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　　嵌入式系统的学习误区

　　关于嵌入式系统的学习方法，因学习经历、学习环境、学习目的、已有的知识基础等不同，可能在学习顺序、内容选择、实践方式等方面有所不同。但是，应该明 确哪些是必备的基础知识，哪些应该先学，哪些应该后学；哪些必须通过实践才能获得；哪些是与具体芯片无关的通用知识，哪些是与具体芯片或开发环境相关的知 识。

　　由于微处理器与微控制器种类繁多，也可能由于不同公司、机构出于自身的利益，给出一些误导性宣传，特别是我国嵌入式微控制器制造技 术落后，使得人们对微控制器的发展，在认识与理解上存在差异，导致一些初学者进入嵌入式系统的学习误区，浪费了宝贵的学习时间。下面分析可能存在的几个误 区。

　　1 操作系统的困惑

　　如果说，学习嵌入式系统不是为了开发其应用产品，那 就没有具体目标，诸如学习方法这样的问题也就不必谈了。实际上，这正是许多人想学，又不知从何开始学习的关键问题所在，不知道自己学习的具体目标。于是， 看了一些培训广告，看了书店中种类繁多的嵌入式系统书籍，或上网以“嵌入式系统”为关键词进行查询，就参加培训或看书，开始“学习起来”。对于有计算机阅 历的人，往往选择一个嵌入式操作系统就开始学习了。这有点像“瞎子摸大象”，只了解其一个侧面。这样如何能对嵌入式产品的开发过程有全面了解呢?针对许多 初学者选择“XXX嵌入式操作系统+XXX处理器”的嵌入式系统入门学习模式，笔者认为是不合适的。笔者的建议是：首先把嵌入式系统软件与硬件基础打好 了，再根据实际需要，选择一种实时操作系统(RTOS)进行学习实践。要记住：RTOS是开发某些类嵌入式产品的辅助工具，是手段，不是目的；许多类嵌入 式产品，并不需要RTOS。所以，一开始就学习RTOS，并不符合“由浅入深、循序渐进”的学习规律。

　　RTOS本身由于种类繁多，实际 使用何种RTOS，一般需要由工作单位确定。基础阶段主要学习RTOS的基本原理与RTOS上的软件开发方法，而不是学习如何设计RTOS。以开发实际嵌 入式产品为目标的学习者，不要把过多的精力花在设计或移植RTOS上面。正如很多人使用Windows操作系统，而设计 Windows操作系统的只有Microsoft。许多人“研究”Linux，但不使用它，浪费了时间。人的精力是有限的，学习必须有所选择。

　　2 硬件与软件的困惑

　　以MCU为核心的嵌入式技术的知识体系必须通过具体的MCU来体现、实践。但是，选择任何型号的MCU，其芯片相关的知识只占知识体系的20％左 右，80％左右是通用的软件硬件及相关知识。80％的通用知识，必须通过具体实践才能获得，所以学习嵌入式技术一般要选择一个系列的MCU。

　　系统含有硬件与软件两大部分，它们之间的关系如何?有些学者，仅从电子的角度认识嵌入式系统。认为“嵌入式系统=MCU硬件系统+小程序”。这些学者大 多具有良好的电子技术基础知识。实际情况是，早期MCU内部RAM小，程序存储器外接，需要外扩各种I／O，没有像USB、嵌入式以太网等这样较复杂的接 口。因此，程序占总设计量比例小于50％，使人们认为嵌入式系统(单片机)是“电子系统”，以硬件为主，程序为辅。但是，随着MCU制造技术的发展，不 仅．MCU内部RAM越来越大，Flash进入MCU内部改变了传统的嵌入式系统开发与调试方式，固件程序可以更方便地调试与在线升级，许多情况下与开发 PC机程序的方便程度相差无几，只不过开发环境与运行环境不是同一载体而已。这使得嵌入式系统的软件硬件设计方法发生了根本变化。

　　有些学者，仅从软件开发角度认识嵌入式系统，甚至仅从嵌入式操作系统认识嵌入式系统。这些学者大多具有良好的计算机软件开发基础知识，认为硬件是生产厂 商的事。他们没有认识到，嵌入式系统产品的软件与硬件均是需要开发者设计的。笔者常常接到一些关于嵌入式产品稳定性的咨询，发现大多数是由于软件开发者对 底层硬件的基本原理不理解。

　　特别是有些功能软件开发者，过分依赖于底层硬件的驱动软件，自己对底层驱动原理知之甚少。实际上，一些功能软件开发者，名义上 在做嵌入式软件，其实仅仅是使用嵌入式编辑、编译环境而已，本质与开发通用PC机软件没有两样。而底层硬件驱动软件的开发，若不全面考虑高层功能软件对底 层硬件的可能调用，也会使封装或参数设计得不合理或不完备，导致高层功能软件调用困难。可以看出，若把嵌入式系统的开发孤立地分为硬件设计、底层硬件驱动 软件设计、高层功能软件设计，那么一旦出现问题，就可能难以定位。实际上，嵌入式系统设计是一个软件、硬件协同设计工程，不能像通用计算机那样，软件、硬 件完全分开来看，而要在一个大的框架内协调工作。

　　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。

　　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。

　　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。

嵌入式-计算机应用的指挥者

嵌入式系统本质上是计算机在行业中的应用，智能硬件和物联网的核心

万物互联时代.嵌入“式”不可挡

智能产品持续火爆，智能硬件占有很大的市场

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语音点播无论是作为智能家居背景音乐还是智能广播系统都有广泛的应用，本项目利用TPAD的无线传输功能和强劲的音频解码能力实现通过远程终端（手机）实现对设备远程点播	视频监控是在智能交通，智慧城市，安防监控中有广泛的应用，本项目使用TPAD作为监控终端实现视频数据的采集存储，并利用wifi无线模块将视频终端接入无线无线网络，通过手机等无线终端实时查看监控视频
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物联网网关作为终端传感设备和云平台之间的桥梁一直是物联网系统中的关键产品，本项目以TPAD作为硬件平台，实现多种通讯接口，多种物联网传输协议的物联网网关	工业4.0,智能制造对生产制造设备升级提出了新的要求，嵌入式智能化在工业生产越来越高，本项目以TPAD为开发平台，以工业中常用的温度，电机作为外设进行可视化界面控制和通过其他终端远程控制