APP
一种架构可以映射到各种不同的物理实现，每种实现表示不同的取舍，同时还要满足某些设计指标，并使其他的设计指标也同时达到最佳化。
简介
嵌入式系统的设计方法跟一般的硬件设计、软件开发的方法不同，是采用硬件和软件协同设计的方法，开发过程不仅涉及软件领域的知识，还涉及硬件领域的综合知识，甚至还涉及机械等方面的知识。要求设计者必须熟悉并能自如地运用这些领域的各种技术，才能使所设计的系统达到最优。
虽然嵌入式系统应用软件的设计方案随应用领域的不同而不同，但是嵌入式系统的分析与设计方法也遵循软件工程的一般原则，许多成 熟的分析和设计方法都可以在嵌入式领域得到应用。嵌入式系统的开发过程同样也包括需求分析、系统设计、实现和测试几个基本阶段，并且每个阶段都有其独有的特征和重点。
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
嵌入式微处理器一般就具备以下4个特点：
1、对实时多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核心的执行时间减少到最低限度；
2、具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断；
3、可扩展的处理器结构，以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器；
4、嵌入式微处理器必须功耗很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和 通信 设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，如需要功耗只有mW甚至μW级。
技术应用
嵌入式是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。
嵌入式技术近年来得到了飞速的发展，但是嵌入式产业涉及的领域非常广泛，彼此之间的特点也相当明显。例如很多行业：手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端、网关、数字电视......
手机领域
以手机为代表的移动设备可谓是近年来发展最为迅猛的嵌入式行业。甚至针对于手机软件开发，还曾经衍生出“泛嵌入式开发”这样的新词汇。一方面，手机得到了大规模普及，另一方面，手机的功能得到了飞速发展，3、4年前的手机功能与价格与现在就不能同日而语。随着国内3G时代的脚步日益临近，可以预料到手机领域的软硬件都必将面临一场更大的变革。功耗、功能、带宽、价格等都是手机硬件领域的热门词汇。从软件技术角度来看，我认为手机的软件操作系统平台会趋于标准化和统一化。手机的应用会愈加丰富，除了最基本的通话功能外，逐渐会包括PDA、数码相机、游戏机等功能，更加趋向于成为个人手持终端。
汽车电子领域
随着汽车产业的飞速发展，汽车电子近年来也有了较快的发展。但是不得不承认，国内的嵌入式车载领域的发展与国际相比差距还是比较大的。电子导航系统在汽车电子中占据的比重比较大，导航系统在国外已经有了广泛的应用。在国内近年来也已经开始起步，可以预料未来几年内会有比较快速的发展。汽车电子领域的另外一个发展趋势是与汽车本身机械结合，从而可以实现故障诊断定位等功能。
电子产品
消费类电子产品的销量早就超过了PC若干倍。并且还在以每年10%左右的速度增长。消费类电子产品主要包括便携音频视频播放器、数码相机、掌上游戏机等。消费类电子产品已形成一定的规模，并且已经相对成熟。对于消费类电子产品，真正体现嵌入式特点的是在系统设计上经常要考虑性价比的折衷，如何设计出让消费者觉得划算的产品是比较重要的。
军工航天
对于大多数开发者和用户而言，这可能都是比较神秘的一个领域。的确，大多数人一生都没有机会给F117战机编写控制程序。的确，军工和航天领域是不为大众所知的领域，在这个领域里面，无论是硬件还是操作系统、编译器，通常并不是市场上可以见到的通用设备，它们大多数都是专用的。但是并不代表这个领域落后，许多最先进的技术最前沿的成果，往往都会用在这个领域。
涉及的工作
在学习嵌入式的过程中要涉及很多内容，就嵌入式系统的设计和实现而言，基本上需要四种不同的工作：系统设计工作，硬件设计工作，驱动程序和操作系统移植工作和应用程序设计开发工作。
系统设计工作
在系统的设计阶段，系统分析师将根据需求确定系统的硬件的基本构成，根据系统的需求选择使用那种处理器，使用哪种操作系统，使用那些软件开发工具。系统分析师往往是较为完整的参与过嵌入式系统设计的全过程，对于系统应用的行业较为了解，对于嵌入式系统本身的开发流程十分清楚的人。
硬件设计工作
