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专家都鼓励嵌入式工程师们走出舒适圈、学习新技能,才能与时俱进


admin| 更新时间:2022-06-04 13:27|点击数:未知

回忆起来,不知什么时候开始,整个it业界开始习惯用开源软件来开发应用程序(Apps),产业专家也鼓励嵌入式工程师们走出舒适圈、学习新技能,才能与时俱进。正是如此,越来越多的人加入学习嵌入式的大军,致使嵌入式发展的如火如荼,工程师们的待遇也相应的蒸蒸日上。

stc公司的单片机主要是基于8051内核,是新一代增强型单片机,指令代码完全兼容传统8051,速度快8~12倍,带ADC,4路PWM,双串口,有全球唯一ID号,加密性好,抗干扰强.

PIC单片机:是microchip公司的产品,其突出的特点是体积小,功耗低,精简指令集,抗干扰性好,可靠性高,有较强的模拟接口,代码保密性好,大部分芯片有其兼容的FLASH程序存储器的芯片. EMC单片机:是台湾义隆公司的产品,有很大一部分与PIC 8位单片机兼容,且相兼容产品的资源相对比PIC的多,价格便宜,有很多系列可选,但抗干扰较差.ATMEL单片机(51单片机):atmel公司的8位单片机有AT89、AT90两个系列,AT89系列是8位Flash单片机,与8051系列单片机相兼容,静态时钟模式;AT90系列单片机是增强RISC结构、全静态工作方式、内载在线可编程Flash的单片机,也叫AVR单片机.

PHLIPIS 51PLC系列单片机(51单片机): PHILIPS公司的单片机是基于80C51内核的单片机,嵌入了掉电检测、模拟以及片内RC振荡器等功能,这使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的应用设计中可以满足多方面的性能要求.

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HOLTEK单片机:台湾盛扬半导体的单片机,价格便宜,种类较多,但抗干扰较差,适用于消费类产品.ti公司单片机(51单片机):德州仪器提供了TMS370和msp430两大系列通用单片机.TMS370系列单片机是8位CMOS单片机,具有多种存储模式、多种外围接口模式,适用于复杂的实时控制场合;MSP430系列单片机是一种超低功耗、功能集成度较高的16位低功耗单片机,特别适用于要求功耗低的场合

松翰单片机(SONIX):是台湾松翰公司的单片,大多为8位机,有一部分与PIC 8位单片机兼容,价格便宜,系统时钟分频可选项较多,有PMW ADC内振内部杂讯滤波。缺点RAM空间过小,抗干扰较好。

对此,有想法在此行业发展的人可是留下企鹅,大家一起进步。回顾1980年代的嵌入式领域,当时的工程师主要是设计混合信号电路、连接微控制器、撰写低阶编码、从外面拿回产品原型…只要一个工程师就能做好以上所有事情。

但是现在,嵌入式系统变得更大、更复杂,一台设备可能有数百万行软件程序代码;嵌入式技术也被区分为硬件开发、固件开发与软件开发。在很多大公司仍然是如此,但趋势似乎又有回头的迹象;有越来越多业者开始整合工程师的角色,寻找既熟悉软件也熟悉硬件技术的工程师,以求事半功倍之效。

调查显示,现在有越来越多工程师的工作同时牵涉硬件与软件技术。有越来越多工程师需要软硬件技术能力兼备嵌入式技术日进千里,工程师要如何确保自己学习到的新技术是最关键的?

为此EETimes美国版请教了九位嵌入式领域专家与一位负责招募人才的主管,请他们分享究竟现在的嵌入式工程师最需要掌握哪些重要技能;虽然他们的意见稍有不同,但都同意一个观点:所有的工程师都不应该停止学习。以下是整理专家意见,归纳出的十个给嵌入式工程师的建议:

1.学习那些让因特网实现的技术具备30年嵌入式工程师经验的独立产品设计与顾问公司Aurium Technologies总经理Ken Wada认为,多数嵌入式领域工程师都知道如何撰写C或C++语言程序,但有时候这样的技能是不够的;他建议嵌入式工程师学习因特网有关的技术,对职业生涯发展会有加分效果,例如他目前负责的几个开发案,都是在嵌入式系统中嵌入虚拟(virtual)的XML,好让一些小型连网设备能具备“即插即用”的运作模式。

