标签: 嵌入式系统开发

嵌入式系统开发正越来越多地受到电子工程师和在校大学生的热衷和喜爱，各种嵌入式开发板也不断涌现。德州仪器(TI)前不久推出的BeagleBone Black便是一款针对嵌入式应用、基于1GHzCPU且售价仅为45美元的单板计算机。然而该产品在美国生产，中国用户想要购买，需要克服用美元支付、跨国寄送、报关和缴税等层层阻碍。 TI半导体事业部DSP业务拓展经理牟涛指出，TI推出BeagleBone Black的目的有三：一是希望给用户提供一个灵活的开放式平台，客户可以基于这个平台做自己的创新和新技术开发。二是希望方便客户使用，所有软硬件及配套器件都由一个产品提供。客户拿到整个产品到开始软件的调试，仅需三五分钟时间。第三，TI一直在推动开源社区beagleboard.org和开放式的平台，只有有了一个稳定的生态系统，开源社区才有生存的基础。另外，该公司为使更多用户能够使用，在成本上也做了极大的优化。 BeagleBone Black的软硬件资源 BeagleBone Black的基本硬件包括：1GHz的Sitara AM335x ARM Cortex-A8处理器、512MB DDR3和2GB的eMMC。除电源以外，它还提供了非常有用的调试接口，包括以太网、USBHost和HDMI，以及MicroSD。这些接口都是电子工程师和发烧友在开发和调试时必须使用的外设。考虑到用户会采用BeagleBone Black做新的应用，TI在开发板上预留了两排扩展接口。这两排扩展接口把AM335x芯片的功能延伸出来，包括65个GPIO、7个模拟接口、4个串口、2个SPI、2个I2C、8个PWM、4个定时器，以及其他的外设和接口。用户除可以利用板上现有资源进行开发调试外，还可以利用这些接口进行板卡扩展和应用扩展。 BeagleBone Black有很多的Cape(配套板卡)，可用于电源、Profibus、串口、LED和显示的扩展。牟涛强调，所有这些板卡都不是由TI设计的，而是由beagleboard.org社区的用户针对BeagleBone和BeagleBone Black开发出的衍生产品。这也说明BB和BeagleBone Black的成功，有越来越多的用户基于它们做开发。 BeagleBone Black提供了开放式的软硬件平台，能够帮助工程师将概念快速转化成产品；帮助学生了解嵌入式的编程方法，对操作系统、编程语言开发提供支持；帮助发烧友、游戏玩家实现创新性新技术。 该开发板的所有软硬件资源都是完全开放的。开源社区的基本原则是，所有的设计资料开放，所有开发成果共享。这样才能为用户提供互动的基础，给他们充分的自由和想象空间，专注产品开发。 嵌入式系统开发的基本组成部分不外乎操作系统(Linux、WinCE或QNX)、图形用户界面(Ubuntu、Angstr?m或Android)、编程语言(C、C++或Java)和开发环境(Qt或OpenCV)。BeagleBone Black使用户可以对以上部分进行自由选择，比如用户可选的一个链路是采用Linux操作系统、搭配Angstr?mGUI、采用C++语言、在OpenCV的环境下开发应用。这样不同用户可以根据个人喜好、实际环境，选择采用何种环境和语言对软件进行最优开发。 牟涛介绍，早在四五年前，TI先后开发出BeagleBoard、BeagleBoard-xM(在BeagleBoard基础上提升了处理器主频和存储器空间)，直到今天BeagleBoard仍然是目前较成功的开源平台之一。这两个产品是基于TI前代应用处理器OMAP3530和DM3730设计的。去年的BeagleBone则是基于AM335x的产品，今年的BeagleBone Black在此基础上做了主频和存储器的优化。除了在功能和性能上不断改进，BeagleBone Black在成本上也在不断优化，这样才能促进更多的用户用更低成本获得这款开放式的平台。 中国版BeagleBone Black方便国内工程师采购 以前，中国工程师从美国购买这些产品时困难重重，导致它们在国内推广不佳。因此，TI在推广BeagleBone Black时采取了新的模式。TI和英蓓特合作，由其在中国本土设计、生产、分销和支持，中国用户花费人民币就可以得到产品和支持，极大地方便了用户。 英蓓特副总经理张国瑞补充道，中国版BeagleBone Black在中国售价仅为399元人民币(包含17%的增值税和快递服务费)，并且可以马上发货。中国版BeagleBone Black和国际版的设计完全一致，只是考虑到个别元器件采购不便，可能有适当调整，其软件和配置以及扩展功能板支持与国际版完全一致。如果用户是老式VGA显示器而没有HDMI显示器也没关系，可以采用HDMI转VGA转换器转换使用。另外，英蓓特也正在开发配套的3G模块、USBCamera模块以及4.3"和7"LCD触摸屏模块等产品。

    芯片的发展趋势是体积越来越小，速度越来越快，电压越来越低、能耗越来越省。     软件就难说了。 最开始用机器码的时候，开发速度很慢。     后来才有汇编语言，可读性好多了，出错的概率也小了。汇编语言和机器码是有一一对应的关系的，就是为了容易维护才用汇编代替机器码的。     然后，出现C语言，那简直是一场革命，编程的速度快了，可读性好了，可维护性也增强了。     无论是C语言还是汇编语言，都不能直接运行，必须通过编译系统把它们转化为机器码，才能在芯片中运行。在C编过程中，有一个中间产物，那就是汇编语言。     接下来，软件越来越复杂，客观上，也要求软件要发展。出现C++之后，的确带来了很多便利。但是，C++运用到嵌入式系统中的最大缺点是它的运行速度慢。     不经常用汇编语言的人，一般很难理解这一点。C++的最大优点是他的封装好，而它的封装是通过类(class)来实现的。编译器在编译的C++过程中，首先给某个类分配一个空间，然后定义一个指针指向这个类。而类中的变量的位置都用这个类的地址加上一个偏移量来表示，这样在访问类中的变量时，就不是直接访问这个变量，而是读取类的指针，然后在加上这个变量在类中的偏移量，得到变量的地址，然后再通过地址读取变量。 访问类中的变量，都是要通过指针，要比直接访问用更多的指令，所以速度会降低。       所以，如果不是非常复杂的系统，如果不是用速度很快的硬件，最好不要用C++，还是C语言更加实际一些。       而和汇编语言比起来，C语言的编程速度，可读性，可维护性是不用说了，很多人在要求速度的时候都会想到汇编。其实这并不是一个明智的选择。汇编之所以有时候快，是因为它可以接用寄存器，或者芯片内部的高速RAM。如果不是因为这两种情况，就不要盲目的使用汇编，选择一个更好的算法往往是明智的选择。     我最喜欢的永远都是C.