2021-12-17點(diǎn)擊量：290

在今天的嵌入式Linux物聯(lián)網(wǎng)(IoT)生態(tài)系統(tǒng)中，低端設(shè)備仍將是提供容量和消費(fèi)行業(yè)支柱的設(shè)備。隨著智能邊緣連接物聯(lián)網(wǎng)的爆炸式發(fā)展，讓設(shè)備保持最新和安全比以往任何時(shí)候都更加重要。今天我們將討論嵌入式開發(fā)人員在低規(guī)格嵌入式設(shè)備上管理固件及其應(yīng)用程序所面臨的挑戰(zhàn)。1.保持嵌入式系統(tǒng)在不同硬件之間的的可伸縮性大多數(shù)用于物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式設(shè)備都是單功能和單用途的，它們配備了支持其預(yù)期用途的最低硬件功能。此外，不同的硬件集可以具有有限的閃存(最低32MB的NAND)、NOR或EMMC存儲(chǔ)(最低64MB的RAM)，這些限制以及硬件的多樣性可能會(huì)限制其處理和聯(lián)網(wǎng)能力。由于這些限制，為設(shè)備創(chuàng)建的任何固件和應(yīng)用程序都需要高效和精簡，而不需要不必要的二進(jìn)制文件、庫和模塊。2.缺乏可移植性和自動(dòng)化大多數(shù)低規(guī)格單用途設(shè)備的設(shè)計(jì)不是為了持續(xù)更新。一個(gè)大問題是管理設(shè)備狀態(tài)，并在發(fā)生災(zāi)難時(shí)能夠?qū)崟r(shí)回滾。例如，如果你沒有更新并在更新過程中恢復(fù)到良好狀態(tài)的故障保護(hù)方法，則簡單的斷電或壞補(bǔ)丁可能會(huì)使設(shè)備變?yōu)榇u塊�，F(xiàn)代云本地工具和實(shí)踐在嵌入式開發(fā)人員中并不常見。但現(xiàn)在，隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的激增以及需要盡快應(yīng)用Linux關(guān)鍵安全補(bǔ)丁的宣布，發(fā)布團(tuán)隊(duì)必須采用DevOps方法，以更高效地自動(dòng)化和管理設(shè)備的固件和軟件升級(jí)。3.定制Linux發(fā)行版典型的垂直集成供應(yīng)商品牌Linux發(fā)行版包括許多冗余模塊和軟件包，對(duì)于資源有限的單用途設(shè)備來說，這些模塊和軟件包是多余的。相反，開發(fā)人員需要根據(jù)他們的用例定制他們的發(fā)行版。但是，即使在使用定制內(nèi)核模塊和庫專門化了嵌入式系統(tǒng)之后，大多數(shù)都需要一種方法來保持?jǐn)?shù)千臺(tái)設(shè)備的固件和軟件的最新和安全。如今廣泛使用的IoT發(fā)行版在不花費(fèi)大量時(shí)間了解特定發(fā)行版及其工具集的特性的情況下，嵌入式開發(fā)人員也很難進(jìn)行定制和安全保護(hù)。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多嵌入式開發(fā)課程信息可關(guān)注培訓(xùn)無憂網(wǎng)嵌入式開發(fā)培訓(xùn)頻道或添加老師微信：15033336050...

2021-12-17點(diǎn)擊量：254

嵌入式大體分為以下四個(gè)方向：一、嵌入式硬件開發(fā)：熟悉電路等知識(shí)，非常熟悉各種常用元器件，掌握模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的開發(fā)能力。熟練掌握嵌入式硬件知識(shí)，熟悉硬件開發(fā)模式和設(shè)計(jì)模式，熟悉ARM32位處理器嵌入式硬件平臺(tái)開發(fā)、并具備產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。精通常用的硬件設(shè)計(jì)工具：Protel/PADS(PowerPCB)/Cadence/OrCad。一般需要有4~8層高速PCB設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。二、嵌入式驅(qū)動(dòng)開發(fā)：熟練掌握Linux操作系統(tǒng)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)。熟悉嵌入式ARM開發(fā)，至少掌握Linux字符驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)。具有單片機(jī)、ARM嵌入式處理器的移植開發(fā)能力，理解硬件原理圖，能獨(dú)立完成相關(guān)硬件驅(qū)動(dòng)調(diào)試，具有扎實(shí)的硬件知識(shí)，能夠根據(jù)芯片手冊(cè)編寫軟件驅(qū)動(dòng)程序。三、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)：掌握Linux系統(tǒng)配置，精通處理器體系結(jié)構(gòu)、編程環(huán)境、指令集、尋址方式、調(diào)試、匯編和混合編程等方面的內(nèi)容;掌握Linux文件系統(tǒng)制作，熟悉各種文件系統(tǒng)格式(YAFFS2、JAFFS2、RAMDISK等);熟悉嵌入式Linux啟動(dòng)流程，熟悉Linux配置文件的修改;掌握內(nèi)核裁減、內(nèi)核移植、交叉編譯、內(nèi)核調(diào)試、啟動(dòng)程序Bootloader編寫、根文件系統(tǒng)制作和集成部署Linux系統(tǒng)等整個(gè)流程;、熟悉搭建Linux軟件開發(fā)環(huán)境(庫文件的交叉編譯及環(huán)境配置等);四、嵌入式軟件開發(fā)：精通Linux操作系統(tǒng)的概念和安裝方法、Linux下的基本命令、管理配置和編輯器，包括VI編輯器，GCC編譯器，GDB調(diào)試器和Make項(xiàng)目管理工具等知識(shí);精通C語言的高級(jí)編程知識(shí)，包括函數(shù)與程序結(jié)構(gòu)、指針、數(shù)組、常用算法、庫函數(shù)的使用等知識(shí)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)內(nèi)容，包括鏈表、隊(duì)列等;掌握面向?qū)ο缶幊痰幕�本思想，以及C++語言的基礎(chǔ)內(nèi)容;精通嵌入式Linux下的程序設(shè)計(jì)，精通嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境，包括系統(tǒng)編程、文件I/O、多進(jìn)程和多線程、網(wǎng)絡(luò)編程、GUI圖形界面編程、數(shù)據(jù)庫;熟悉常用的圖形庫的編程，如QT、GTK、miniGUI、fltk、nano-x等。公司的日常活動(dòng)還是看公司的規(guī)模，大一點(diǎn)的一般只是讓你負(fù)責(zé)一個(gè)模塊，這樣你就要精通一點(diǎn)。若是公司比較小的話估計(jì)要你什么都做一點(diǎn)。還要了解點(diǎn)硬件的東西。那么看了這么多，嵌入式和純軟最大的區(qū)別在于：純軟學(xué)習(xí)的是一門語言，例如C,C++,java,甚至Python，語言說到底只是一門工具，就像學(xué)會(huì)英語法語日語一樣。但嵌入式學(xué)習(xí)的是軟件+硬件，通俗的講，它學(xué)的是做系統(tǒng)做產(chǎn)品，講究的是除了具體的語言工具，更多的是如何將一個(gè)產(chǎn)品分解為具體可實(shí)施的軟件和硬件，以及更小的單元。不少人問，將來就業(yè)到底是選驅(qū)動(dòng)還是選應(yīng)用？只能說憑興趣，并且驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用并不是截然分開的。PART01我們說的驅(qū)動(dòng)，其實(shí)并不局限于硬件的操作，還有操作系統(tǒng)的原理、進(jìn)程的休眠喚醒調(diào)度等概念。想寫出一個(gè)好的應(yīng)用，想比較好的解決應(yīng)用碰到的問題，這些知識(shí)大家應(yīng)該都懂。PART02做應(yīng)用的發(fā)展路徑個(gè)人認(rèn)為就是業(yè)務(wù)純熟。比如在通信行業(yè)、IPTV行業(yè)、手機(jī)行業(yè)，行業(yè)需求很了解。PART03做驅(qū)動(dòng)，其實(shí)不能稱為“做驅(qū)動(dòng)”，而是可以稱為“做底層系統(tǒng)”，做好了這是通殺各行業(yè)。比如一個(gè)人工作幾年，做過手機(jī)、IPTV、會(huì)議電視，但是這些產(chǎn)品對(duì)他毫無差別，因?yàn)樗�只做底層。�?dāng)應(yīng)用出現(xiàn)問題，解決不了時(shí)，他就可以從內(nèi)核角度給他們出主意，提供工具。做底層的發(fā)展方向，應(yīng)該是技術(shù)專家。PART04其實(shí)，做底層還是做應(yīng)用，之間并沒有一個(gè)界線，有底層經(jīng)驗(yàn)，再去做應(yīng)用，會(huì)感覺很踏實(shí)。有了業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，再了解一下底層，很快就可以組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信：15033336050...

