簡介
arm嵌入式開發板,ARM開發板,從概念上來講,與軟體外包非常類似(軟體外包是指軟體外包提供商為了集中精力從事核心競爭力業務,降低項目成本,同時提高項目實施的質量,將自己的軟體項目中的全部或部分工作發包給合適的軟體企業去完成)。
工作分工
像嵌入式產品的硬體、引導代碼、驅動程式、檔案系統、協定層、基本套用軟體這些方面,都是電子產品的公共和通用部分,並不是產品能夠形成差異化的關鍵技術,在這個講求分工合作的時代,如果是這部分的工作量比較大,或者是廠商沒有相關的開發人員的時候,就能夠選擇由第三方完成這些軟體開發的工作,加快產品研發的進程,實現產品的迅速上市,搶占市場先機。
那么,作為“發包方”的開發板用戶,選擇開發板的時候,實際上選擇的不僅是一個硬體板子、開發板提供的原始碼等資源,而是選擇一個合作夥伴,一個為用戶提供軟硬體服務的合作夥伴。與軟體外包這種合作方式類似,用戶和供應商之間的合作更多是軟體方面的合作,需要用戶和供應商之間根據產品的具體需求進行充分溝通,供應商要根據用戶的需求不斷地調用人員進行配合。像我們在支持客戶進行產品開發的過程中,遇到的比如更改檔案系統、串口測試、64M Flash換成128M Flash等問題,大多情況都是要通過軟體方式來解決的,這就形成了嵌入式行業供應商的售後支持和客戶研發的高度互動性。
也就是說,嵌入式開發板是用戶軟體外包的載體,相對於傳統的軟體外包業務,開發板實際上能夠為用戶提供硬體實物和軟體服務兩方面的價值。
在嵌入式行業中,除了嵌入式開發板,外包的形式也趨向多樣化,用戶能夠根據自己的產品需要,向供應商提出定製要求,由供應商提供硬體設計和驅動移植等方面的服務;有可能電子廠商會自己設計硬體,由嵌入式系統廠商幫助其完成系統的移植、驅動的完善工作。從行業鏈上的作用來看,嵌入式系統廠商能夠採用靈活的服務方式,利用自己的技術優勢幫助電子產品廠商縮短產品開發周期、節省設計資源方面的投資,促進電子產品廠商的快速發展。
選購建議
以嵌入式開發板的功能和作用作為出發點,嵌入式開發板選型應該從以下三個方面來綜合考慮:
(一)開發板的硬體設計是基本照搬半導體廠商的參考設計,還是充分為國內廠家生產製造、產品上市等方面考慮。
半導體廠商專注於晶片的設計,對參考設計的投入一定不會像開發板的廠商一樣,能夠做到專注專業。國外晶片廠商的工程師,在做參考設計的時候,習慣上會採用在本國使用比較多的外圍晶片。這樣,半導體廠商的參考設計對國內廠商提供的參考價值有限。
所以,在選擇開發板的時候,無論是出於最終產品的性能和功能考慮,還是為後期能夠更加方便地製造生產,用戶一定要擦亮眼睛,仔細對比一下供應商提供的開發板是不是更加適合自己的產品研製和生產。
(二)開發板的軟體是否支持完善,是否能夠支持所有開發板上所有的硬體接口。
開發板的價值就在於,能夠讓用戶節省在系統、驅動等方面的投入,專注於使產品形成差異化的上層軟體的開發。如果供應商提供的開發板,板級硬體接口沒有對應的軟體驅動的支持,用戶的開發進度就會受到影響 。在購買開發板的時候 ,一定要確認清楚 ,是不是所有的硬體接口都有相應的驅動,開發板是不是拿到手就能夠馬上用來做開發。
(三)供應商的技術支持力度如何。
嵌入式行業是客戶研發和售後支持具有高度互動性的行業,供應商的技術支持有時就會成為用戶產品上市的關鍵因素,在供應商的技術支持能力方面,一定要慎重考察。
考察一個供應商能不能提供充分的支持,一個有效的方法就是到這個公司的技術支持論壇上看看。在論壇上,用戶發貼詢問的問題,是不是能夠及時得到回覆。沒有專業的支持團隊的公司,沒有辦法為用戶提供及時的支持。用戶在論壇上發貼詢問,有的廠商一個月才給用戶一個答覆,有的甚至不予回答。
