嵌入式开发中需要注意的几个C用法介绍

2023-07-28

嵌入式硬件开发工

嵌入式硬件开发工程师必须注意的问

1、启动一个硬件开发项目
始的推动力会来自于很多方面,比如市场的需要,基于整个系统架构的需要,应用软件部门的功能实现需要,提高系统某方面能力的需要等等,所以作为一个硬件系统的设计者,要主动的去了解各个方面的需求,并且综合起来,提出最合适的硬件解决方案。比如A项目的原始推动力来自于公司内部的一个高层软件小组,来自他们在实际当中发现原有的处理器板IP转发能力不能满足要求,从而对于系统的配置和使用都会造成很大的不便,所以他们提出了对新硬件的需求。
根据这个目标,硬件方案中就针对性的选用了两个高性能网络处理器,然后还需要深入的和软件求细组强核海宪李设计者交流,以确定内存大小,内部结构,对外接口和调试接360问答口的数量及类型等等细节,比如软件人员喜欢将控制信令通斯不件司首委谓路和数据通路完全分开来,这样在确定内部数据走向的时候要慎重考虑。
项目开始之初是需要召开很多的讨论会议的,应该尽量邀请所有相关部门来参与,好处有三个,第一可以充分了解大家的需要,以免在系统设计上遗漏重要的功能,第二是可以让各个部门了解这个项目的情况,提早做好时间和人员上协作的准备,第三是京福读从感情方面讲,在设计之初各个部门就参与了进来,这个项目就变成了大家共同的一个心血结晶,会得到输乡大家的呵护和良好合作,对完成工作是很有帮助的。
2、原理图设计中要注意的问了合检提察攻
原理图设计中要有“拿来主义”,现在的芯片厂家一般都可以提供参考设计的原理图,所以要尽量的借助这些资源,
在充分理解参考设计的基础上,做一些自己的发挥。当主要的芯片选定以后,最关键的外围设计包括越久民了电源,时钟和芯片间的互连。
电源是保证硬件系统正常工作的基础,设计中要详细的分析:系统能够提供的电源输入;单板需要迅析曲强广局止伯棉配产生的电源输出; 各害率亲个电源需要提供的电流协从亲袁海材身血静行感大小;电源电路效率;各个电源能够允许的波动范围;整个电源系统需要的上电顺序等等。
比如A项目中的网络处理器瞎盾宪行回脊需要1.25V作为核心电压,要求精度在+5%- -3%之间,电流需要12A左右,根据食矿这些要求, 设计中采用5V的电源输入,利用Linear的开关电源控制器和IR的MOSFET搭建了合适的电源供应电路,精度要求决定了输出电容的ESR选择,并且为防止电流过大造成的电压跌落,加入了远端反馈的功能。 时钟电路的实现要考虑到目标电路的抖动等要求,A项目中用到了GE的PHY器件,刚开始的时候使用一个内部带锁相环的零延时述七鱼斤会时钟分配芯片提供100MHz时钟,结果GE链路上出磨山渗现了丢包,后来换成简单的时钟Buffer器件就解决了丢包龙谈判鸡己只商的问题,分析起来就是内部的锁相环引入了抖动。
芯片之间的互连要保证数据的无误传输,在非品夜社企套相读坏的写这方面,高速的差分信号线具有速率高,好布线,信号完整性好等特点,A项目唯握中的多芯片间互连均采用突景了高速差分信号线木许投若更践怎质,在调试和测试中没有出现问题。
3、PCB设计中要注意的问题
PCB设计中要做到目的明确,对于重要的信号线要非常严格的要求布线的长度和处理地环路,而对于低速和不重要的信号线就可以放在稍低的布线优先级上。重要的部分包括:电源的分割;内存的时钟线,控制线和数据线的长度要求;高速差分线的布线等等。
A项目中使用内存芯片实现了1G大小的DDR memory,针对这个部分的布线是非常关键的,要考虑到控制线和地址线的拓扑分布,数据线和时钟线的长度差别控制等方面,在实现的过程中,根据芯片的数据手册和实际的工作频率可以得出具体的布线规则要求,比如同一组内的数据线长度相差不能超过多少个mil,每个通路之间的长度相差不能超过多少个mil等等。当这些要求确定后就可以明确要求PCB设计人员来实现了,如果设计中所有的重要布线要求都明确了,可以转换成整体的布线约束,利用CAD中的自动布线工具软件来实现PCB设计,这也是在高速PCB设计中的一个发展趋势。
4、检查和调试
当准备调试一块板的时候,一定要先认真的做好目视检查,检查在焊接的过程中是否有可见的短路和管脚搭锡等故障,检查是否有元器件型号放置错误,第一脚放置错误,漏装配等问题,然后用万用表测量各个电源到地的电阻,以检查是否有短路,这个好习惯可以避免贸然上电后损坏单板。调试的过程中要有平和的心态,遇见问题是非常正常的,要做的`就是多做比较和分析,逐步的排除可能的原因,要坚信“凡事都是有办法解决的”和“问题出现一定有它的原因”,这样最后一定能调试成功。
5、一些总结的话
现在从技术的角度来说,每个设计最终都可以做出来,但是一个项目的成功与否,不仅仅取决于技术上的实现,还与完成的时间,产品的质量,团队的配合密切相关,所以良好的团队协作,透明坦诚的项目沟通,精细周密的研发安排,充裕的物料和人员安排,这样才能保证一个项目的成功。
一个好的硬件工程师实际上就是一个项目经理,他/她需要从外界交流获取对自己设计的需求,然后汇总,分析成具体的硬件实现。还要跟众多的芯片和方案供应商联系,从中挑选出合适的方案,当原理图完成后,他/她要组织同事来进行配合评审和检查,还要和CAD工程师一起工作来完成PCB的设计。与此同时,还要准备好 BOM清单,开始采购和准备物料,联系加工厂家完成板的贴装。在调试的过程中他/她要组织好软件工程师来一起攻关调试,配合测试工程师一起解决测试中发现的问题,等到产品推出到现场,如果出现问题,还需要做到及时的支持。所以做一个硬件设计人员要锻炼出良好的沟通能力,面对压力的调节能力,同一时间处理多个事务的协调和决断能力和良好平和的心态等等。
还有细心和认真,因为硬件设计上的一个小疏忽往往就会造成非常大的经济损失,比如以前碰到一块板在PCB设计完备出制造文件的时候误操作造成了电源层和地层连在了一起,PCB板制造完毕后又没有检查直接上生产线贴装,到测试的时候才发现短路问题,但是元器件已经都焊接到板上了,结果造成了几十万的损失。所以细心和认真的检查,负责任的测试,不懈的学习和积累,才能使得一个硬件设计人员持续不断的进步,而后术业有所小成。 ;