2021-12-16點(diǎn)擊量：247

嵌入式操作系統(tǒng)（EmbeddedSystem）是指以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。舉例來說，大到油田的集散控制系統(tǒng)和工廠流水線，小到家用VCD機(jī)或手機(jī)，甚至組成普通PC終端設(shè)備的鍵盤、鼠標(biāo)、硬盤、Modem等均是由嵌入式處理器控制的。一、為什么要學(xué)嵌入式軟件開發(fā)？好處是什么？（1）目前國內(nèi)外這方面的人都很稀缺。一方面，是因?yàn)檫@一領(lǐng)域入門門檻較高，不僅要懂較底層軟件（例如操作系統(tǒng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)程序級(jí)軟件），對(duì)軟件專業(yè)水平要求較高（嵌入式系統(tǒng)對(duì)軟件設(shè)計(jì)的時(shí)間和空間效率要求較高），而且必須懂得硬件的工作原理，所以非專業(yè)IT人員很難切入這一領(lǐng)域；另一方面，是因?yàn)檫@一領(lǐng)域較新，目前發(fā)展太快，很多軟硬件技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間不長或正在出現(xiàn)（如ARM處理器、嵌入式操作系統(tǒng)、MPEG技術(shù)、無線通信協(xié)議等），掌握這些新技術(shù)的人當(dāng)然很找。嵌入式人才稀缺，身價(jià)自然就高，越有經(jīng)驗(yàn)價(jià)格就越高。其實(shí)嵌入式人才稀少，根本原因可能是大多數(shù)人無條件接觸，這需要相應(yīng)的嵌入式開發(fā)板和軟件，另外需要有經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行指導(dǎo)開發(fā)流程。（2）與企業(yè)計(jì)算等應(yīng)用軟件不同，嵌入式領(lǐng)域人才的工作強(qiáng)度通常低一些（但收入不低）。搞企業(yè)應(yīng)用軟件的IT企業(yè)，這個(gè)用戶的系統(tǒng)搞完了，又得去搞下一個(gè)用戶的，而且每個(gè)用戶的需求和完成時(shí)間都得按客戶要求改變，往往疲于奔命，重復(fù)勞動(dòng)。相比而言，搞嵌入式系統(tǒng)的公司，都有自己的產(chǎn)品計(jì)劃，按自己的節(jié)奏行事。所開發(fā)的產(chǎn)品通常是通用的，不會(huì)因客戶的不同而修改。一個(gè)產(chǎn)品型號(hào)開發(fā)完了，往往有較長一段空閑時(shí)間（或只是對(duì)軟件進(jìn)行一些小修補(bǔ)），有時(shí)間進(jìn)行充電和休整。另外，從事嵌入式軟件的每個(gè)人工作范圍相對(duì)狹窄，所涉及的專業(yè)技術(shù)范圍就是那些（ARM、RTOS、MPEG、802.11等），時(shí)間長了這些東西會(huì)越搞越有經(jīng)驗(yàn)，賣賣老本，幾句指導(dǎo)也夠讓那些初入道者琢磨半年的。若搞應(yīng)用軟件，可能下一個(gè)客戶要換成一個(gè)完全不同的軟件開發(fā)平臺(tái)，那就苦了。（3）哪天若想創(chuàng)業(yè)，搞自已的產(chǎn)品，那么嵌入式是一個(gè)不錯(cuò)的主意，這可不像應(yīng)用軟件那樣容易被盜版。土木學(xué)院有一個(gè)叫啟明星的公司開發(fā)出一個(gè)好象叫“工程e”的掌上PDA（南校區(qū)門口有廣告），施工技術(shù)人員用該P(yáng)DA可當(dāng)場進(jìn)行土木概預(yù)算和其它土木計(jì)算，據(jù)說銷路特好。我認(rèn)識(shí)的某大學(xué)老師，他開發(fā)的飯館用的點(diǎn)菜PDA（WinCE平臺(tái)，可無線連網(wǎng)和上網(wǎng)），據(jù)他說銷路不錯(cuò)，飯館點(diǎn)點(diǎn)PDA讓客戶點(diǎn)菜，多顯派頭檔次。我記得00級(jí)2+2班當(dāng)年有一組同學(xué)在學(xué)Windows程序設(shè)計(jì)課程時(shí)用VC++設(shè)計(jì)了一個(gè)功能很強(qiáng)的點(diǎn)菜系統(tǒng)做為課程項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)真想建議他們將這個(gè)軟件做成PDA，估計(jì)會(huì)有些銷路（上�；疖囌灸蠌V場的Macdonald便使用很漂亮的PDA給用戶點(diǎn)食品，像摸像樣的）。這些PDA的硬件設(shè)計(jì)一般都是請(qǐng)其它公司給訂做（這叫“貼牌”：OEM），都是通用的硬件，我們只管設(shè)計(jì)軟件就變成自己的產(chǎn)品了。二、十大課本上學(xué)不到的妙招1、離開舒適圈雖然當(dāng)了多年的工程師、但自認(rèn)是系統(tǒng)與軟件技術(shù)“通才”的DSP與嵌入式軟件開發(fā)顧問公司Jetperch創(chuàng)辦人MattLiberty建議，不斷更新并提升原本擅長的技術(shù)雖然很重要，但嵌入式工程師若能擴(kuò)展自己的知識(shí)領(lǐng)域會(huì)更有益。走出舒適圈，挑戰(zhàn)自我、去學(xué)習(xí)原本不熟悉的東西，包括工程以外的知識(shí)，例如與客戶、同事之間的互動(dòng)，將會(huì)收獲良多。2、學(xué)習(xí)利用搜索引擎當(dāng)了多年工程師、自認(rèn)是“看得懂系統(tǒng)架構(gòu)的軟件人”的PTRGroup首席科學(xué)家MichaelAnderson認(rèn)為，不要閉門造車，要善用開放源碼世界的信息，很多常見的設(shè)計(jì)問題其實(shí)透過因特網(wǎng)就能找到同領(lǐng)域菁英貢獻(xiàn)的程序代碼;嵌入式工程師們要走出自己的小世界擁抱社群，與同領(lǐng)域的其他工程師們相互交流、互相幫助，而這也是開放源碼世界的精神。3、學(xué)習(xí)那些讓因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)具備多年嵌入式工程師經(jīng)驗(yàn)的獨(dú)立產(chǎn)品設(shè)計(jì)與顧問公司AuriumTechnologies總經(jīng)理KenWada認(rèn)為，多數(shù)嵌入式領(lǐng)域工程師都知道如何撰寫C或C++語言程序，但有時(shí)候這樣的技能是不夠的;他建議嵌入式工程師學(xué)習(xí)因特網(wǎng)有關(guān)的技術(shù)，對(duì)職業(yè)生涯發(fā)展會(huì)有加分效果，例如他目前負(fù)責(zé)的幾個(gè)開發(fā)案，都是在嵌入式系統(tǒng)中嵌入虛擬（virtual）的XML，好讓一些小型連網(wǎng)設(shè)備能具備“即插即用”的運(yùn)作模式。4、熟悉實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）在工程人才招募機(jī)構(gòu)RandstadTechnologies負(fù)責(zé)嵌入式產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的解決方案經(jīng)理HenryWintz表示，目前產(chǎn)業(yè)界對(duì)于熟悉RTOS的工程師需求很高，也愿意提供更高的薪資水平;因此他鼓勵(lì)沒有接觸過RTOS的嵌入式工程師從一些較小型的系統(tǒng)著手，累積相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。此外他也發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)界對(duì)嵌入式Linux人才有不少需求，主要是因?yàn)檫@種操作系統(tǒng)具備較大的設(shè)計(jì)彈性。5、了解最新的處理器有超過多年嵌入式軟件工程師經(jīng)驗(yàn)的Embedded.fm工程師EleciaWhite表示，除了要深入了解C或C++等基本程序語言，有時(shí)也要認(rèn)識(shí)一些熱門的新程序語言以因應(yīng)特殊設(shè)計(jì)需求，但更重要的是了解最新的處理器技術(shù);處理器才是嵌入式系統(tǒng)的本質(zhì)。因?yàn)槲覀兊南到y(tǒng)資源有限，我們需要了解可用的資源有哪些。6、培養(yǎng)多元化技能與系統(tǒng)觀擔(dān)任近多年工程師、具備許多不同領(lǐng)域技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)顧問公司Rebelbot顧問JenCostillo建議，原本從事較小型系統(tǒng)架構(gòu)（例如MCU）開發(fā)的工程師，可以開始去熟悉更大的系統(tǒng)（例如Linux驅(qū)動(dòng)程序），反之亦然。嘗試著去開發(fā)手機(jī)應(yīng)用程序、或者是學(xué)習(xí)后端服務(wù)器的相關(guān)技術(shù)，能讓你開啟完全不同的觀點(diǎn);他并建議工程師去熟悉開放性硬件，現(xiàn)在市面上有不少現(xiàn)成的開發(fā)板，能讓工程師專注于學(xué)習(xí)獨(dú)特算法的開發(fā)。7、要能熟悉開放源碼軟件擁有多年工程師經(jīng)驗(yàn)的FreescaleSemiconductor數(shù)字網(wǎng)絡(luò)全球軟件開發(fā)部門總監(jiān)RobOshana表示，客戶往往會(huì)要求在系統(tǒng)中整合一大堆軟件，因此所有的嵌入式工程師需要熟悉各種軟件;他建議工程師避免只專長單一領(lǐng)域，因?yàn)槟强赡軙?huì)阻礙你的成長。對(duì)嵌入式工程師來說，確保自己對(duì)軟硬件技術(shù)都很了解，是非常寶貴的價(jià)值。8、建立系統(tǒng)級(jí)的工程思維自詡為高信賴度嵌入式系統(tǒng)專家、擔(dān)任了多年工程師的E2V電子系統(tǒng)總工程師AdamTaylor認(rèn)為，嵌入式工程師擁有系統(tǒng)導(dǎo)向的思維是很重要的，有不少開發(fā)案遇到問題，就是因?yàn)闆]有在開發(fā)初期充分考慮基準(zhǔn)、驗(yàn)證策略以及兼容性驗(yàn)證計(jì)劃等項(xiàng)目;此外每個(gè)嵌入式工程師都應(yīng)該具備優(yōu)良的項(xiàng)目管理技巧，力求準(zhǔn)時(shí)完成負(fù)責(zé)的項(xiàng)目。具備能明智因應(yīng)技術(shù)與項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的能力，對(duì)職業(yè)生涯發(fā)展會(huì)很有幫助。9、學(xué)習(xí)無線連結(jié)技術(shù)自認(rèn)是低階嵌入式工程師、有多年工作經(jīng)驗(yàn)的iRobot資深首席軟件工程師ChrisSvec建議，嵌入式工程師需要在接下來1~3年學(xué)習(xí)無線連結(jié)技術(shù)，特別是Wi-Fi與藍(lán)牙低功耗（BLE）;因?yàn)楝F(xiàn)在的嵌入式設(shè)備（至少各種消費(fèi)性電子都是）與使用者智能手機(jī)連結(jié)的主要（或唯一）方式，就是透過這些無線技術(shù)，雖然Wi-Fi與BLE不一定會(huì)是嵌入式系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配備，但熟悉這些技術(shù)對(duì)嵌入式工程師來說會(huì)很實(shí)用。10、要能明確表達(dá)自己的想法與意見透過文字或繪圖Micrum總裁JeanLaBrosse認(rèn)為，無論是哪一種工程師，都需要能有效表達(dá)自己的想法與意見;往往有些菜鳥工程師無法清晰表達(dá)自己的想法，因?yàn)樽ゲ坏街攸c(diǎn)，而最好的解決方法是練習(xí)將之圖形化，例如畫出流程圖。這聽起來好像有點(diǎn)過時(shí)，但有時(shí)利用各種圖框組合來整理自己的思緒、表達(dá)想法會(huì)是很有用的，例如iPad的iThoughts應(yīng)用程序。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信：15033336050...