是否能夠提供完備的技術支持,是一個開發板公司是不是專業的開發板公司,是不是能夠發揮在產業鏈上承上啟下的作用,是不是能夠為用戶創造價值的重要標準。這個道理實際上應該很淺顯,開發板廠商的入門門檻並不高,只要有硬體設計能力,參考半導體廠商的參考設計,就能夠推出開發板產品。如果不能夠為用戶或者不給用戶提供技術支持,這樣的廠商能夠為用戶提供的就只是一個硬體板子,供應商所獲得的利潤也是很高的,因為這些廠家的成本只是開發板的硬體成本和銷售成本;專業的開發板公司,需要承擔的研發成本、售後支持成本、運營成本和銷售成本均攤下來,不一定有非專業公司的盈利高,市面上開發板的價格為什麼會有那么大的價格差別,原因也可見一斑。
總之,用戶在購買開發板的時候,選擇的不是開發板,而是為自己提供服務的合作夥伴。開發板的價格是公司服務價值的體現,所以目前很多追求最低價開發板的消費理念是偏頗的。選擇開發板,選擇一個為自己服務的公司,一定要慎重。在半導體行業裡面,開發板廠商就是銜接上下游廠商的鏈條。質量上乘的鏈條,能夠快速地將用戶送上新品促進市場良性循環的金光大道;劣質的鏈條,關鍵時刻,掉鏈子了,用戶需要修修補補,就會被競爭對手趕超,再好的產品創意也會逐漸失去價值。
行業情況
嵌入式開發板的原型,可以說是各大晶片廠商在推出晶片的時候,提供給用戶的參考設計。很正常,半導體廠商在推廣自己晶片的時候,單單拿晶片給用戶看是沒有任何吸引力的,一定要給用戶看到具體的電路板,具體的接口,能夠給客戶一個具體的印象,才能夠保證推廣的效果;半導體廠商給出這些參考設計,也是讓用戶在設計的時候有一個參考,加快他們產品設計和上市的進度。
無論是8位、16位單片機,還是32位能夠運行作業系統的嵌入式處理器,半導體廠商都有這樣的參考設計。對應的,市面上有很多向用戶提供開發板的廠商。
嵌入式處理器不斷推陳出新,早期摩托羅拉半導體(現飛思卡爾半導體)68K/Coldfire和PowerPC處理器的一枝獨秀已經一去不返,ARM、Coldfire、PowerPC和ADSP、MIPS、X86體系結構的嵌入式處理器百花齊放、處理器廠商以及處理器架構廠商各顯神通,半導體行業的上游企業給開發板廠商的出現和成長提供很好的契機。
特別是2002年底2003年,ARM體系結構在國內的風行,給很多想要基於自己的嵌入式技術進行創業的人送來了東風。大江南北幾乎每個省級城市都會有開發板廠商。這段時間以及之後入行的公司有一個共同的特點,就是產品基本都是基於ARM處理器進行開發,或者是仿真器類的 ARM 工具進行開發。這些廠商能夠為用戶提供具有不同接口功能的開發板,從整體上看是能夠為電子產品的製造商提供服務,加速半導體產業鏈下游廠商產品的上市。
入門建議
第一,學習基本的裸機 編程 。
對於學硬體的人而言,必須先對硬體的基本使用方法有感性的認識,更必須深刻認識該硬體的控制方式,如果一開始就學linux系統、學移植那么只會馬上就陷入一個很深的漩渦。我在剛剛開始學ARM的時候是選擇ARM7(主意是當時ARM9還很貴),學ARM7的時候還是保持著學51單片機的思維,使用ADS 去編程,第一個實驗就是控制 led。學過一段時間ARM的人都會笑這樣很笨,實際上也不是,我倒是覺得有這個過程會好很多,因為無論做多複雜的系統最終都會落實到這些最底層的硬體控制,因此對這些硬體的控制有了感性的認識就好很多了 學習裸機的編程的同時要好好理解這個硬體的構架、控制原理,這些我稱他為理解硬體。所謂的理解硬體就是說,理解這個硬體是怎么組織這么多資源的,這些資源又是怎么由cpu、由編程進行控制的。比如說,s3c2410中有AD轉換器,有GPIO(通用IO口),還有nandflash控制器,這些東西都有一些暫存器來控制,這些暫存器都有一個地址,那么這些地址是什麼意思?又怎么通過暫存器來控制這些外圍設備的運轉?還有,norflash內部的每一個單元在這個晶片的記憶體中都有一個相應的地址單元,那么這些地址與剛剛說的暫存器地址又有什麼關係?他們是一樣的嗎?而與 norflash相對應的nandflash內部的儲存單元並不是線性排放的,那么s3c2410怎么將nandflash的地址映射在記憶體空間上進行使用?或者簡單地說應該怎么用nandflash?再有,使用ADS進對ARM9行編程時都需要使用到一個初始化的彙編檔案,這個檔案究竟有什麼用?他裡面的代碼是什麼意思?不要這個可以嗎?諸如此類都是對硬體的理解,理解了這些東西就對硬體有很深的理解了,這對以後更深一步的學習將有很大的幫助,如果跳過這一步,我相信越往後學越會覺得迷茫,越覺得這寫東西深不可測。因為,你的根基沒打好。
