嵌入式系统第二堂课总结

嵌入式系统：软件+硬件

二层或三层结构：嵌入式系统硬件平台，嵌入式操作系统（可选）、应用程序

 

自动化专业学习的内容：对物理世界进行线性化。

自动化硕士要求：有一定创新；博士要求：有创新。

但是现在创新都变成细枝末节，不像生命科学，有钱砸设备进行实验科学，论文好发。

中科院自动化所相对于高校有实际应用背景，但是在高校的学生不太以项目为导向。

 

嵌入式系统软件和硬件都需要一定的天赋：比如模电和数电的实验，能很快做完实验，而且能明明白白的找出问题。可以把理论和实际进行联系。这是硬件上的天赋。

软件上的天赋体现在：能让人感叹于软件语言使用之简练，巧妙，而且能很快的调试出来，debug速度很快。（顿时想起了雷军）

搞软件搞得很好的话不会面临35岁危机的问题，刘老师是94级的，他的一个同学首个创造了浏览器多窗口同时出现的应用，但是仍然是IE内核的，这里老师说了一堆...

 

对于嵌入式系统来说，应用程序与操作系统的接口（DSP,板级支持包），嵌入式操作系统和硬件平台的接口都很重要。

增加硬件抽象层（HAL）

后面会有一节课专门讲通信：串行通信（典型USB）、并行通信、收-发-递、TTL通信、LVCMOS

以上是异步通信；

还有同步通信：IIC、SPI，有一个地，还有时钟，还有DATA。

DSP要做的事：把数据缓冲区中的数据读出来去执行。把顶层的软件和底层的硬件进行分隔开来。

STM32有很多IO都可以复用，关心它的所有复用功能。

要想做一个项目要对很多细枝末节都掌握好，验证一个电路板要把所有的功能、线路都验证完（经常需要飞线）

后面还有一节课会专门讲电源。

对电源有很高纹波的要求：ADDA，其中最高要求的是参考电压Vref。

时钟：只有航空航天上才用得起原子钟，太贵。

触摸屏：有电阻屏（单点触控、不灵光，飞机上的触控屏幕），电容屏（多点触控）

自动化站的地点很高，可以对很多东西都有理解，或许从原理层不会太深入，但是在应用层来说够了。（老师还说了一个采购的例子）

电路板中USB的速度很快，要注意USB的线（红3.5V，绿地，还有俩信号线忘记颜色了）外面还包有薄膜，因为速度太快了。

（蛇形走线）差分走线的规则可以写100页，太多了。

布置电路板时两根信号线之间最好是用地线隔着，这样可以尽可能地减小干扰。

 

第二小节课给我们看了老师画的一个6层板，大开眼界，看到了原理图上的差分信号，PCB上的蛇形走线。另外老师说能做四层半就尽量不做两层板，现在四层板和两层板价格差的不多，而人工成本越来越高。

 

嵌入式系统的分类：

按微处理器的位数分类：4位、8位、16位、32位（主流）、64位（电磁特性太复杂，计算速度更高，但是应用场景少）

按操作系统：有操作系统（ARM）、无操作系统（51单片机）

 

单片机和DSP之间（双处理器）的数据交换：双口RAM,有两套数据和地址总线。双方既可以存也可以读，非常快（不能用串口，太慢了），只要规定好某一区域是你存的我取，某一区域是我存的你取就行。　　　　

现在ARM是一种嵌入式系统的技术，算是开宗立派了。英国企业，为数不多的英国具有战略意义的核心企业。

 

嵌入式处理器的体系结构有两种：冯诺依曼结构、哈佛结构（现在基本都是哈佛结构）

FGPA上手挺容易的，但是要用好它挺难的，因为要尽量把它的资源用到80%以上才不算是浪费资源。

FPGA没有ROM，只有RAM，所以需要搭配一个EEPROM使用，而CPLD内部有ROM，掉电再上电仍能继续工作。

芯片中最基本的元器件就是二极管三极管场效应管，由这些管子组成门电路，门电路再进一步组成时序电路、逻辑电路。如何将芯片的体积缩小，就是将二极管三极管场效应管做小，其中的大电阻用恒流源替代.....

FPGA最终极的目标是优化做的好，实现同样的功能使用尽量少的逻辑门（LEs），你的水平就比别人高。

 

做硬件一定要考虑国产化的问题，尽量选择大型厂商及流行的产品，要有两手计划。