嵌入式开发的入门与学习 链接到标题

嵌入式开发需要的知识非常庞杂，与学校学习中比较紧密的应该是C语言编程、微机原理。但是真正要在电气工程、自动化控制工程中得以应用，还需要掌握比较多的知识，目前我结合理论知识、产业链公司等对其进行了简要的梳理，具体如下：

  1. 理论知识：C语言编程、微机原理与接口技术、其他专业知识

  2. 较为理论知识：同济大学陈启军等人编写的《嵌入式系统及其应用—基于Cortex-M3内核和STM32F系列微控制器的系统设计与开发》。

  3. 嵌入式硬件工程师：PCB板制作，主要是学习AD软件等设计工作，以及专业知识；甚至包括面向操作系统的BSP制作，操作系统移植等工作。

  4. 嵌入式软件工程师：包括裸机代码编写，freertos等嵌入式轻量级操作系统，linux/Android等操作系统上的开发

  5. 资料推荐：比较推荐的正点原子的开发板、野火的开发板，或者最小系统板的直接使用。还有就是一些专业论坛等的参与讨论。

记录一些比较好的网站，供参考：

1、野火资料：https://doc.embedfire.com/products/link/zh/latest/index.html

2、正点原子资料：http://47.111.11.73/docs/index.html

3、野火论坛：https://www.firebbs.cn/

4、正点原子论坛：http://www.openedv.com/forum.php

5、电子发烧友：https://www.elecfans.com/

6、21ic论坛：https://bbs.21ic.com/

7、其他

嵌入式设备中的BSP 链接到标题

BSP即Board Support Package，板级支持包。它来源于嵌入式操作系统与硬件无关的设计思想，操作系统被设计为运行在虚拟的硬件平台上。对于具体的硬件平台，与硬件相关的代码都被封装在BSP中，由BSP向上提供虚拟的硬件平台，BSP与操作系统通过定义好的接口进行交互。BSP是所有与硬件相关的代码体的集合。

一个成熟的商用操作系统，其被广泛应用的必要条件之一就是能够支持众多的硬件平台，并实现应用程序的硬件无关性。一般来说，这种无关性都是由操作系统实现的。

但对于嵌入式系统来说，它没有像PC机那样具有广泛使用的各种工业标准、统一的硬件结构。各种嵌入式系统各不同的应用需求就决定了它一般都选用各自定制的硬件环境，每种嵌入式系统从核心的处理器到外部芯片在硬件结构上都有很大的不同。这种诸多变化的硬件环境就决定了无法完全由操作系统来实现上层软件与底层硬件之间的无关性。

因此各种商用实时操作系统，都采用了分层设计的方法，它将系统中与硬件直接相关的一层软件独立出来，称之为Board Support Package，简称为BSP。顾名思义，BSP是针对某个特定的单板而设计的。如果没有单板支持软件包，则操作系统就不能在单板上运行。并且它对于用户（指开发者）也是开放的，用户可以根据不同的硬件需求对其作改动或二次开发。 BSP在嵌入式系统中的角色，很相似于在PC系统中的BIOS和驱动程序的地位。

BSP的具体结构和组成根据不同的嵌入式操作系统而不同。BSP的开发要求设计人员具备软硬件方面的综合知识。

BSP软件与其他软件的最大区别在于BSP软件有一整套模板和格式，开发人员必须严格遵守，不允许任意发挥。在BSP软件中，绝大部分文件的文件名和所要完成的功能都是固定的。所以，BSP软件的开发一般来说都是在一个基本成型的BSP软件上进行修改，以适应不同单板的需求。 针对某类CPU的硬件单板，嵌入式操作系统(如vxWorks)通常提供有其DEMO板的BSP,这些程序位于指定的目录之下。也就是我们所说的最小系统BSP。一般来说，我们在硬件系统设计好之后，都会先找到一个与自己系统相近的DEMO板BSP（最起码是使用相同的CPU）。并以此为基础,开发自己单板的BSP。

Ø定义

BSP就是为软件操作系统正常运行提供最基本、最原始的硬件操作的软件模块，它和操作系统息息相关，但又不属于操作系统的一部分。BSP可以分为三大部分：

  • 系统上电时的硬件初始化。

  • 为操作系统访问硬件驱动程序提供支持。

  • 集成的硬件相关和硬件无关的操作系统所需的软件模块。

ØBSP的表现形式

BSP主要以两种形式来表现：

  • 源代码（C代码、汇编代码）、系统编译连接依靠文件。

  • 二进制的目标代码和目标代码库。

ØBSP****在软件系统中的位置

BSP在软件系统中的位置可以用下图来表示，BSP为操作系统和硬件设备的互操作建了一个桥梁，操作系统通过BSP来完成对指定硬件的配置和管理。

img

BSP向上层提供的接口有：

  • 与操作系统内核的接口（如报告DRAM大小、修改中断屏蔽级别等）

  • 与操作系统的I/O系统的接口

  • 与应用程序的接口

ØCPU最小系统BSP的定义

广义上讲，单板中所有需要CPU控制的硬件的程序，都属于单板BSP，但是，为了调试方便和软件的模块化，我们通常就将与此单板最小系统相关的程序简称为BSP，而将其他程序称为驱动程序。

对于嵌入式系统来说，所谓最小系统就是一个包含：CPU, Bootrom, RAM,系统时钟，网口，串口的计算机运行环境。这样，最小系统BSP就包含了CPU系统的初始化程序以及网口，串口，系统时钟等设备的驱动程序。

ØBSP的主要功能

BSP的主要功能在于配置系统硬件使其工作于正常的状态，完成硬件与软件之间的数据交互，为OS及上层应用程序提供一个与硬件无关的软件平台。因此从执行角度来说，其可以分为两大部分：

  • 目标板启动时的硬件初始化及多任务环境的初始化

  • 目标板上控制各个硬件设备正常运行的设备驱动程序，由它来完成硬件与软件之间的信息交互

通常我们认为BSP是为OS服务的， 但实际上， BSP软件包中的部分程序对OS也并不是必须的，从这个角度，又可以将BSP划分为两部分：

  • 最小系统BSP，即我们通常所称的BSP

  • 设备驱动程序

Ø开发BSP需要的条件

  • 目标硬件：硬件调测完毕，经过必要的软件测试

  • 必要的硬件设计文档：如地址空间的分布，CPU和其他芯片的工作模式等。

  • 操作系统

  • 交叉开发工具：编译器、汇编器、链接器等

  • 下载机制：bootrom或仿真器等

嵌入式开发中的操作系统研究 链接到标题

安卓定制系统？目前手机产业链特别完善，基于手机产业链，形成专用的工业应用，如通话机？打字机？学习机？

Yocto介绍 — openEuler Embedded在线文档 24.03 documentation

第一次撰写或转载于2024年6月至7月，原发表于603.org。