2021-12-16點(diǎn)擊量：269

嵌入式開發(fā)寫程序不難，但如何寫得好、寫得快，那是需要點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)積累的。所以總結(jié)了一些東西，有2個(gè)設(shè)計(jì)思想是非常重要的。一個(gè)是“時(shí)間片輪的設(shè)計(jì)思想”，這個(gè)對(duì)實(shí)際中解決多任務(wù)問題非常有用，通�？梢杂眠@個(gè)東西來判斷一個(gè)人是單片機(jī)學(xué)習(xí)者，還是一個(gè)單片機(jī)工程師。這個(gè)必須掌握。第二個(gè)就是“分層屏蔽的設(shè)計(jì)思想”即分層思想。一、分層思想分層的思想并不是什么神秘的東西，事實(shí)上很多做項(xiàng)目的工程師本身自己也會(huì)在用。看了不少帖子都發(fā)現(xiàn)沒有提及這個(gè)東西，然而分層結(jié)構(gòu)確是很有用的東西，參透后會(huì)有一種恍然大悟的感覺。如果說我不懂LCD怎么驅(qū)動(dòng)，那好辦，看一下datasheet，參考一下別人的程序，很快就可以做出來。但是如果不懂程序設(shè)計(jì)的思想的話，會(huì)給你做項(xiàng)目的過程中帶來很多很多的困惑。二、時(shí)間片輪設(shè)計(jì)思想先用一個(gè)小例子引出今天的主題，想象一下，一個(gè)基本的家電控制板，肯定或多或少的會(huì)包含：LED或者數(shù)碼管顯示、按鍵、繼電器或者可控硅的輸出這3部分。數(shù)碼管需要10ms到20ms的動(dòng)態(tài)掃描，按鍵也需要20ms左右的延時(shí)消抖，有沒有意識(shí)到，其實(shí)這些時(shí)間是同時(shí)在進(jìn)行的。回想一下，咱們的教科書怎么教按鍵的延時(shí)消抖的？沒錯(cuò)，死循環(huán)，絕對(duì)是原地踏步死循環(huán)，用指令來計(jì)時(shí)。這樣很自然的引發(fā)一個(gè)問題，單片機(jī)在原地踏步死循環(huán)的話，那么其它的工作怎么辦？如數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描怎么辦？唯有等按鍵掃描之后再進(jìn)行了，這樣出來的效果，數(shù)碼管肯定會(huì)閃爍的，掃描時(shí)間過長了，縮短按鍵消抖時(shí)間也不是解決辦法，想象如果咱們還有其它很多工作也是同時(shí)做的呢？解決辦法之一，就是今天的主題——分時(shí)掃描的思想！當(dāng)然不會(huì)是唯一的辦法，只不過一直在用，覺得這個(gè)是非常不錯(cuò)的思想，可以解決很多實(shí)際問題。大膽妄言一下，分時(shí)掃描的思想也是單片機(jī)編程最核心的思想了，信不信就由你自己判斷了。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信：15033336050...

2021-12-15點(diǎn)擊量：318

嵌入式軟件是物聯(lián)網(wǎng)的核心，盡管嵌入式應(yīng)用程序安全通常不被認(rèn)為是嵌入式開發(fā)人員和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商的優(yōu)先事項(xiàng)，這可能是由于缺乏安全編碼知識(shí)或團(tuán)隊(duì)代碼庫之外的其他挑戰(zhàn)造成的。開發(fā)人員面臨的其他挑戰(zhàn)可能包括但不限于原始設(shè)計(jì)制造商(ODM)供應(yīng)鏈、有限內(nèi)存、小堆棧，以及將固件更新安全推送到端點(diǎn)的挑戰(zhàn)。防止內(nèi)存損壞漏洞在使用低級(jí)語言(如C)時(shí)，如果開發(fā)人員沒有以編程方式正確檢查和驗(yàn)證邊界，則很有可能出現(xiàn)內(nèi)存損壞錯(cuò)誤。防止使用已知的危險(xiǎn)函數(shù)和API有助于防止固件中的內(nèi)存損壞漏洞。例如，已知的、不安全的C函數(shù)的非詳盡列表包括：strcat、strcpy、sprintf、scanf和gets。常見內(nèi)存損壞漏洞可能包括堆�；蚨岩绯�。攻擊這些特定內(nèi)存損壞漏洞時(shí)的影響因操作系統(tǒng)平臺(tái)而異。例如，商用RTOS平臺(tái)(如QNXNeutrino)將每個(gè)進(jìn)程及其堆棧與文件系統(tǒng)隔離，從而最大限度地減少攻擊面。但是，對(duì)于常見的嵌入式Linux發(fā)行版，情況可能并非如此。在嵌入式開發(fā)中，嵌入式Linux中的緩沖區(qū)溢出可能導(dǎo)致攻擊者任意執(zhí)行惡意代碼和修改操作系統(tǒng)。一些內(nèi)存安全控制方法可用于防止內(nèi)存損壞漏洞，例如：使用安全的編譯器標(biāo)志，例如-fPIE、-fstack-protector-all、-Wl、-z、noexecstack，-Wl、-z、noexecaspect和其他可能取決于特定編譯器版本的標(biāo)志。首選包含內(nèi)存管理單元(MMU)的片上系統(tǒng)(SoC)和微控制器(MCU)。MMUs隔離線程和進(jìn)程，以在內(nèi)存漏洞被利用時(shí)減少攻擊面。首選包含內(nèi)存保護(hù)單元(MPU)的片上系統(tǒng)(SoC)和微控制器(MCU)。MPUs強(qiáng)制執(zhí)行內(nèi)存和獨(dú)立進(jìn)程的訪問規(guī)則，以及強(qiáng)制執(zhí)行特權(quán)規(guī)則。如果沒有MMU或MPU可用，則使用已知位監(jiān)控堆棧，通過確定堆棧中有多少不再包含已知位來監(jiān)控堆棧的消耗量。使用后，請(qǐng)注意緩沖區(qū)和空閑緩沖區(qū)中放置的內(nèi)容。利用地址空間布局隨機(jī)化(ASLR)和其他堆�？丶�的內(nèi)存漏洞進(jìn)行攻擊需要攻擊者付出大量努力。盡管如此，在某些情況下仍然是可能的。確保代碼具有彈性，并對(duì)存儲(chǔ)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)采用深入防御的方法，這將有助于嵌入式開發(fā)設(shè)備的安全態(tài)勢。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多嵌入式開發(fā)課程信息可關(guān)注培訓(xùn)無憂網(wǎng)嵌入式開發(fā)培訓(xùn)頻道或添加老師微信：15033336050...

2021-12-15點(diǎn)擊量：237

在過去的幾年中，人們?cè)絹碓疥P(guān)注在嵌入式開發(fā)中各種設(shè)備的功耗。這通常是因?yàn)樵O(shè)備是由電池供電的，人們關(guān)注的是如何最大限度地利用充電。然而，環(huán)境壓力意味著主電源供電設(shè)備需要盡可能降低功耗。從歷史上看，功耗一直被認(rèn)為是硬件設(shè)計(jì)師的職責(zé)范圍，但情況已不再如此…硬件設(shè)計(jì)對(duì)功耗有重要意義;它設(shè)置設(shè)備將消耗的最小功率。軟件的任務(wù)是將功耗盡可能降低到接近此最低水平。在選擇軟件IP組件(如操作系統(tǒng))時(shí)，開發(fā)人員還需要考慮電源。在考慮操作系統(tǒng)選擇對(duì)功耗的影響時(shí)，有兩大因素：運(yùn)行效率、電源管理設(shè)施。1.運(yùn)行效率從功耗的角度來看，操作系統(tǒng)的效率是兩個(gè)因素的函數(shù)，有時(shí)是相反的因素。內(nèi)存占用越小，所需內(nèi)存越少；更少的內(nèi)存意味著更少的功率。操作系統(tǒng)的速度——即執(zhí)行操作所需的機(jī)器周期數(shù)——更為重要。根據(jù)第一近似值，可以認(rèn)為每個(gè)機(jī)器循環(huán)使用一定量的能量，因此循環(huán)次數(shù)越少意味著功率越小。有研究表明，CPU在執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)所消耗的電量會(huì)因操作系統(tǒng)而異。2.電源管理設(shè)施正確設(shè)計(jì)的硬件為軟件提供了對(duì)許多因素的控制，特別是CPU頻率/電壓、打開/關(guān)閉外圍設(shè)備以及使用低功耗CPU模式。操作系統(tǒng)是應(yīng)用程序代碼和硬件之間的一層，因此以電源管理框架的形式將控制軟件定位在那里是合乎邏輯的。在嵌入式開發(fā)中，軟件“知道”它需要什么資源[外圍設(shè)備、CPU性能等]，并可以通過API將其與操作系統(tǒng)進(jìn)行通信，從而優(yōu)化設(shè)備的功耗或“能量足跡”。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多嵌入式開發(fā)課程信息可關(guān)注培訓(xùn)無憂網(wǎng)嵌入式開發(fā)培訓(xùn)頻道或添加老師微信：15033336050...