C做嵌入式开发

你应该从以下方向去学习: 一、工具的使用 1、学会使用vim/emacs,vim/emacs是linux下最常用的源码编辑具,不光要学会用它们编辑源码,还要学会用它们进行查找、定位、替换等。新手的话推荐使用vim,这也是我目前使用的文本编辑器。 2、学会makefile文件的编写规则,并结合使用工具aclocal、autoconf和automake生成makefile文件。 3、掌握gcc和gdb的基本用法。掌握gcc的用法对于构建一个软件包很有益处,当软件包包含的文件比较多的时候,你还能用gcc把它手动编译出来,你就会对软件包中各个文件间的依赖关系有一个清晰的了解。 4、掌握svn/cvs的基本用法。这是linux,也是开源社区最常用的版本管理系统。可以去试着参加sourceforge上的一些开源项目。 二、linux/unix系统调用与标准C库 系统调用应用软件与操作系统的接口,其重要性自然不用说,一定要掌握。推荐学习资料为steven先生的UNIX环境高级编程(简称APUE)。 三、库的学习 无论是在哪个平台做软件开发,对于库的学习都很重要,linux下的开发库很多,我主要介绍一下我常常用到的一些库。 1、glib库 glib 库是gtk+和gnome的基础库,并具是跨平台的,在linux、unix和windows下都可以用。glib库对于linux平台开发的影响就像 MFC对windows平台开发的影响一样,很多开源项目都大量的使用了glib库,包括gimp、gnome、gaim、evolution和 linux下的集群软件heartbeat.因为glib库自带有基本的数据结构实现,所以在学习glib库的时候可以顺便学习一下基本的数据结构(包括链表、树、队列和hash表)。 2、libxml库 libxml是linux平台下解析XML文件的一个基础库,现在很多实用软件都用XML格式的配置文件,所以也有必要学习一下。 3、readline库 readline 库是bash shell用的库,如果要开发命令行程序,那么使用readline库可以减少很多工作量,比如bash里的命令行自动补全,在readline里就已经有实现,当然你也可以用自己的实现替代库的行为。readline库有很多网站介绍的,只要google一下readline就可以找到一堆了。 4、curses库 curses 库以前是vi程序的一部分,后来从vi里提取出来成为一个独立的库。curses库对于编写终端相关的程序特别有用,比如要在终端某一行某一列定位输出,改变终端字体的颜色和终端模式。linux下的curses库用的是GNU实现的ncurses(new curses的意思)。 5、gtk+和KDE库 这两个库是开发GUI应用程序的基础库,现在linux下的大部份GUI程序都是基于这两个库开发的,对于它们 的学习也是很有必要的。 四、网络的学习 网络这个东西太宽了,推荐学习资料steven先生的UNIX网络编程(简称UNP)和TCP/IP协议详解,更进一步的话可以学习使用libnet编写网络程序。

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