第二,使用linux系統進行一些基本的實驗。
在買一套板子的時候一般會提供一些linux的試驗例程,好好做一段時間這個吧,這個過程也是很有意義的,也是為進一步的學習積累感性認識,你能想像一個從沒有使用過linux系統的人能學好linux的編程嗎?好好按照手冊上的例程做一做裡面的實驗,雖然有點娃娃學走路,有點弱智,但是我想很多高手都會經歷這個過程。主要是開發板的提供商會提供很豐富的例程,我們不做重複工作,只提供他們沒有的、最有價值的東西給大家。
第三,研究完整的linux系統的的運行過程。
所謂完整的linux系統包括哪些部分呢?三部分:bootloader、linux kernel(linux核心)、rootfile(根檔案系統)。那么這3部分是怎么相互協作來構成這個系統的呢?各自有什麼用呢?三者有什麼聯繫?怎么聯繫?系統的執行流程又是怎么樣的呢?搞清楚這個問題你對整個系統的運行就很清楚了,對於下一步製作這個linux系統就打下了另一個重要的根基。介紹這方面的資料網上可以挖掘到幾噸,自己好好研究吧。
第四,開始做系統移植。
上面說到完整的linux有3部分,而且你也知道了他們之間的關係和作用,事實上這個3者都能在網下載到相應的原始碼,但是這個原始碼不可能下載編譯後就能在你的系統上運行,需要很多的修改,直到他能運行在你的板子上,這個修改的過程就叫移植。在進行移植的過程中你要學的東西很多,要懂的相關知識也很多,等你完成了這個過程你會發現你已經算是一個初出茅廬的高手了。在這個過程中如果你很有研究精神的話你必然會想到看原始碼。很多書介紹你怎么閱讀linux原始碼,我不提倡無目的地去看linux原始碼,用許三多的話說,這沒有意義。等你在做移植的時候你覺得你必須去看原始碼時再去找基本好書看看,這裡我推薦一本好書倪繼利的《linux核心的分析與編程》,這是一本針對linux-2.6.11核心的書,說得很深,建議先提高自己的C語言編程水平再去看。至於每個部分的移植網上也可以找到好多噸的資料,自己研究研究吧,不過要提醒的是,很多介紹自己經驗的東西都或多或少有所保留,你按照他說的去做總有一些問題,但是他不會告訴你怎么解決,這時就要靠自己,如果自己都靠不住就找我一起研究研究吧,我也不能保證能解決你的問題,因為我未必遇到過你的問題,不過我相信能給你一點建議,也許有助你解決問題。這一步的最終目的是,從原始碼的官方主頁上(都是外國的,悲哀)下載標準的原始碼包,然後進行修改,最終運行在板子上。盜用阿基米德的一句話:“給我一根網線,我能將linux搞定”。
第五,研究linux驅動程式的編寫。
移植系統並不是最終的目的,最終的目的是開發產品,做項目,這些都要進行驅動程式的開發。Linux的驅動程式可以說是五花八門,linux2.4和 linux2.6的編寫有相當大的區別,就是同為linux2.6但是不同版本間的驅動程式也有區別,因此編寫linux的驅動程式變都不是那么容易的事情,對於最新版本的驅動程式的編寫甚至還沒有足夠的參考資料。那么我的建議就是使用、移植一個不算很新的版本核心,這樣到時學驅動的編程就有足夠的資料了。這部分的推薦書籍可以參考另一篇文章《推薦幾本學習嵌入式linux的書籍》。第六,研究應用程式的編寫。 做作品做項目除了編寫驅動程式,最後還要編寫應用程式。是圖形應用程式的開發,而圖形應用程式中用得最多的還是qt/e函式館。我一直就使用這個函式館來開發自己的應用程式,不過我希望你能使用國產的MiniGUI函式館。盜用周杰倫的廣告詞就是“支持國產,支持MiniGUI”。 MiniGUI的編程比較相似Windows下的VC編程,比較容易上手,效果應該說是相當不錯的,我曾使用過來開發ARM7的程式。記住,問題是學習的最好機會。