2021-12-14點(diǎn)擊量：438

成為一個(gè)正式的嵌入式開發(fā)工程師是一個(gè)艱辛的過程。從規(guī)范完善的開發(fā)周期到嚴(yán)格執(zhí)行和系統(tǒng)檢查，開發(fā)高可靠性嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)有許多種。本文介紹7個(gè)易操作且可以長久使用的技巧，它們對(duì)于確保系統(tǒng)更加可靠地運(yùn)行并捕獲異常行為大有幫助。技巧1：用已知值填充ROM軟件開發(fā)人員往往都是非常樂觀的一群人，只要讓他們的代碼忠實(shí)地長時(shí)間地運(yùn)行就可以了，僅此而已。微控制器跳出應(yīng)用程序空間并在非預(yù)想的代碼空間中執(zhí)行這種情況似乎是相當(dāng)少有的。然而，這種情況發(fā)生的機(jī)會(huì)并不比緩存溢出或錯(cuò)誤指針失去引用少。它確實(shí)會(huì)發(fā)生！發(fā)生這種情況后的系統(tǒng)行為將是不確定的，因?yàn)槟�認(rèn)情況下內(nèi)存空間都是0xFF，或者由于內(nèi)存區(qū)通常沒有寫過，其中的值可能只有上帝才知道。不過有相當(dāng)完備的linker或IDE技巧可以用來幫助識(shí)別這樣的事件并從中恢復(fù)系統(tǒng)。技巧就是使用FILL命令對(duì)未用ROM填充已知的位模式。要填充未使用的內(nèi)存，有很多不同的可能組合可以使用，但如果是想建立更加可靠的系統(tǒng)，最明顯的選擇是在這些位置放置ISRfaulthandler。如果系統(tǒng)出了某些差錯(cuò)，處理器開始執(zhí)行程序空間以外的代碼，就會(huì)觸發(fā)ISR，并在決定校正行動(dòng)之前提供儲(chǔ)存處理器、寄存器和系統(tǒng)狀態(tài)的機(jī)會(huì)。技巧2：檢查應(yīng)用程序的CRC對(duì)嵌入式工程師來說一個(gè)很大的好處是，我們的IDE和工具鏈可以自動(dòng)產(chǎn)生應(yīng)用程序或內(nèi)存空間校驗(yàn)和（Checksum），從而根據(jù)這個(gè)校驗(yàn)和驗(yàn)證應(yīng)用程序是否完好。有趣的是，在許多這些案例中，只有在將程序代碼加載到設(shè)備時(shí)，才會(huì)用到校驗(yàn)和。然而，如果CRC或校驗(yàn)和保持在內(nèi)存中，那么驗(yàn)證應(yīng)用程序在啟動(dòng)時(shí)（或甚至對(duì)長時(shí)間運(yùn)行的系統(tǒng)定期驗(yàn)證），是否仍然完好是確保意外之事不會(huì)發(fā)生的極好途徑。現(xiàn)在一個(gè)編程過的應(yīng)用程序發(fā)生改變的概率是很小的，但考慮每年交付的數(shù)十億個(gè)微控制器以及可能惡劣的工作環(huán)境，應(yīng)用程序崩潰的機(jī)會(huì)并不是零。更有可能的是，系統(tǒng)中的一個(gè)缺陷可能導(dǎo)致某一扇區(qū)發(fā)生閃存寫入或閃存擦除，從而破壞應(yīng)用程序的完整性技巧3：在啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行RAM檢查為了建立一個(gè)更加可靠和扎實(shí)的系統(tǒng)，確保系統(tǒng)硬件正常工作非常重要。畢竟硬件會(huì)發(fā)生故障（幸運(yùn)的是軟件永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生故障，軟件只會(huì)做代碼要它做的事，不管是正確的還是錯(cuò)誤的）。在啟動(dòng)時(shí)驗(yàn)證RAM的內(nèi)部或外部沒有問題，是確保硬件可以如預(yù)期般運(yùn)作的一個(gè)好方法。有許多不同的方法可用于執(zhí)行RAM檢查，但常用的方法是寫入一個(gè)已知的模式，然后等上一小段時(shí)間再回讀。結(jié)果應(yīng)該是所讀就是所寫。真相是，在大多數(shù)情況下RAM檢查是通過的，這也是我們想要的結(jié)果。但也有極小的可能性檢查不通過，這時(shí)就為系統(tǒng)標(biāo)示出硬件問題提供了極好的機(jī)會(huì)。技巧4：使用堆棧監(jiān)視器對(duì)許多的嵌入式開發(fā)者而言，堆棧似乎是一股相當(dāng)神秘的力量。當(dāng)奇怪的事情開始發(fā)生，工程師終于被難倒了，他們開始思考，也許堆棧中發(fā)生了什么事。結(jié)果是盲目地調(diào)整堆棧的大小和位置等等。但該錯(cuò)誤往往是與堆棧無關(guān)的，但怎能如此確定？畢竟，有多少工程師真的實(shí)際執(zhí)行過最壞情況下的堆棧大小分析？堆棧大小是在編譯時(shí)就靜態(tài)分配好的，但堆棧是以動(dòng)態(tài)的方式使用的。隨著代碼的執(zhí)行，應(yīng)用程序需要的變量、返回的地址和其它信息被不斷存儲(chǔ)在堆棧中。這種機(jī)制導(dǎo)致堆棧在其分配的內(nèi)存中不斷增長。然而，這種增長有時(shí)會(huì)超出編譯時(shí)確定的容量極限，導(dǎo)致堆棧破壞相鄰內(nèi)存區(qū)域的數(shù)據(jù)。絕對(duì)確保堆棧正常工作的一種方法是實(shí)現(xiàn)堆棧監(jiān)視器，將它作為系統(tǒng)“保健”代碼的一部分（有多少工程師會(huì)這樣做？）。堆棧監(jiān)視器會(huì)在堆棧和“其它”內(nèi)存區(qū)域之間創(chuàng)建一個(gè)緩沖區(qū)域，并填充已知的位模式。然后監(jiān)視器會(huì)不斷的監(jiān)視圖案是否有任何變化。如果該位模式發(fā)生了改變，那就意味著堆棧增長得太大了，即將要把系統(tǒng)推向黑暗地獄！此時(shí)監(jiān)視器可以記錄事件的發(fā)生、系統(tǒng)狀態(tài)以及任何其它有用的數(shù)據(jù)，供日后用于問題的診斷。大多數(shù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）或?qū)崿F(xiàn)了內(nèi)存保護(hù)單元（MPU）的微控制器系統(tǒng)中都提供有堆棧監(jiān)視器�？膳碌氖牵�這些功能默認(rèn)都是關(guān)閉狀態(tài)，或者經(jīng)常被開發(fā)人員有意關(guān)閉。在網(wǎng)絡(luò)上快速搜尋一下可以發(fā)現(xiàn)，很多人建議關(guān)閉實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中的堆棧監(jiān)視器以節(jié)省56字節(jié)的閃存空間。等等，這可是得不償失的做法！技巧5：使用MPU在過去，是很難在一個(gè)小而廉價(jià)的微控制器中找到內(nèi)存保護(hù)單元（MPU）的，但這種情況已經(jīng)開始改變�，F(xiàn)在從高端到低端的微控制器都已經(jīng)有MPU，而這些MPU為嵌入式軟件開發(fā)人員提供了一個(gè)可以大幅提高其固件（firmware）魯棒性（robustness）的機(jī)會(huì)。MPU已逐漸與操作系統(tǒng)耦合，以便建立內(nèi)存空間，其中的處理都分開，或任務(wù)可執(zhí)行其代碼，而不用擔(dān)心被stompedon。倘若真有事情發(fā)生，不受控制的處理會(huì)被取消，也會(huì)執(zhí)行其他的保護(hù)措施。請(qǐng)留意帶有這種組件的微控制器，如果有，請(qǐng)多加利用它的這種特性。技巧6：建立一個(gè)強(qiáng)大的看門狗系統(tǒng)你經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)的一種總是最受喜愛的看門狗（watchdog）實(shí)現(xiàn)是，在看門狗被啟用之處（這是一個(gè)很好的開始），但也是可以用周期性定時(shí)器將該看門狗清零之處；定時(shí)器的啟用是完全與程序中出現(xiàn)的任何情況隔離的。使用看門狗的目的是協(xié)助確保如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，看門狗不會(huì)被清零，即當(dāng)工作暫停，系統(tǒng)會(huì)被迫去執(zhí)行硬件重設(shè)定（hardwarereset），以便恢復(fù)。使用與系統(tǒng)活動(dòng)獨(dú)立的定時(shí)器可以讓看門狗保持清零，即使系統(tǒng)已失效。對(duì)應(yīng)用任務(wù)如何整合到看門狗系統(tǒng)中，嵌入式開發(fā)人員需要仔細(xì)考慮和設(shè)計(jì)。例如，有種技術(shù)可能可以讓每個(gè)在一定時(shí)期內(nèi)運(yùn)行的任務(wù)標(biāo)示它們可以成功地完成其任務(wù)。在此事件中，看門狗不被清零，強(qiáng)制被復(fù)位。還有一些比較先進(jìn)的技術(shù)，像是使用外部看門狗處理器，它可用來監(jiān)視主處理器如何表現(xiàn)，反之亦然。對(duì)一個(gè)可靠的系統(tǒng)而言，建立一個(gè)強(qiáng)大的看門狗系統(tǒng)是很重要的。由于有太多的技術(shù)，難以在這幾個(gè)段落中完全涵蓋，但針對(duì)此一議題，筆者未來還會(huì)發(fā)表相關(guān)的文章。技巧7：避免易失存儲(chǔ)器分配不習(xí)慣在資源有限環(huán)境下工作的工程師，可能會(huì)試圖使用其編程語言的特性，這種語言讓他們可以使用易失存儲(chǔ)器分配。畢竟，這是一種常在計(jì)算器系統(tǒng)中使用的技術(shù)，在計(jì)算器系統(tǒng)中，只有在有必要時(shí)，內(nèi)存才會(huì)被分配。例如，以C開發(fā)時(shí)，工程師可能傾向于使用malloc來分配在堆（heap）上的空間。有一個(gè)操作會(huì)執(zhí)行，一旦完成，可以使用free將被分配的內(nèi)存返回，以便堆的使用。在資源受限的系統(tǒng)，這可能是一場災(zāi)難！使用易失存儲(chǔ)器分配的其中一個(gè)問題是，錯(cuò)誤或不當(dāng)?shù)募夹g(shù)可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏或內(nèi)存碎片。如果出現(xiàn)這些問題時(shí)，大多數(shù)的嵌入式系統(tǒng)并沒有資源或知識(shí)來監(jiān)視堆或妥善地處理它。而當(dāng)它們發(fā)生時(shí)，如果應(yīng)用程序提出對(duì)空間的要求，但卻沒有所請(qǐng)求的空間可以使用，會(huì)發(fā)生什么事呢？使用易失存儲(chǔ)器分配所產(chǎn)生的問題是很復(fù)雜的，要妥善處理這些問題，可以說是一個(gè)噩夢！一種替代的方法是，直接以靜態(tài)的方式，簡化內(nèi)存的分配。例如，只要在程序中簡單地建立一個(gè)大小為256字節(jié)長的緩沖區(qū)，而不是經(jīng)由malloc請(qǐng)求這樣大小的內(nèi)存緩沖區(qū)。此一分配的內(nèi)存可在整個(gè)應(yīng)用程序的生命周期期間保持，且不會(huì)有堆或內(nèi)存碎片問題方面的顧慮。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信：15033336050...