系统硬件设计人员需要根据系统分析师的设计结果，进行硬件原理图的设计。通常需要硬件设计人员熟悉嵌入式系统的硬件构成。硬件设计人员需要了解常用的嵌入式系统处理器，存储器(Flash，SDRAM)，以太网MAC芯片，音频/视频编解码芯片，电源管理芯片，总线接口电路 (USB,PCI)，液晶显示模块，可编程逻辑器件(FPGA/CPLD)，无线网络通信模块(Bluetooth,WLAN,GPRS)等硬件电路构成元素的基本工作原理，连接使用方法，使用注意事项，基本调试方法等内容。在网络上能找到很多公司的评估板的原理图，对于这些原理图要仔细研究，摸清处理器同存储器，网卡，液晶模块等器件的连接方法和原因。通过对这些电路的研究，能够较快地了解整个嵌入式系统的构成，这些电路同实际产品中的电路虽有一定差别的，特别是对于手持设备，但这些差别不影响初学者学习嵌入式系统的硬件设计基本构成。
驱动程序和操作系统移植工作
现代嵌入式系统的开发同传统8位单片机系统的开发相比，一个显著的区别就是嵌入式操作系统的广泛使用。在拿到焊接完毕的电路板，并进行基本的测试后，就要进行驱动程序和操作系统的移植工作了。首先要进行的Bootloader的编写和移植工作。Bootloader相当于PC系统的BIOS。对于有些嵌入式操作系统，如uc/OSII没有bootloader同样可以开发调试。但是对于WindowsCE和嵌入式linux系统而言Bootloader就是必须的了。
应用程序的开发
嵌入式系统的应用程序开发同在PC 机上开发应用程序的区别不是很大。对于Windows CE系统而言，Microsoft已经提供了较为完善的开发工具。开发人员可以使用Windows 的C# 语言直接在PC上进行应用程序的开发和模拟调试，也可将目标系统同PC 机相连，进行联机调试。现在有很多系统支持J2ME(JAVA的嵌入式系统版本) ，这使得JAVA 在嵌入式系统应用开发中占有较大的优势。另外，作为专业的嵌入式系统软件开发人员，还需要充分了解面向对象技术和设计模式等方面的知识，当然作为初学者可以先不深入研究这方面的内容。
嵌入式设计师
嵌入式设计师是一个涉及嵌入式系统设计和开发的专业角色，主要负责根据项目需求和工程技术规范，进行嵌入式系统的软硬件设计、开发、调试和优化工作。以下是对嵌入式设计师的详细介绍：
一、定义与职责
定义：嵌入式设计师是负责设计和开发嵌入式系统的专业人员。嵌入式系统是指嵌入到特定设备中的计算机系统，广泛应用于智能手机、数字相机、家庭电器、医疗设备、工业控制等领域。
主要职责：
1、嵌入式系统设计与开发：根据系统需求，进行硬件系统的搭建和相关软件的开发、调试工作。
2、固件开发：负责产品固件的开发，包括需求收集和分析、方案设计、编码调试、功能验证等。
3、硬件设计参与：参与产品的硬件设计，包括电路原理设计、PCB布局等。
4、项目评审与文档编写：参与项目的方案评审工作，并编写相关设计文档。
5、测试与优化：编写调试程序，测试开发的硬件设备，并对系统进行优化。
二、所需技能
1、编程语言：掌握至少一种嵌入式系统常用的编程语言，如C/C++，熟悉其语法和特性，以及如何在嵌入式系统中进行编程。
2、微控制器与处理器：熟悉常见的微控制器和处理器架构，如ARM、PIC、AVR等，了解它们的工作原理和特性。
3、嵌入式系统架构：了解嵌入式系统的基本架构和组成部分，包括处理器、存储器、外设接口等，理解硬件和软件之间的交互关系。
4、实时操作系统：掌握实时操作系统的基本概念和原理，以及常见的RTOS，如FreeRTOS等，了解RTOS的任务调度、中断处理、内存管理等机制。
5、电路设计能力：具备一定的电路设计和调试能力，包括数字电路和模拟电路设计、PCB布局等。
6、通信协议：了解常见的通信协议，如UART、SPI、I2C、CAN等，掌握如何在嵌入式系统中实现这些协议。
7、软件工程与调试技能：具备良好的软件工程和调试技能，能够编写可靠、高效、易维护的嵌入式软件，并能够快速定位和解决各种软件和硬件问题。
三、职业发展路径
嵌入式设计师的职业发展路径多样，可以根据个人兴趣和专业背景选择不同的方向。以下是一些常见的职业发展路径：
1、技术专家：在某一技术领域深入发展，成为该领域的专家。
2、项目经理：提升项目管理能力，成为负责整个项目规划、执行和监控的项目经理。
3、团队领导：带领嵌入式设计团队，负责团队的技术指导和人才培养。
4、跨领域发展：将嵌入式技术与其他领域相结合，如物联网、云计算、大数据等，创造新的应用和价值。
四、薪资水平
嵌入式设计师的薪资水平因地区、公司规模、个人经验等因素而异。一般来说，在大城市或知名公司工作的嵌入式设计师薪资较高。根据公开数据，嵌入式系统设计师在全国的平均月薪约为¥24,034，中位数为¥24,039，其中¥22k-30k工资占比最多。具体薪资水平还需结合实际情况进行评估。
五、总结
嵌入式设计师是一个需要掌握多方面技能的专业角色，随着嵌入式系统的广泛应用和技术的不断发展，该职业具有广阔的发展前景。对于有志于从事嵌入式系统设计和开发的人来说，不断提升自己的技能水平和专业知识是至关重要的。
