嵌入式系統(tǒng)

要明白什么是嵌入式軟件工程師，我們先從嵌入式系統(tǒng)（嵌入式設(shè)備）說起。維基百科上對嵌入式系統(tǒng)的定義如下：

嵌入式系統(tǒng)（Embedded System），是一種嵌入機械或電氣系統(tǒng)內(nèi)部、具有專一功能和實時計算性能的計算機系統(tǒng)。

通俗的講，嵌入式系統(tǒng)就是一種具有專一功能的計算機系統(tǒng)。我們身邊就有好多嵌入式設(shè)備，常見的比如智能手機，數(shù)碼相機等消費類的電子設(shè)備，再比如最近幾年興起的諸如智能音箱、智能電視、掃地機器人智能家居設(shè)備。當(dāng)然還包括汽車防抱死系統(tǒng)、各種醫(yī)療成像系統(tǒng)等設(shè)備?？傊餍懈鳂I(yè)我們都有可能接觸到它，尤其隨著智能化時代的到來，很多非智能的設(shè)備也將逐步由嵌入式設(shè)備所替代，典型的如智能門鎖。

嵌入式工程師

隨著嵌入式設(shè)備應(yīng)用越來越廣泛，相關(guān)人才的需求也越來越大。那么相關(guān)的人才都有哪些呢？其中最主要的就是嵌入式工程師。嵌入式工程師分為兩種：嵌入式硬件工程師和嵌入式軟件工程師。

• 嵌入式硬件工程師主要職責(zé)是負(fù)責(zé)設(shè)計嵌入式系統(tǒng)的硬件原理圖，使用相應(yīng)的工具畫出PCB圖，后期配合嵌入式軟件工程師調(diào)試系統(tǒng)。

• 嵌入式軟件工程師從系統(tǒng)軟件上又可以分為兩種：BSP工程師和嵌入式應(yīng)用軟件工程師。嵌入式應(yīng)用軟件工程師主要是負(fù)責(zé)編寫基于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。類似于基于windows上的QQ，word。由于我本人是做BSP的，因此這里我們著重討論BSP工程師。

BSP工程師

BSP，全稱Board Support Package，漢語意思即板級支持包。BSP工程師，顧名思義就是負(fù)責(zé)板級支持包的開發(fā)、調(diào)試和維護工作。那么什么是板級支持包呢？前面我們講過，嵌入式硬件工程師負(fù)責(zé)設(shè)計硬件，畫出PCB圖，工廠會根據(jù)PCB圖生產(chǎn)出對應(yīng)的電路板。一個嵌入式系統(tǒng)光有電路板是不夠的，還要有對應(yīng)的軟件支持，軟件開發(fā)的前提是首先使板子正常穩(wěn)定的工作，然后再在其上編寫對應(yīng)的應(yīng)用軟件以實現(xiàn)其特有的功能。其中使板子正常穩(wěn)定的工作的代碼就屬于板級支持包。

那么BSP工程師的具體工作有哪些呢？

我們首先從嵌入式設(shè)備談起，前面我們談到了很多的嵌入式設(shè)備，從系統(tǒng)角度來講這些設(shè)備有些是跑操作系統(tǒng)的，有些沒有跑。對于不跑操作系統(tǒng)的設(shè)備來講，其功能相對簡單一點，使用的主控芯片一般也比較簡單，比如風(fēng)靡一時的51系列單片機、stm系列的單片機。對于這些簡單系統(tǒng)來講，它對軟件開發(fā)人員要求相對比較低，當(dāng)然也就沒有我前面所說的分工那么詳細(xì)，有時候甚至從畫板、點亮、開發(fā)都是由一個人來完成的。對于跑操作系統(tǒng)來講的設(shè)備，就不一樣了。

一般來講，跑操作系統(tǒng)的設(shè)備其軟件開發(fā)分三個階段：

1. 點亮板子

第一批板子出廠時是不包含任何軟件的。BSP工程師需要結(jié)合硬件原理圖修改從芯片廠商拿到的參考代碼，調(diào)試板子，使板子上的操作系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定工作，從而提供一個穩(wěn)定的開發(fā)調(diào)試環(huán)境，這個過程叫做點亮板子，行話叫做Bringup。

這屬于BSP工程師最具有價值含量的工作之一，因為它對BSP工程師所掌握的知識的廣度和深度都有一定要求。其中會涉及到計算機原理、操作系統(tǒng)，處理器架構(gòu)等，還包括硬件方面的一些知識。綜合起來其最核心的工作就是對內(nèi)核的移植、裁剪。

2. 使能板子上所有設(shè)備

上個階段中，板子的CPU和基本的器件已經(jīng)能正常工作，這個階段中將使能所有的外設(shè)，并為后面要開發(fā)的應(yīng)用程序提供對應(yīng)的軟件控制接口。這個過程的實質(zhì)是對應(yīng)的操作系統(tǒng)下驅(qū)動開發(fā)的過程，需要掌握硬件工作的原理，操作系統(tǒng)的相關(guān)知識。

3. 為板子開發(fā)應(yīng)用程序

如前文所述，嵌入式系統(tǒng)是一個具有專一功能的系統(tǒng)，其上所有的硬件，軟件都應(yīng)該為這一功能服務(wù)。第二個階段結(jié)束的時候，板子上所有的設(shè)備都已經(jīng)可以正常使用了。這個階段的任務(wù)就是開發(fā)應(yīng)用程序來實現(xiàn)某種特定的功能，應(yīng)用程序中會使用第二階段提供的軟件接口控制板子上的設(shè)備來完成這一功能。

BSP工程師應(yīng)具備的能力

上述前兩個階段屬于BSP開發(fā)的內(nèi)容，第三個階段屬于嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)的過程。綜上所述，BSP工程師主要應(yīng)該具備的能力主要有：

• 掌握計算機原理方面的知識；

• 掌握操作系統(tǒng)的相關(guān)知識，深入研究某種操作系統(tǒng)，目前來講，研究linux操作系統(tǒng)應(yīng)該是大部分人的選擇；

• 基本的linux（開發(fā)環(huán)境）操作

• 精湛的C語言功底和一定的C /匯編的知識。

• 掌握一定的硬件和電路原理方面的知識；

• 熟悉常見的接口協(xié)議，如I2C, SPI, UART, USB等。

當(dāng)然作為一個軟件開發(fā)人員也必須掌握一些通用的軟件，比如：

• 代碼管理軟件，常見的如git等；

• 代碼閱讀軟件，這個就因個人喜好而不同了，比如：opengrok，source insight，vim下ctags/cscope插件組合等。

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