2021-12-13點(diǎn)擊量：267

嵌入式開發(fā)項(xiàng)目中，首先需要做需求分析，然后根據(jù)需求分析進(jìn)行綜合考慮，這里給出幾個(gè)特別要注意的問題。一、MCU的選擇選擇MCU時(shí)要考慮MCU所能夠完成的功能、MCU的價(jià)格、功耗、供電電壓、I/O口電平、管腳數(shù)目以及MCU的封裝等因素。MCU的功耗可以從其電氣性能參數(shù)中查到。供電電壓有5V、3.3V以及1.8V超低電壓供電模式。為了能合理分配MCU的I/O資源，在MCU選型時(shí)可繪制一張引腳分配表，供以后的設(shè)計(jì)使用。二、電源1、考慮系統(tǒng)對(duì)電源的需求例如系統(tǒng)需要幾種電源，如24V、12V、5V或者3.3V等，估計(jì)各需要多少功率或最大電流(mA)。在計(jì)算電源總功率時(shí)要考慮一定的余量，可按公式“電源總功率=2×器件總功率”來計(jì)算。2、考慮芯片與器件對(duì)電源波動(dòng)性的需求一般允許電源波動(dòng)幅度在±5%以內(nèi)。對(duì)于A/D轉(zhuǎn)換芯片的參考電壓一般要求±1%以內(nèi)。3、考慮工作電源考慮工作電源是使用電源模塊還是使用外接電源。三、普通I/O口1、上拉、下拉電阻考慮用內(nèi)部或者外部上/下拉電阻，內(nèi)部上/下拉阻值一般在700Ω左右，低功耗模式不宜使用。外部上/下拉電阻根據(jù)需要可選10KΩ～1MΩ之間。2、開關(guān)量輸入一定要保證高低電壓分明。理想情況下高電平就是電源電壓，低電平就是地的電平。如果外部電路無法正確區(qū)分高低電平，但高低仍有較大壓差，可考慮用A/D采集的方式設(shè)計(jì)處理。對(duì)分壓方式中的采樣點(diǎn)，要考慮分壓電阻的選擇，使該點(diǎn)通過采樣端口的電流不小于采樣最小輸入電流，否則無法進(jìn)行采樣。3、開關(guān)量輸出基本原則是保證輸出高電平接近電源電壓，低電平接近地電平。I/O口的吸納電流一般大于放出電流。對(duì)小功率元器件控制最好是采用低電平控制的方式。一般情況下，若負(fù)載要求小于10mA，則可用芯片引腳直接控制；電流在10~100mA時(shí)可用三極管控制，在100mA～1A時(shí)用IC控制。更大的電流則適合用繼電器控制，同時(shí)建議使用光電隔離芯片。四、A/D電路與D/A電路1、A/D電路要清楚前端采樣基本原理，對(duì)電阻型、電流型和電壓型傳感器采用不同的采集電路。如果采集的信號(hào)微弱，還要考慮如何進(jìn)行信號(hào)放大。2、D/A電路考慮MCU的引腳通過何種輸出電路控制實(shí)際對(duì)象。3、控制電路對(duì)外控制電路要注意設(shè)計(jì)的冗余與反測，要有合適的信號(hào)隔離措施等。在評(píng)估設(shè)計(jì)的布板時(shí)，一定要在構(gòu)件的輸入輸出端引出檢測孔，以方便排查錯(cuò)誤時(shí)測量。五、考慮低功耗低功耗設(shè)計(jì)并不僅僅是為了省電，更多的好處在于降低了電源模塊及散熱系統(tǒng)的成本。由于電流的減小也減少了電磁輻射和熱噪聲的干擾。隨著設(shè)備溫度的降低，器件壽命則相應(yīng)延長，要做到低功耗一般需要注意以下幾點(diǎn)：1、并不是所有的總線信號(hào)都要上拉上下拉電阻也有功耗問題需要考慮。上下拉電阻拉一個(gè)單純的輸入信號(hào)，電流也就幾十微安以下。但拉一個(gè)被驅(qū)動(dòng)了的信號(hào)，其電流將達(dá)毫安級(jí)。所以需要考慮上下拉電阻對(duì)系統(tǒng)總功耗的影響。2、不用的I/O口不要懸空如果懸空的話，受外界的一點(diǎn)點(diǎn)干擾就可能成為反復(fù)振蕩的輸入信號(hào)，而MOS器件的功耗基本取決于門電路的翻轉(zhuǎn)次數(shù)。3、對(duì)一些外圍小芯片的功耗也需要考慮對(duì)于內(nèi)部不太復(fù)雜的芯片功耗是很難確定的，它主要由引腳上的電流確定。例如有的芯片引腳在沒有負(fù)載時(shí)，耗電大概不到1毫安，但負(fù)載增大以后，可能功耗很大。六、考慮低成本1、正確選擇電阻值與電容值比如一個(gè)上拉電阻，可以使用4.5K-5.3K的電阻，你覺得就選個(gè)整數(shù)5K，事實(shí)上市場上不存在5K的阻值，最接近的是4.99K(精度1%)，其次是5.1K(精度5%)，其成本分別比精度為20%的4.7K高4倍和2倍。20%精度的電阻阻值只有1、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8幾個(gè)類別(含10的整數(shù)倍)。類似地，20%精度的電容也只有以上幾種值，如果選了其它的值就必須使用更高的精度，成本就翻了幾倍，卻不能帶來任何好處。2、指示燈的選擇面板上的指示燈選什么顏色呢？有些人按顏色選，比如自己喜歡藍(lán)色就選藍(lán)色。但是其它紅綠黃橙等顏色的不管大小(5mm以下)封裝如何，都已成熟了幾十年，價(jià)格一般都在5毛錢以下。而藍(lán)色卻是近三四年才發(fā)明的，技術(shù)成熟度和供貨穩(wěn)定度都較差，價(jià)格卻要貴四五倍。(注:這一已經(jīng)是幾年前的看法了)本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信：15033336050...

2021-12-10點(diǎn)擊量：217

無論嵌入式系統(tǒng)是使用電池運(yùn)行還是連接到電網(wǎng)，設(shè)計(jì)一個(gè)綠色且能耗最低的系統(tǒng)是大多數(shù)系統(tǒng)的共同要求�，F(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)中最大的能源消耗者之一是微控制器，了解如何將其能源消耗降至最低至關(guān)重要。每個(gè)處理器體系結(jié)構(gòu)都將具有略微不同的低功耗功能，即使是在單個(gè)微控制器系列中。在這篇文章中，我們將介紹ArmCortex-M處理器核心的基本低功耗模式，以及嵌入式開發(fā)人員如何使用它們�；�本低能模式基于ArmCortex-M處理器的每個(gè)微控制器將至少具有三種電源模式;跑步，睡覺，深度睡眠。顯然，運(yùn)行模式是處理器完全通電并執(zhí)行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的所有操作。睡眠模式將停止CPU時(shí)鐘，但將使系統(tǒng)時(shí)鐘、閃存和外圍時(shí)鐘保持工作狀態(tài)。深度睡眠模式不僅會(huì)停止CPU時(shí)鐘，還會(huì)關(guān)閉系統(tǒng)時(shí)鐘、閃存和PLL。微控制器供應(yīng)商能夠完全定制其低功耗模塊，以提供不同程度的低功耗。例如，NXPKinetis-L處理器不僅具有標(biāo)準(zhǔn)Cortex-M低功耗模式，還具有低泄漏睡眠模式和極低泄漏睡眠模式等模式，這些模式僅消耗微安或納安的電流。需要注意的是，微控制器進(jìn)入睡眠狀態(tài)越深，就越接近完全關(guān)閉。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)很重要，因?yàn)榍度胧介_發(fā)人員使用越來越深的睡眠模式時(shí)，微控制器啟動(dòng)和開始執(zhí)行指令所需的時(shí)間可能會(huì)急劇增加。一些提供深度電源模式的處理器需要與處理器引導(dǎo)序列相同的時(shí)間才能再次運(yùn)行。根據(jù)你的應(yīng)用程序，這可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能產(chǎn)生重大影響。進(jìn)入低功耗模式開發(fā)人員可以使用兩種不同的指令將系統(tǒng)置于低功耗狀態(tài);等待事件(WFE)和等待中斷(WFI)。當(dāng)執(zhí)行WFE指令時(shí)，它檢查系統(tǒng)控制塊(SCB)中事件位的值。如果未設(shè)置該位，則系統(tǒng)將進(jìn)入睡眠模式。事件可以由外部源或使用SendEvent(SEV)指令生成。在大多數(shù)情況下，我看到或編寫的應(yīng)用程序中99%都使用了WFI指令。當(dāng)遇到WFI指令時(shí)，處理器將立即進(jìn)入SCB中配置的低功耗休眠模式，除非有掛起的中斷。一旦處理器進(jìn)入休眠狀態(tài)，它將在觸發(fā)中斷時(shí)喚醒。一些處理器甚至可能有一個(gè)可選的喚醒中斷控制器，允許開發(fā)人員配置允許喚醒處理器的源。這為嵌入式開發(fā)人員提供了更精細(xì)的控制，可以控制系統(tǒng)在最低功耗睡眠模式下保持多長時(shí)間。進(jìn)入所需睡眠模式的C代碼非常簡單。在大多數(shù)開發(fā)環(huán)境中，只需編寫以下代碼行：__WFI;如果你使用的是CMSIS，你也可以通過編寫以下命令來調(diào)用WFI函數(shù)：__WFI();現(xiàn)在你可能想知道如何配置進(jìn)入的低功耗模式。在SCB寄存器中有一個(gè)SLEEPDEEP位，如果設(shè)置為1，將使處理器進(jìn)入深度睡眠模式。如果位被清除為0，處理器將進(jìn)入睡眠模式。正如我前面提到的，硅供應(yīng)商通常會(huì)增強(qiáng)睡眠模式，因此還需要根據(jù)微控制器的設(shè)計(jì)人員配置額外的寄存器。額外的低功耗功能除了能夠進(jìn)入低功耗模式外，還有另一個(gè)有趣的低功耗模式功能，稱為退出時(shí)睡眠。退出時(shí)睡眠允許處理器在執(zhí)行的中斷完成后立即返回睡眠狀態(tài)。這允許嵌入式開發(fā)人員通過避免在主應(yīng)用程序和中斷之間進(jìn)行不必要的上下文切換來節(jié)省時(shí)間，在這種情況下，時(shí)間就是能量。允許處理器在中斷中喚醒，完成必要的工作，然后返回睡眠狀態(tài)。結(jié)論Cortex-M處理器上的低功耗模式是降低嵌入式系統(tǒng)能耗的主要關(guān)鍵之一。正如我們所看到的，嵌入式開發(fā)人員可以使用WFI指令將其系統(tǒng)置于低功耗模式，一旦觸發(fā)先前配置的喚醒事件或中斷，系統(tǒng)將立即喚醒。每個(gè)微控制器供應(yīng)商都能夠定制其電源模式，我們將看到微控制器在整個(gè)過程中只有三種默認(rèn)電源模式，包括十幾種電源模式和復(fù)雜的狀態(tài)機(jī)，以便于處理器從一種模式移動(dòng)到下一種模式。...