嵌入式设计与开发
嵌入式设计与开发是一个复杂而综合的过程，它涉及到硬件和软件的综合开发，旨在创建高效、可靠的嵌入式系统。以下是对嵌入式设计与开发的全面概述：
一、定义与概述
嵌入式开发是指在嵌入式操作系统下进行开发，包括在系统化设计指导下的硬件和软件以及综合研发。嵌入式系统通常作为装置或设备的一部分，控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。这些系统广泛应用于各种带有数字接口的设备中，如手表、微波炉、录像机、汽车等。
二、开发流程
嵌入式开发流程大致可以分为以下几个步骤：
1、系统需求分析：明确系统的功能需求、性能要求和约束条件。
2、体系结构设计：设计系统的总体架构，包括硬件和软件部分。
3、硬件设计：选择合适的硬件平台，设计电路原理图，进行PCB布局布线等。
4、软件设计：编写嵌入式系统软件，包括底层驱动程序、操作系统移植、应用程序开发等。
5、集成与测试：将硬件和软件集成在一起，进行系统测试，确保系统满足需求。
6、优化与调试：根据测试结果对系统进行优化和调试，提高系统的性能和稳定性。
三、关键技术
1、嵌入式处理器：如ARM、DSP等，是嵌入式系统的核心部件。
2、操作系统：如Linux、RTOS等，为嵌入式系统提供丰富的功能和灵活的开发环境。
3、硬件编程语言：如C语言、Verilog HDL等，用于编写嵌入式系统的硬件描述和软件代码。
4、开发工具与平台：如Eclipse、Visual Studio Code、GCC、GDB等，提供代码编写、编译、调试等功能。
四、应用领域
嵌入式技术广泛应用于各个领域，包括但不限于：
3、汽车电子：车载导航、发动机控制系统等。
4、医疗电子：医疗设备、远程医疗系统等。
5、航空航天：飞行控制系统、卫星通信系统等。
五、发展趋势
随着物联网、人工智能等技术的不断发展，嵌入式系统正朝着更加智能化、网络化、小型化的方向发展。未来的嵌入式系统将更加注重系统的可靠性、安全性、可维护性和可扩展性，同时，低功耗、高性能、低成本也将成为嵌入式系统设计的重要考量因素。
六、学习路径
对于想要学习嵌入式设计与开发的人员，建议从以下几个方面入手：
1、基础知识：学习C语言、计算机组成原理、操作系统等基础知识。
2、硬件知识：了解电路原理、数字电路、模拟电路等硬件知识。
3、开发工具与平台：掌握常用的嵌入式开发工具与平台，如Eclipse、Visual Studio Code、GCC、GDB等。
4、实践项目：通过参与实际项目，提升嵌入式设计与开发的能力和经验。
综上所述，嵌入式设计与开发是一个涉及广泛知识和技能的领域，需要不断学习和实践才能掌握其核心技术和方法。
嵌入式设计大赛
全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛是由全国大学生嵌入式芯片及系统设计竞赛组委会、北部赛区执委会主办的赛事。以下是对该赛事的详细介绍：
一、赛事规模与参与情况
参赛人数超过24000人，参赛团队达8700余支，参赛学校超过560所。
第七届赛事吸引了552所院校的7297支队伍共20041名学生参赛。
二、赛事流程
赛事包括发布大赛通知、报名阶段、作品准备阶段、分赛区评审阶段和全国总决赛等环节。
参赛队伍需经过技能考核、作品展示、答辩等环节，最终决出胜负。
三、奖项设置
赛事设立一等奖、二等奖、三等奖等奖项，以表彰在嵌入式芯片与系统设计领域表现优秀的团队。
例如，在第七届赛事中，全国总决赛评出一等奖98支队伍、二等奖196支队伍、三等奖354支队。
四、赛事特色与影响
赛事紧扣企业需求，联动多家芯片、系统及下游应用企业设置赛题方向和方向。
参赛作品水平高，涉及行业前沿及热点应用领域，如水下无人装置、光伏配套、环保设施、智能生活等领域。
赛事搭建了一个高水平的学习和交流平台，提升了同学们的工程实践能力，拉近了与产业之间的距离，推进了学校人才培养步伐。
五、具体案例
在第七届赛事中，南京邮电大学参赛队伍获得国家一等奖4项、二等奖3项、三等奖3项，获奖数量在华东高校独占鳌头，位列全国高校第三。
成都理工大学在该项赛事上国家特等奖（最佳创意奖）、一等奖首次实现了零的突破，获奖总数共增加8项，国家奖共增加4项，西南赛区奖共增加4项。
六、其他相关信息
赛事还设有FPGA创新设计赛道等特色赛道，吸引了众多对FPGA技术感兴趣的学生参赛。
赛事得到了国内外知名厂商的支持和协办，如龙芯中科、意法半导体、海思等。
总之，全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛是一项具有重要影响力的赛事，为广大学生提供了展示自己才华和实践能力的平台，同时也推动了嵌入式芯片与系统设计领域的发展和创新。
内容来自百科网