2.学习利用搜索引擎当了35年工程师、自认是“看得懂系统架构的软件人”的PTR Group首席科学家Michael Anderson认为,不要闭门造车,要善用开放源码世界的信息,很多常见的设计问题其实透过因特网就能找到同领域菁英贡献的程序代码;嵌入式工程师们要走出自己的小世界拥抱社群,与同领域的其他工程师们相互交流、互相帮助,而这也是开放源码世界的精神。

3.离开舒适圈!虽然只当了18年工程师、但自认是系统与软件技术“通才”的DSP与嵌入式软件开发顾问公司Jetperch创办人Matt Liberty建议,不断更新并提升原本擅长的技术虽然很重要,但嵌入式工程师若能扩展自己的知识领域会更有益。走出舒适圈,挑战自我、去学习原本不熟悉的东西,包括工程以外的知识,例如与客户、同事之间的互动,将会收获良多。

4.熟悉实时操作系统(RTOS)在工程人才招募机构Randstad Technologies负责嵌入式产业领域的解决方案经理Henry Wintz表示,目前产业界对于熟悉RTOS的工程师需求很高,也愿意提供更高的薪资水平;因此他鼓励没有接触过RTOS的嵌入式工程师从一些较小型的系统着手,累积相关技术经验。此外他也发现产业界对嵌入式Linux人才有不少需求,主要是因为这种操作系统具备较大的设计弹性。

5.培养多元化技能与系统观担任近20年工程师、具备许多不同领域技术经验的技术顾问公司Rebelbot顾问Jen Costillo建议,原本从事较小型系统架构(例如MCU)开发的工程师,可以开始去熟悉更大的系统(例如Linux驱动程序),反之亦然。尝试着去开发手机应用程序、或者是学习后端服务器的相关技术,能让你开启完全不同的观点;他并建议工程师去熟悉开放性硬件,现在市面上有不少现成的开发板,能让工程师专注于学习独特算法的开发。

6.了解软件也要了解最新的处理器有超过15年嵌入式软件工程师经验的Embedded.fm工程师Elecia White表示,除了要深入了解C或C++等基本程序语言,有时也要认识一些热门的新程序语言以因应特殊设计需求,但更重要的是了解最新的处理器技术;处理器才是嵌入式系统的本质。因为我们的系统资源有限,我们需要了解可用的资源有哪些。

7.要能熟悉开放源码软件拥有31年工程师经验的Freescale Semiconductor数字网络全球软件开发部门总监Rob Oshana表示,客户往往会要求在系统中整合一大堆软件,因此所有的嵌入式工程师需要熟悉各种软件;他建议工程师避免只专长单一领域,因为那可能会阻碍你的成长。对嵌入式工程师来说,确保自己对软硬件技术都很了解,是非常宝贵的价值。

8.建立系统级的工程思维自诩为高信赖度嵌入式系统专家、担任了15年工程师的E2V电子系统总工程师Adam Taylor认为,嵌入式工程师拥有系统导向的思维是很重要的,有不少开发案遇到问题,就是因为没有在开发初期充分考虑基准、验证策略以及兼容性验证计划等项目;此外每个嵌入式工程师都应该具备优良的项目管理技巧,力求准时完成负责的项目。具备能明智因应技术与项目风险的能力,对职业生涯发展会很有帮助。

9.要能明确表达自己的想法与意见透过文字或绘图) Micrum总裁Jean LaBrosse认为,无论是哪一种工程师,都需要能有效表达自己的想法与意见;往往有些菜鸟工程师无法清晰表达自己的想法,因为抓不到重点,而最好的解决方法是练习将之图形化,例如画出流程图。这听起来好像有点过时,但有时利用各种图框组合来整理自己的思绪、表达想法会是很有用的,例如iPad的 iThoughts应用程序。