2021-12-08點(diǎn)擊量：229

在嵌入式軟件開發(fā)，包括單片機(jī)開發(fā)中，軟件架構(gòu)對(duì)于開發(fā)人員是一個(gè)必須認(rèn)真考慮的問題。軟件架構(gòu)對(duì)于系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和可靠性是非常重要的，一個(gè)合適的軟件架構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)清晰，并且便于開發(fā)。我相信在嵌入式或單片機(jī)軟件開發(fā)的初期大多數(shù)開發(fā)者采用的都是簡單的前后臺(tái)順序執(zhí)行架構(gòu)(我就是這樣的)。在嵌入式軟件開發(fā)中，程序架構(gòu)主要分為三種，本篇文章將對(duì)這三種程序架構(gòu)做出詳解。一、軟件架構(gòu)存在的意義可以說一個(gè)好的程序架構(gòu)，是一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的工程師和一個(gè)初學(xué)者的分水嶺。軟件架構(gòu)對(duì)于開發(fā)人員是友好的，你希望先執(zhí)行什么任務(wù)后執(zhí)行什么任務(wù)，或者這一個(gè)時(shí)間點(diǎn)執(zhí)行什么任務(wù)下一個(gè)執(zhí)行什么任務(wù)，又或者什么事件會(huì)同步到某個(gè)任務(wù)等等，在不同的軟件架構(gòu)下，解決上述問題的具體方法都是有所區(qū)別的。軟件架構(gòu)對(duì)開發(fā)者最大的幫助是：幫助開發(fā)者掌控整個(gè)工程的框架，當(dāng)你熟練使用其中某一個(gè)程序架構(gòu)后，對(duì)于系統(tǒng)中出現(xiàn)的bug你一定能夠快速的定位并解決。當(dāng)然，我建議要根據(jù)需要選擇合適的軟件架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，具體原因在文章后面會(huì)進(jìn)行介紹。二、深入介紹三種不同的程序架構(gòu)三種常用的軟件架構(gòu)有：順序執(zhí)行的前后臺(tái)系統(tǒng)、時(shí)間片輪詢系統(tǒng)和多任務(wù)操作系統(tǒng)。為了讓大家有一個(gè)更為清晰的認(rèn)識(shí)，我分別用三種軟件架構(gòu)對(duì)一個(gè)實(shí)例進(jìn)行介紹說明。這個(gè)實(shí)例如下：它有4個(gè)任務(wù)，這4個(gè)任務(wù)為按鍵掃描、聲光報(bào)警、顯示屏刷新和超聲波測距。這個(gè)實(shí)例的具體功能是通過按鍵設(shè)置測量距離的閾值，當(dāng)測距距離低于設(shè)置的閾值時(shí)，觸發(fā)聲光報(bào)警并且將測量距離實(shí)時(shí)顯示在顯示屏上(這個(gè)應(yīng)用是汽車倒車?yán)走_(dá)的具體體現(xiàn))。1、順序執(zhí)行的前后臺(tái)系統(tǒng)在順序執(zhí)行的前后臺(tái)系統(tǒng)中，我會(huì)把鍵盤掃描用查詢的方式放在while(1)中，而顯示屏刷新和超聲波測距使用中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中獲取測量距離后進(jìn)行顯示，在主函數(shù)的循環(huán)中進(jìn)行按鍵的檢測，聲光處理也放在主循環(huán)中。這樣整個(gè)程序就以變量標(biāo)志的同步方式在主循環(huán)和后臺(tái)中斷中執(zhí)行。2、時(shí)間片輪詢系統(tǒng)和多任務(wù)操作系統(tǒng)時(shí)間片輪詢法實(shí)際上通常出現(xiàn)在操作系統(tǒng)中，也就是說他屬于操作系統(tǒng)，但在這里所說的是基于前后臺(tái)系統(tǒng)的時(shí)間片輪詢。時(shí)間片輪詢法的實(shí)質(zhì)其實(shí)就是選出一個(gè)定時(shí)器，每進(jìn)一次定時(shí)中斷對(duì)計(jì)數(shù)值進(jìn)行自加，在主循環(huán)中根據(jù)這個(gè)計(jì)數(shù)值執(zhí)行任務(wù)，這個(gè)計(jì)數(shù)值也就是任務(wù)輪詢的時(shí)間片。在這個(gè)實(shí)例中，如果采用時(shí)間片輪詢系統(tǒng)的話，首先選用主控芯片的任一定時(shí)器，定時(shí)器定時(shí)時(shí)間周期由我們決定，為了保證實(shí)時(shí)性和運(yùn)行效率，這個(gè)值通常取10ms、30ms、50ms等，我會(huì)將按鍵掃描輪值值設(shè)置為20ms，因?yàn)榘存I抖動(dòng)的時(shí)長一般為20ms，這樣處理既達(dá)到了消抖的目的，又不會(huì)漏掉按鍵的檢測。而顯示屏的刷新設(shè)置為30ms，如果你覺得刷新反應(yīng)慢了也可以修改這一輪詢值得到改善；而超聲波測距的輪詢值設(shè)置為100ms，即每隔100模式觸發(fā)測距一次，這個(gè)測距頻率已經(jīng)能夠滿足大多數(shù)的情況了。3、多任務(wù)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的本身是一個(gè)比較復(fù)雜的東西，任務(wù)的管理和調(diào)度實(shí)現(xiàn)的底層是很復(fù)雜和困難的。但是，我們一般都是把操作系統(tǒng)本身作為一個(gè)工具一個(gè)平臺(tái)，我們的目的是使用它的功能而不是開發(fā)一個(gè)操作系統(tǒng)。我使用過ucos和freertos小型的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，也使用過Linux大型的操作系統(tǒng)，有了操作系統(tǒng)，不管是對(duì)于程序的穩(wěn)定性和開發(fā)的效率都會(huì)好很多。我們?cè)谑褂貌僮飨到y(tǒng)的時(shí)候更多的需要去學(xué)習(xí)和理解它的一些調(diào)度和通信的方式。實(shí)際上真正能使用操作系統(tǒng)的人并不多，反而是跑裸機(jī)的占大多數(shù)，這也和產(chǎn)品的具體要求有關(guān)，很多簡單的系統(tǒng)只需要裸機(jī)即可滿足。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信：15033336050...

2021-12-07點(diǎn)擊量：207

合格的嵌入式開發(fā)者應(yīng)是多面手，應(yīng)具備各方面的技能，包括從硬件到軟件到應(yīng)用(電力系統(tǒng)保護(hù)，自動(dòng)化，控制，人工智能，機(jī)器學(xué)習(xí)等)，從單板到系統(tǒng)整機(jī)，從技術(shù)到管理，甚至吹拉彈唱也需要了解一點(diǎn)，做項(xiàng)目管理時(shí)可以提升團(tuán)隊(duì)氣氛和豐富業(yè)余生活。嵌入式知識(shí)和技能體系龐大，樣樣精通者鳳毛鱗角，一般都是一專多能，各類技能多少都能說上一點(diǎn)。按照嵌入式開發(fā)層次關(guān)系，整理嵌入式開發(fā)者技能大全如下。1、處理器MCU架構(gòu)及開發(fā)。MCU，俗稱單片機(jī)，把中央處理器(CentralProcessUnit，CPU)的頻率和規(guī)格作適當(dāng)刪減，并將內(nèi)存(Memory)、計(jì)數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD等驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場合做不同的組合控制。常見的MCU包括Intel的C51/C8051F系列，Motorola的68K系列，MicroChip的PIC系列等。MPU架構(gòu)及開發(fā)。MPC指微處理單元，一般不帶外圍器件(如存儲(chǔ)器陣列等)，是高度集成的通用結(jié)構(gòu)的處理器。典型如Intel的X86系列、飛思卡爾的PowerPC系列、P1系列，ARM架構(gòu)處理器等。DSP架構(gòu)及開發(fā)。DSP采用哈佛結(jié)構(gòu)，同一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可以多次訪問存儲(chǔ)器，多級(jí)指令執(zhí)行流水結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率，DSP芯片常用于復(fù)雜的運(yùn)算，典型如TI的TMSCXX系列，ADI的SHARC系列、Blackfin系列等。2、CPLD&FPGA架構(gòu)及開發(fā)CPLD&FPGA作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。通過可編程邏輯單元實(shí)現(xiàn)各種算法和組合邏輯�；�于CPLD&FPGA實(shí)現(xiàn)程序開發(fā)。包括RTL門級(jí)邏輯圖設(shè)計(jì)，VerilogHDL程序設(shè)計(jì)，VHDL程序設(shè)計(jì)，XILINX編譯軟件使用，ALTERA編譯軟件使用，低速串、并行通信控制器設(shè)計(jì)，高速串行通信控制器設(shè)計(jì)。3、電路設(shè)計(jì)和分析包括模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)，包括器件DataSheet閱讀，原理圖及PCB閱讀等。4、原理圖/PCB設(shè)計(jì)工具Cadence，Altium，PADS，DXP等。5、電路仿真工具使用Multisim，Pspice，ADS，MATLAB等。6、分立類電子元器件工作原理和選型電路防護(hù)類器件，阻容器件，電感磁珠，DC/DC，晶振，二極管，三極管，穩(wěn)壓管，光耦，MOS管，IGBT，繼電器，開關(guān)和按鍵，LED指示燈，PCB板用接線端子，交流互感器等。7、集成類電子元器件工作原理和選型AD，邏輯器件，DA，運(yùn)放，計(jì)數(shù)器，觸發(fā)器，鎖存器，譯碼器，SRAM，SDRAM，DDR，F(xiàn)LASH，EEPROM，接口芯片等。8、失效分析與可靠性物料的構(gòu)造與工作原理，金相切片，顯微觀察，PCB形變測量，HALT實(shí)驗(yàn)技術(shù)，可靠性計(jì)算等。9、硬件測試(器件、模件、整機(jī))元器件測試方法，模件、整機(jī)測試方法，元器件、模件、整機(jī)測試問題分析，國標(biāo)、行標(biāo)理解，EMC問題分析和解決等。10、操作系統(tǒng)架構(gòu)及開發(fā)環(huán)境了解操作系統(tǒng)原理及基本編譯原理。操作系統(tǒng)提供CPU資源管理、外設(shè)驅(qū)動(dòng)、內(nèi)存管理、線程/進(jìn)程管理、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊、安全機(jī)制、界面管理等。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基本特征是事件響應(yīng)的快速性和確定性，在嵌入式系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。通用操作系統(tǒng)包括windows、Unix、LInux等。目前在嵌入式領(lǐng)域廣泛使用的操作系統(tǒng)包括：嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II、嵌入式Linux、WindowsEmbedded、VxWorks、FreeRTOS、QNX等，以及應(yīng)用在智能手機(jī)和平板電腦的Android、iOS等。11、底層驅(qū)動(dòng)開發(fā)VxWorks操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)開發(fā)，Linux移植，Linux開發(fā)，單板DTS配置以及根文件系統(tǒng)生成(Buildroot)，U-BOOT移植和開發(fā)，C語言開發(fā)，Python語言開發(fā)，Makefile編寫，GNU編譯器及工具鏈的使用，Linux操作系統(tǒng)使用。具體包括以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)，SPI驅(qū)動(dòng)，I2C驅(qū)動(dòng)，文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，CAN驅(qū)動(dòng)等。12、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)面向?qū)ο�，設(shè)計(jì)模式，UML，嵌入式多任務(wù)開發(fā)，重構(gòu)，多核開發(fā)等。了解常用的開發(fā)過程，如敏捷編程，測試驅(qū)動(dòng)開發(fā)等。13、系統(tǒng)軟件開發(fā)熟悉開發(fā)語言，包括：C，C++，C#，QT，Python，JAVA，等。熟悉WEB開發(fā)，開發(fā)規(guī)范等。14、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，圖論算法，數(shù)字信號(hào)處理算法，小波算法等。15、網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理，TCP/IP協(xié)議原理及分析，IEC61850規(guī)約(建模，MMS，SV，GOOSE等)，103規(guī)約，104規(guī)約，DNP規(guī)約，Modbus協(xié)議，物聯(lián)網(wǎng)Zigbee協(xié)議，bluetooth，wireshark等報(bào)文分析工具，環(huán)網(wǎng)HSR協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)安全等。16、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫原理與設(shè)計(jì)，SQLite/Access/MySQL/SQLServer/Oracle/大數(shù)據(jù)hadoop等。17、界面和圖形庫Zinc，UGL，QT，SVG，MiniGUI等。18、應(yīng)用知識(shí)(以電力系統(tǒng)自動(dòng)化為例)電力系統(tǒng)常識(shí)，繼電保護(hù)知識(shí)，測控知識(shí);智能變電站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)分，故障錄波器，保信，遠(yuǎn)動(dòng)等。19、調(diào)試和測試軟件測試基礎(chǔ)，61850規(guī)約測試，網(wǎng)絡(luò)測試，時(shí)間管理測試，應(yīng)用功能測試(繼電保護(hù)功能等)，ATS測試開發(fā)與使用，Labview測試程序開發(fā)等。20、項(xiàng)目管理配置管理如版本管理工具Git使用等，項(xiàng)目計(jì)劃與任務(wù)劃分，項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤，項(xiàng)目協(xié)調(diào)等。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信：15033336050...

