，是软件与硬件的综合体，没有对硬件的理解就不可能写好嵌入式软件;同样，没有对软件的理解也不可能设计好嵌入式硬件。

2.3 片面认识嵌入式系统

嵌入式系统产品种类繁多，应用领域各异。在第1部分中，把嵌入式系统的应用范围粗略分为电子系统的智能化与计算机应用的延伸两大类。从初学者角度，可能存在分别从这两个角度片面认识嵌入式系统的问题。因此，一些从电子系统智能化角度认识嵌入式系统的学习者，可能会忽视编程结构、编程规范、软件工程的要求、操作系统等知识的积累。另一些从计算机应用的延伸角度认识嵌入式系统的学习者，可能会把通用计算机学习过程中的概念与方法生搬硬套到嵌入式系统的实践中，忽视嵌入式系统与通用计算机的差异。

实际上，在嵌入式系统学习与实践的初始阶段，应该充分了解嵌入式系统的特点，根据自身的已有知识结构，制定适合自身情况的学习计划。目标应该是打好嵌入式系统的硬件与软件基础，，通过实践，为成为良好的嵌入式系统设计师建立起基本知识结构。学习过程中，具体应用系统可为实践载体，但不能拘泥于具体系统，应该有一定的抽象与归纳。例如，初学者开发实际控制系统时没有使用实时操作系统，但不要认为实时操作系统不需要学习。又例如，初学者可以一个带有实时操作系统的样例为蓝本进行学习，但不要认为任何嵌入式系统都需要实时操作系统，甚至为一个十分简明的实际系统加上不必要的实时操作系统。因此，片面认识嵌入式系统，可能导致学习困惑。应该根据实际项目需要，锻炼自己分析实际问题、解决问题的能力。这是一个长期的学习与实践过程，不能期望通过短期培训完成整体知识体系的建立，应该重视自身实践，全面地理解嵌入式系统的知识体系。

2.4 入门芯片选择的困惑

嵌入式系统的大部分初学者需要选择一个微控制器（MCU）进行入门级学习，面对众多厂家生产的微控制器系列，往往不知如何是好。

首先是关于位数问题，目前主要有8位、16位和32位MCU。不同位数的MCU各有应用领域，这一点与通用微机有很大不同。例如做一个遥控器，不需要使 用32位MCU，否则MCU芯片价格就已经超过遥控器价格需求。对于首次接触嵌入式系统的学习者，可以根据自己的知识基础选择入门芯片的位数。建议大多数初学者选择8位MCU作为快速入门芯片，了解一些汇编与底层硬件知识，之后再选16位或32位芯片进行学习实践。

关于芯片选择的另一个误区是认为有“主流芯片”存在，嵌入式系统也可以形成芯片垄断。这完全是一种误解，是套用通用计算机系统的思维模式，而忽视了嵌入式系统应用的多样性。关于学习芯片选择还有一个误区，即误认为选择工作频率高的芯片进行入门学习，更先进。实际上，工作频率高可能给初学者带来不少困难。

实际嵌入式系统设计不是追求芯片位数、工作频率、操作系统等因素，而是追求稳定可靠、维护、升级、功耗、价格等指标。初学者选择入门芯片，是通过某 一：MCU作为蓝本，获得嵌入式系统知识体系的通用基础。其基本原则是：入门时间较短、硬件成本较低，知识要素较多，学习难度较低。

3基础阶段的学习建议

基于以上讨论，下面对广大渴望学习嵌入式系统的学子提出几点基础阶段的学习建议：

①嵌入式系统软件硬件密切相关，一定要打好软硬件基础。其实，只要找到正确的方法，加上努力，任何理工科学生，甚至非理工科学生，都能学好嵌入式系统，可以看看朱有鹏的视频。

②选择一个芯片及硬件评估板（入门芯片最好简单一点，例如8位MCU）、选择一本好书（最好有规范的例子）、找一位好老师（最好是有经验且热心的）。硬 件评估板的价格一定要在1000元以下，不要太贵，最好能有自己动手的空间。不花一分硬件钱想要学好嵌入式系统不实际，因为这是实践性很强的学科。好书，可以让人少走弯路，不被误导。有教师指导，学习进程会加快（人工智能学科里有个术语叫无教师指导学习模式与有教师指导学习模式，无教师指导学习模式比有教师指导学习模式复杂许多）。

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