10.学习无线连结技术自认是低阶嵌入式工程师、有13年工作经验的iRobot资深首席软件工程师Chris Svec建议,嵌入式工程师需要在接下来1~3年学习无线连结技术,特别是Wi-Fi与蓝牙低功耗(BLE);因为现在的嵌入式设备(至少各种消费性电子都是)与使用者智能手机连结的主要(或唯一)方式,就是透过这些无线技术,虽然Wi-Fi与BLE不一定会是嵌入式系统的标准配备,但熟悉这些技术对嵌入式工程师来说会很实用。

DMA工作原理

当使用 DMA后面,这个过程就会变得不一样了。首先 CPU通过设置 DMA控制器的寄存器对它进行编程,所以 DMA控制器知道将什么数据传送到什么地方。DMA控制器还要向磁盘控制器发出一个命令,通知它从磁盘读数据到其内部的缓冲区并检验校验合格。当有效数据位于磁盘控制器的缓冲区中时,DMA就可以开始了。

DMA控制器通过在总线上发出一个读请求到磁盘控制器而发起 DMA传送,这是第二步。这个读请求就像其他读请求一样,磁盘控制器并不知道或者并不关心它是来自 CPU还是来自 DMA控制器。通常情况下,要写的内存地址在总线的地址线上,所以当磁盘控制器去匹配下一个字时,它知道将该字写到什么地方。写到内存就是另外一个总线循环了,这是第三步。当写操作完成时,磁盘控制器在总线上发出一个应答信号到 DMA控制器,这是第四步。

然后,DMA控制器会增加内存地址并减少字节数量。如果字节数量仍然大于 0,就会循环步骤 2 -步骤 4,直到字节计数变为 0。此时,DMA控制器会打断 CPU并告诉它传输已经完成了。操作系统开始运行时,它不会把磁盘块拷贝到内存中,因为它已经在内存中了。

不同 DMA控制器的复杂程度差别很大。最简单的 DMA控制器每次处理一次传输,就像上面描述的那样。更为复杂的情况是一次同时处理很多次传输,这样的控制器内部具有多组寄存器,每个通道一组寄存器。在传输每一个字之后,DMA控制器就决定下一次要为哪个设备提供服务。DMA控制器可能被设置为使用轮询算法,或者它也有可能具有一个优先级规划设计,以便让某些设备受到比其他设备更多的照顾。假如存在一个明确的方法分辨应答信号,那么在同一时间就可以挂起对不同设备控制器的多个请求。

许多总线能够以两种模式操作:每次一字模式和块模式。一些 DMA控制器也能够使用这两种方式进行操作。在前一个模式中,DMA控制器请求传送一个字并得到这个字。如果 CPU想要使用总线,它必须进行等待。设备可能会偷偷进入并且从 CPU偷走一个总线周期,从而轻微的延迟 CPU。这种机制称为周期窃取(cycle stealing)。

在块模式中,DMA控制器告诉设备获取总线,然后进行一系列的传输操作,然后释放总线。这一操作的形式称为突发模式(burst mode)。这种模式要比周期窃取更有效因为获取总线占用了时间,并且一次总线获得的代价是可以同时传输多个字。缺点是如果此时进行的是长时间的突发传送,有可能将 CPU和其他设备阻塞很长的时间。

在我们讨论的这种模型中,有时被称为飞越模式(fly-by mode),DMA控制器会告诉设备控制器把数据直接传递到内存。一些 DMA控制器使用的另一种模式是让设备控制器将字发送给 DMA控制器,然后 DMA控制器发出第二条总线请求,将字写到任何可以写入的地方。采用这种方案,每个传输的字都需要一个额外的总线周期,但是更加灵活,因为它还可以执行设备到设备的复制,甚至是内存到内存的复制(通过事先对内存进行读取,然后对内存进行写入)。

大部分的 DMA控制器使用物理地址进行传输。使用物理地址需要操作系统将目标内存缓冲区的虚拟地址转换为物理地址,并将该物理地址写入 DMA控制器的地址寄存器中。另一种方案是一些 DMA控制器将虚拟地址写入 DMA控制器中。然后,DMA控制器必须使用 MMU才能完成从虚拟到物理的转换。仅当 MMU是内存的一部分而不是 CPU的一部分时,才可以将虚拟地址放在总线上

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