2021-12-04點(diǎn)擊量：295

嵌入式產(chǎn)品的可靠性自然與硬件密不可分，但在硬件確定、并且沒有第三方測試的前提下，使用防御性編程思想寫出的代碼，往往具有更高的穩(wěn)定性。防御性編程首先需要認(rèn)清C語言的種種缺陷和陷阱，C語言對(duì)于運(yùn)行時(shí)的檢查十分弱小，需要程序員謹(jǐn)慎的考慮代碼，在必要的時(shí)候增加判斷；防御性編程的另一個(gè)核心思想是假設(shè)代碼運(yùn)行在并不可靠的硬件上，外接干擾有可能會(huì)打亂程序執(zhí)行順序、更改RAM存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等等。1、具有形參的函數(shù)，需判斷傳遞來的實(shí)參是否合法程序員可能無意識(shí)的傳遞了錯(cuò)誤參數(shù)；外界的強(qiáng)干擾可能將傳遞的參數(shù)修改掉，或者使用隨機(jī)參數(shù)意外的調(diào)用函數(shù)，因此在執(zhí)行函數(shù)主體前，需要先確定實(shí)參是否合法。2、仔細(xì)檢查函數(shù)的返回值對(duì)函數(shù)返回的錯(cuò)誤碼，要進(jìn)行全面仔細(xì)處理，必要時(shí)做錯(cuò)誤記錄。3、防止指針越界如果動(dòng)態(tài)計(jì)算一個(gè)地址時(shí)，要保證被計(jì)算的地址是合理的并指向某個(gè)有意義的地方。特別對(duì)于指向一個(gè)結(jié)構(gòu)或數(shù)組的內(nèi)部的指針，當(dāng)指針增加或者改變后仍然指向同一個(gè)結(jié)構(gòu)或數(shù)組。4、防止數(shù)組越界數(shù)組越界的問題前文已經(jīng)講述的很多了，由于C不會(huì)對(duì)數(shù)組進(jìn)行有效的檢測，因此必須在應(yīng)用中顯式的檢測數(shù)組越界問題。5、數(shù)學(xué)算數(shù)運(yùn)算5.1、除法運(yùn)算，只檢測除數(shù)為零就可靠嗎？除法運(yùn)算前，檢查除數(shù)是否為零幾乎已經(jīng)成為共識(shí)，但是僅檢查除數(shù)是否為零就夠了嗎？考慮兩個(gè)整數(shù)相除，對(duì)于一個(gè)signedlong類型變量，它能表示的數(shù)值范圍為：-2147483648~+2147483647，如果讓-2147483648/-1，那么結(jié)果應(yīng)該是+2147483648，但是這個(gè)結(jié)果已經(jīng)超出了signedlong所能表示的范圍了。所以，在這種情況下，除了要檢測除數(shù)是否為零外，還要檢測除法是否溢出。5.2、檢測運(yùn)算溢出整數(shù)的加減乘運(yùn)算都有可能發(fā)生溢出，在討論未定義行為時(shí)，給出過一個(gè)有符號(hào)整形加法溢出判斷代碼。5.3、檢測移位在討論未定義行為時(shí)，提到有符號(hào)數(shù)右移、移位的數(shù)量是負(fù)值或者大于操作數(shù)的位數(shù)都是未定義行為，也提到不對(duì)有符號(hào)數(shù)進(jìn)行位操作，但要檢測移位的數(shù)量是否大于操作數(shù)的位數(shù)。6、如果有硬件看門狗，則使用它在其它一切措施都失效的情況下，看門狗可能是最后的防線。它的原理特別簡單，但卻能大大提高設(shè)備的可靠性。如果設(shè)備有硬件看門狗，一定要為它編寫驅(qū)動(dòng)程序。7、關(guān)鍵數(shù)據(jù)儲(chǔ)存多個(gè)備份，取數(shù)據(jù)采用“表決法”RAM中的數(shù)據(jù)在受到干擾情況下有可能被改變，對(duì)于系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)應(yīng)該進(jìn)行保護(hù)。關(guān)鍵數(shù)據(jù)包括全局變量、靜態(tài)變量以及需要保護(hù)的數(shù)據(jù)區(qū)域。備份數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)不應(yīng)該處于相鄰位置，因此不應(yīng)由編譯器默認(rèn)分配備份數(shù)據(jù)位置，而應(yīng)該由程序員指定區(qū)域存儲(chǔ)�？梢詫�RAM分為3個(gè)區(qū)域，第一個(gè)區(qū)域保存原碼，第二個(gè)區(qū)域保存反碼，第三個(gè)區(qū)域保存異或碼，區(qū)域之間預(yù)留一定量的“空白”RAM作為隔離�？梢允褂镁幾g器的“分散加載”機(jī)制將變量分別存儲(chǔ)在這些區(qū)域。需要進(jìn)行讀取時(shí)，同時(shí)讀出3份數(shù)據(jù)并進(jìn)行表決，取至少有兩個(gè)相同的那個(gè)值。8、對(duì)非易失性存儲(chǔ)器進(jìn)行備份存儲(chǔ)非易失性存儲(chǔ)器包括但不限于Flash、EEPROM、鐵電。僅僅將寫入非易失性存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)再讀出校驗(yàn)是不夠的。強(qiáng)干擾情況下可能導(dǎo)致非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，在寫非易失性存儲(chǔ)器的期間系統(tǒng)掉電將導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，因干擾導(dǎo)致程序跑飛到寫非易失性存儲(chǔ)器函數(shù)中，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲(chǔ)紊亂。一種可靠的辦法是將非易失性存儲(chǔ)器分成多個(gè)區(qū)，每個(gè)數(shù)據(jù)都將按照不同的形式寫入到這些分區(qū)中，需要進(jìn)行讀取時(shí)，同時(shí)讀出多份數(shù)據(jù)并進(jìn)行表決，取相同數(shù)目較多的那個(gè)值。9、軟件鎖對(duì)于初始化序列或者有一定先后順序的函數(shù)調(diào)用，為了保證調(diào)用順序或者確保每個(gè)函數(shù)都被調(diào)用，我們可以使用環(huán)環(huán)相扣，實(shí)質(zhì)上這也是一種軟件鎖。此外對(duì)于一些安全關(guān)鍵代碼語句（是語句，而不是函數(shù)），可以給它們?cè)O(shè)置軟件鎖，只有持有特定鑰匙的，才可以訪問這些關(guān)鍵代碼。也可以通俗的理解為，關(guān)鍵安全代碼不能按照單一條件執(zhí)行，要額外的多設(shè)置一個(gè)標(biāo)志。比如，向Flash寫一個(gè)數(shù)據(jù)，我們會(huì)判斷數(shù)據(jù)是否合法、寫入的地址是否合法，計(jì)算要寫入的扇區(qū)。之后調(diào)用寫Flash子程序，在這個(gè)子程序中，判斷扇區(qū)地址是否合法、數(shù)據(jù)長度是否合法，之后就要將數(shù)據(jù)寫入Flash。由于寫Flash語句是安全關(guān)鍵代碼，所以程序給這些語句上鎖：必須具有正確的鑰匙才可以寫Flash。這樣即使是程序跑飛到寫Flash子程序，也能大大降低誤寫的風(fēng)險(xiǎn)。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信：15033336050...

2021-12-04點(diǎn)擊量：207

嵌入式開發(fā)，RTOS比裸奔的優(yōu)勢在哪？第一、并發(fā)性程序并發(fā)工作效率低在寫裸機(jī)軟件時(shí)，不可避免的在主程序中會(huì)有一個(gè)超級(jí)大的while(1)循環(huán)，這里面幾乎包含整個(gè)項(xiàng)目的所有業(yè)務(wù)邏輯。因?yàn)槊總�(gè)業(yè)務(wù)邏輯里面都會(huì)有delay這樣的循環(huán)等待函數(shù)，這樣導(dǎo)致了所有的業(yè)務(wù)邏輯幾乎都是串行起來工作的。這個(gè)時(shí)候CPU就會(huì)有很多時(shí)間都浪費(fèi)在了延時(shí)函數(shù)里，一直在空轉(zhuǎn)，導(dǎo)致軟件的并發(fā)效率非常差。第二、模塊化：高內(nèi)聚、低耦合的原則從軟件工程的角度，我們?cè)谧鲕浖�開發(fā)時(shí)，都會(huì)強(qiáng)調(diào)高內(nèi)聚、低耦合的原則。而裸機(jī)的模塊化開發(fā)難度非常大，模塊間的耦合較重，這也導(dǎo)致了無法在大型項(xiàng)目使用裸機(jī)來開發(fā)。還是剛才main函數(shù)中大while(1)的例子，可以想象到那么多功能都緊緊的擠在一個(gè)函數(shù)里，不可拆分，模塊化開發(fā)的困難重重。舉一個(gè)非常貼切的例子，在一些使用看門狗的項(xiàng)目中，如果使用delay延時(shí)函數(shù)，那得注意點(diǎn)，萬一延時(shí)過長，主函數(shù)來不及喂狗，看門狗就被觸發(fā)了。最后會(huì)產(chǎn)生這樣一種感覺，一個(gè)簡簡單單的delay還得考慮喂狗功能，裸機(jī)開發(fā)時(shí)操的心太多了，自然無法應(yīng)用在大型項(xiàng)目中。第三、生態(tài)：很多高級(jí)軟件組件，必須依賴于操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)比如說，我前些年開源過一個(gè)基于FreeModbus的Modbus主機(jī)協(xié)議棧，因?yàn)橐�考慮各個(gè)平臺(tái)適配問題，原本計(jì)劃支持各種各樣的操作系統(tǒng)，甚至是裸機(jī)平臺(tái)。在各個(gè)操作系統(tǒng)上的適配都非常容易，但再去嘗試著適配裸機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)難度重重，有一些函數(shù)在裸機(jī)上實(shí)現(xiàn)起來非常復(fù)雜，而且針對(duì)于不同的裸機(jī)環(huán)境，幾乎沒有通用性可言，太耗費(fèi)精力了。所以我最終就放棄了裸機(jī)適配，一直到現(xiàn)在，在裸機(jī)上還是沒法用這個(gè)Modbus主機(jī)協(xié)議棧。還有一些軟件無法運(yùn)行在裸機(jī)上，比如：樂鑫、Realtek、ti和聯(lián)發(fā)科提供的WIFiSOCSDK，一些藍(lán)牙SOC的SDK也都是只支持操作系統(tǒng)，所以，如果你不了解、不會(huì)使用操作系統(tǒng)，這些芯片也就玩不轉(zhuǎn)了。第四、實(shí)時(shí)性：功能復(fù)雜的情況下，實(shí)時(shí)性無法保證軟件的實(shí)時(shí)性在一些領(lǐng)域會(huì)有一定的要求，軟件的每個(gè)步驟必須在指定的時(shí)間被觸發(fā)。工控領(lǐng)域就是最常見到的場景，如果實(shí)時(shí)性無法保證，機(jī)械設(shè)備可能就無法按照指定時(shí)序要求去動(dòng)作，以至于發(fā)生機(jī)械事故，甚至?xí)�威脅到人的生命�；剡^來接著看裸機(jī)軟件，如果軟件變得龐大以后，可以想象到，主程序中那么大的一個(gè)while(1)循環(huán)，代碼耦合嚴(yán)重，到處都是delay延時(shí)，要保證實(shí)時(shí)性幾乎是不可能的。第五、可重用性：軟件可重用性差，總是重復(fù)造輪子可重用性與模塊化程度有直接的關(guān)系。相信大家每個(gè)人在工作中都不想做很多重復(fù)性的工作，同樣在寫代碼時(shí)，也想著盡可能少寫一些功能相似的代碼。但在這個(gè)嵌入式碎片化極其嚴(yán)重的時(shí)代，各式各樣的芯片，想要讓同樣的代碼，在裸機(jī)環(huán)境下同時(shí)適配不同的硬件，難度非常大。這樣也就導(dǎo)致了裸機(jī)的代碼會(huì)過多的依賴于底層硬件，重復(fù)造輪子的過程也就不可避免。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信：15033336050...

