嵌入式系统开发之路.pdf

《嵌入式系统开发之路》这一讲座由DJ演讲，他是科大92级校友，同时担任中科大翰海星云BBS嵌入式版主，以及华恒科技公司的成员。讲座旨在引导听众从入门到精通嵌入式系统开发，通过一系列基础知识的讲解，结合实际操作与理论探索，为学习者提供一个全面的学习框架。 ### 基础知识 讲座首先强调了本科操作系统和计算机体系结构课程的重要性。操作系统课程涵盖了饥饿现象、死锁、线程与进程管理、中断处理、堆栈与队列机制，以及进程间通信等核心概念；计算机体系结构课程则深入探讨了Cache的作用、DMA（直接内存访问）的含义和功能、总线架构、SMP（对称多处理器）系统的意义。这些基础概念是理解嵌入式系统开发的关键，为后续的深入学习打下坚实的基础。 ### 实践平台与深度阅读 - **LINUX**：作为嵌入式开发的重要实践平台，讲座鼓励学习者通过折腾LINUX，如编译内核、配置基于NAT的Ipchains网关，来加深对操作系统的理解。同时，强调阅读Linux内核或驱动书籍并不足以掌握精髓，而是要在实践中摸索与创新。 - **Solaris Internals**：这本书提供了对关键概念和特性的深入理解，强调读书要越来越精，最终将核心概念铭记于心，除非这些概念被新的技术所取代。 - **uClinux**：揭示了Linux在嵌入式环境下的适应性，如flat执行文件格式、内存分配算法，以及XIP（执行在位置）等概念，帮助学习者理解嵌入式系统的特点。 - **RTAI**：作为Linux的强实时补丁，RTAI解决了嵌入式系统开发中的实时响应问题，是研究实时系统的重要工具。 - **U-boot**：介绍了一个系统启动的本质，打破了传统的BIOS-HardDisk-Grub/Lilo-Windows/Linux的启动流程认知，展示了启动过程的灵活性和多样性。 - **RTEMS、eCOS、RedBoot**：介绍了几种小型RTOS和bootloader，如RTEMS的实用性，eCOS与RedBoot的混合使用，展示了嵌入式操作系统的多样性和选择性。 ### 操作系统比较 - **VxWorks**：被标榜为世界上领先的嵌入式操作系统之一，其解决优先级翻转问题的方法及其在实时响应方面的优势，成为学习者进一步探索的方向。 - **QNX**：在分布式系统和对称多处理（SMP）方面具有领先地位，特别是其作为思科新一代操作系统CISCO IOS XR的核心，展示了其在高级网络设备中的应用价值。 ### 硬件基础与实践 - 强调从8位单片机开始学习硬件基础，理解I/O管脚、寄存器的工作原理，以及它们在芯片内部的实现机制，这是纯软件开发者可能难以理解的领域。 - 提倡通过触摸和实践嵌入式处理器，而非仅仅停留在理论层面，以深入了解特定体系结构的特点，如cache、SRAM、多通道DMA、特殊指令集，这些都是优化嵌入式系统性能的关键因素。 《嵌入式系统开发之路》讲座不仅覆盖了嵌入式开发的基础理论知识，还提供了丰富的实践指南和深入的案例分析，旨在培养学习者从理论到实践的全方位能力，为未来在嵌入式系统领域的深入探索奠定坚实的基础。