2021-12-03點(diǎn)擊量：222

當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的C語言編譯器存在普遍只能找出代碼中潛在的缺陷，而對(duì)程序方案設(shè)計(jì)并沒有效。使用靜態(tài)代碼分析器有助于提升固件和捕獲編譯器難以察覺的問題。一、用于嵌入式的常見代碼靜態(tài)分析工具代碼靜態(tài)分析工具，顧名思義就是對(duì)代碼進(jìn)行靜待分析，以提前預(yù)判（分析出）代碼潛在的一些問題的工具。換句話說，就是通過工具找出你代碼的bug（錯(cuò)誤、警告）。代碼靜態(tài)分析工具需要你的代碼遵循一定規(guī)范，比如遵循C99、MISRAC：2012等，不然工具不支持對(duì)你代碼的靜態(tài)分析。代碼靜態(tài)分析工具有獨(dú)立存在的（就是一款軟件工具），也有集成在IDE中的。比如比如：IAREWARM就自帶靜待分析工具。同時(shí)，有些工具支持通過“安裝插件”的形式集成在IDE中，比如：在keilMDK中添加PC-lint代碼靜態(tài)分析工具。二、捕捉潛在的漏洞靜態(tài)代碼分析器廣為人知的用途之一就是掃描軟件中潛在的問題和漏洞。這些問題小到switchcase遺漏了break語句，大到緩存溢出的潛在風(fēng)險(xiǎn)。靜態(tài)代碼分析器能夠發(fā)現(xiàn)那些容易被編譯器或者代碼審核人員忽略的問題。在開發(fā)的早期階段配置一個(gè)靜態(tài)代碼分析器在實(shí)踐中能夠確保潛在風(fēng)險(xiǎn)被立即處理，而不是等到開發(fā)的后期階段。三、強(qiáng)制執(zhí)行代碼規(guī)范執(zhí)行代碼規(guī)范是確保軟件開發(fā)一致性和代碼可讀性的重要舉措。代碼規(guī)范不僅會(huì)涉及代碼可讀性等問題，它還能迫使代碼變得優(yōu)雅。一個(gè)典型的例子就是許多靜態(tài)代碼分析器支持MISRAC。靜態(tài)代碼分析器能夠確保開發(fā)者沒有違背大多數(shù)推薦實(shí)現(xiàn)方法，也沒有違背標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)雅實(shí)踐（但是有些規(guī)則要求人工檢查，機(jī)器無法自動(dòng)判別）。如果真的發(fā)生了違規(guī)行為，靜態(tài)分析器會(huì)將違規(guī)行為報(bào)告給開發(fā)者，開發(fā)者可以給予糾正。使用靜態(tài)分析器能夠快速判斷代碼是否遵循了已定義的標(biāo)準(zhǔn)。四、確保嚴(yán)格執(zhí)行ANSI-C標(biāo)準(zhǔn)那些想嚴(yán)格按照ANSI-C標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)可移植軟件的開發(fā)者可以用靜態(tài)代碼分析器判斷是否有非標(biāo)準(zhǔn)的用法混雜在代碼里。將分析器設(shè)置為“strict”將會(huì)查找出那些可移植性較差的或者兼容性較弱的代碼區(qū)域。開發(fā)者隨后可以再次檢查這部分代碼，使得軟件更好地遵守ANSI-C標(biāo)準(zhǔn)，或者至少在文檔中注明這部分代碼。五、強(qiáng)大的類型檢查功能C語言并不支持強(qiáng)類型檢查。在C語言中，如果開發(fā)者自己創(chuàng)建了一種類型，編譯器會(huì)忽略新類型而使用底層的C語言類型。六、提供量綱檢查1998年發(fā)射失敗的火星氣候探測器是我最關(guān)注的航空器失事事故之一。航空器的失敗是由于輸入軌道插入?yún)��?shù)時(shí)使用了非標(biāo)準(zhǔn)的lbs*s而不是N*s（哎呀�。��；鹦菤夂蛱綔y器的失事永遠(yuǎn)警示著我們確保度量單位正確的重要性。但C編程語言沒有提供任何的量綱分析來確保計(jì)算的一致性。但是，靜態(tài)代碼分析器能夠完成這些檢查，以確保不會(huì)將千米誤乘以英尺從而得到一個(gè)錯(cuò)誤的結(jié)果。量綱分析的設(shè)置在各種工具中各不相同，但開發(fā)者應(yīng)該好好利用這個(gè)重要的特性。七、支持基本的堆棧分析理解棧的最壞使用場景是開發(fā)任何實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵。有很多的方法能分析和確定堆棧的最壞情況下的的使用狀態(tài)，但可以用靜態(tài)代碼分析器來找找合理使用堆棧的感覺。靜態(tài)分析器可以計(jì)算函數(shù)的堆棧使用情況和調(diào)用圖來給出堆棧所需的大致空間。靜態(tài)分析工具還可以幫助深入了解程序?qū)�函�?shù)調(diào)用，以及函數(shù)結(jié)果的確定性。使用靜態(tài)分析來熟悉堆棧的使用和最壞工作狀態(tài)有助于初步理解堆棧的最壞狀態(tài)分析。八、幫助檢查線程靜態(tài)分析工具也可以用來查看在相同處理器上同時(shí)執(zhí)行的線程和任務(wù)所出現(xiàn)的問題。舉個(gè)例子，分析工具可以識(shí)別是否有與加鎖或解鎖互斥相關(guān)的任何異常。線程檢查對(duì)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中查找問題非常有效，但配置此類分析卻要花費(fèi)很大的代價(jià)。只要能發(fā)現(xiàn)存在異常的線程，這種代價(jià)還是值得付出的。九、總結(jié)靜態(tài)分析是開發(fā)人員開發(fā)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的一個(gè)寶貴工具。靜態(tài)分析器的七種用途只是其強(qiáng)大功能的幾個(gè)例子。靜態(tài)代碼分析器的使用可以大大提高代碼的質(zhì)量和魯棒性，如果設(shè)置得當(dāng)，甚至可以確保代碼與常見的或自定義的編碼標(biāo)準(zhǔn)的一致性。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信：15033336050...

2021-12-03點(diǎn)擊量：248

嵌入式系統(tǒng)中，有很多方式實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度。功能有限的小系統(tǒng)中，無限循環(huán)足夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能。當(dāng)軟件設(shè)計(jì)變得龐大且復(fù)雜時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)該考慮使用RTOS（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）。下面給大家分享使用RTOS的幾個(gè)理由：1、硬實(shí)時(shí)響應(yīng)基于優(yōu)先級(jí)搶占的RTOS，根據(jù)任務(wù)的實(shí)時(shí)需求，執(zhí)行優(yōu)先調(diào)度。有嚴(yán)格時(shí)序限制的任務(wù)可以優(yōu)先執(zhí)行，提高應(yīng)用程序?qū)�時(shí)間關(guān)鍵事件的響應(yīng)。系統(tǒng)性能最大化針對(duì)大型的、復(fù)雜的嵌入式應(yīng)用，使用一個(gè)事件驅(qū)動(dòng)的RTOS，來替代基于輪詢的超循環(huán)結(jié)構(gòu)，可以生成一個(gè)更有效的設(shè)計(jì)，更小的存儲(chǔ)占用，應(yīng)用可以獲得更多的處理器時(shí)間。2、降低復(fù)雜度RTOS允許應(yīng)用劃分為一個(gè)個(gè)小的自主運(yùn)行的任務(wù)。任務(wù)執(zhí)行自己的上下文中，不依賴其它任務(wù)或調(diào)度器。3、高峰負(fù)載管理RTOS提供了為管理系統(tǒng)高峰活動(dòng)提供了一個(gè)有效的方法。更高的優(yōu)先級(jí)分配給執(zhí)行峰值負(fù)載活動(dòng)的任務(wù)，確保他們?cè)谂R界時(shí)間內(nèi)訪問處理器，在此期間，較低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)被延遲。4、緊密集成的中間件RTOS的模塊化設(shè)計(jì)使得它可以很容易的增加中間件。中間件組件以任務(wù)和驅(qū)動(dòng)的方式增加。他們使用RTOS提供的資源與其它任務(wù)通信�；�于相應(yīng)的事件被RTOS調(diào)度。更大的開發(fā)團(tuán)隊(duì)每個(gè)任務(wù)可以被認(rèn)為是一個(gè)項(xiàng)目。通過RTOS提供的資源（隊(duì)列、信號(hào)量等）來定義輸入輸出。將系統(tǒng)定義為一個(gè)個(gè)的任務(wù)，可以更容易的部署更多開發(fā)人員到一個(gè)項(xiàng)目。易于調(diào)試和驗(yàn)證系統(tǒng)劃分為功能明確的任務(wù)，不依賴其它任務(wù)。在整個(gè)系統(tǒng)集成之前，可以很容易的調(diào)試和驗(yàn)證每個(gè)任務(wù)。5、代碼重用RTOS系統(tǒng)中的模塊化設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)將軟件功能創(chuàng)建為獨(dú)立的、驗(yàn)證過的任務(wù)。其獨(dú)立性使得在其它設(shè)計(jì)中重用這些模塊變得很簡單。本文由培訓(xùn)無憂網(wǎng)達(dá)內(nèi)教育課程顧問老師整理發(fā)布，更多課程信息可關(guān)注嵌入式開發(fā)培訓(xùn)或添加老師微信：15033336050...