Schichtung industrieller Embedded-Computer

Eingebettete Systeme sind in vier Schichten unterteilt: Hardwareschicht, Treiberschicht, Betriebssystemschicht und Anwendungsschicht.
1. Die Hardwareschicht ist die Grundlage des gesamten eingebetteten Systems. Wenn Sie mit dem Mikrocontroller und der Schnittstelle vertraut sind und in C und Assemblersprache programmieren können, ist es relativ einfach, mit der Hardwareschicht des eingebetteten Systems zu beginnen. Die Hardwareschicht ist auch die Grundlage der Treiberschicht. Ein hervorragender Treiberingenieur muss in der Lage sein, den Hardwareschaltplan zu verstehen und das CPLD-Logikdesign selbst abzuschließen. Gleichzeitig muss er mit dem Betriebssystemkernel und seiner Planung vertraut sein. Aber die Hardwareplattform ist die Grundlage, und der Mehrwert hängt von der Software ab.
Die Hardwareschicht eignet sich eher für Personen mit Schwerpunkten in den Bereichen Elektronik, Kommunikation, Automatisierung, Mechatronik und Informationstechnik. Zu den beruflichen Grundkenntnissen, die beherrscht werden müssen, gehören Mikrocontrollerprinzipien und Schnittstellentechnologie, Mikrocomputerprinzipien und Schnittstellentechnologie sowie die C-Sprache.
2. Treiberschicht. Dieser Teil ist schwieriger. Treiberingenieure müssen nicht nur Schaltpläne verstehen, sondern auch sehr gut mit dem Betriebssystemkernel vertraut sein, damit der von ihnen geschriebene Treiber bei Systemaufrufen nicht die Zeitscheibe des Betriebssystems monopolisiert und andere Aufgaben nicht ausführen kann. Sie verstehen die Architektur des Betriebssystemkernels und die Echtzeitplanung nicht und haben keinen guten Schreibstil für Treiber. Laut der in den meisten Büchern beschriebenen Methode zum Hinzufügen von Treibern können viele Leute das, aber sie erreichen möglicherweise nicht einmal das Niveau eines Junior-Treiberingenieurs. Auf diese Weise ist der beim Aufruf der Anwendung geschriebene Treiber so, als würden wir ein Programm in Windows öffnen und ausführen und dann ein anderes Programm öffnen, entweder das vorherige Programm unterbrechen oder eine Weile warten, bevor wir das später geöffnete Programm ausführen. Wenn Sie ein guter Treiber werden möchten, ohne drei oder vier Jahre Grundkenntnisse und einige Studien zum Betriebssystemkernel zu haben, ist es nicht leicht, Erfolg zu haben, aber sein Gehalt ist das höchste unter den vier Schichten eingebetteter Systeme.
Die Treiberschicht eignet sich eher für Personen mit den Schwerpunkten Elektronik, Kommunikation, Automatisierung, Mechatronik, Informationstechnik und insbesondere Computerarchitektur. Neben den grundlegenden Disziplinen der Hardwareschicht müssen sie auch sehr gute Kenntnisse in Datenstrukturen und Algorithmen, Betriebssystemprinzipien und Kompilierungsprinzipien haben.
3. Betriebssystemschicht. Derzeit kann man nur sagen, dass die Betriebssystemschicht eine einfache Transplantation ist. Nur wenige Leute haben Betriebssysteme geschrieben oder Betriebssysteme mit fehlenden Teilen geschrieben. Der Großteil dieser Arbeit wird von Treiberingenieuren erledigt. Das Betriebssystem ist für das Debuggen von Systemaufgaben, die Verwaltung von Festplatten und Dateien verantwortlich und die Echtzeitleistung eingebetteter Systeme ist sehr wichtig. Es wird gesagt, dass 300 Leute von Microsoft zwei Jahre gebraucht haben, um das XP-Betriebssystem fertigzustellen, was insgesamt 600 Mannjahre entspricht. Es wird geschätzt, dass es Hunderte von Mannjahren gedauert hat, um das Nuwa Hopen-Betriebssystem des Software Institute der Chinesischen Akademie der Wissenschaften fertigzustellen. Daher ist dieser Teil der Arbeit relativ bedeutungslos.
4. Anwendungsschicht. Das ist relativ einfach. Wenn Sie wissen, wie Sie Programmierschnittstellenfunktionen unter Windows aufrufen, ändert sich die Kompilierungs- und Entwicklungsumgebung unter dem Betriebssystem nur entsprechend. Dasselbe gilt, wenn es um Java-Programmierung geht. Die in eingebetteten Systemen beteiligten Algorithmen werden von professionellen Algorithmenleuten gehandhabt und müssen nicht dem Bereich eingebetteter Systeme zugeordnet werden. Wenn es jedoch um eingebettete Datenbanken unter eingebetteten Systemen, Netzwerkprogrammierung basierend auf eingebetteten Systemen und Protokollanwendungsentwicklung basierend auf bestimmten Anwendungsebenen (wie basierend auf SIP, H.323, Astrisk) geht, ist es komplizierter und schwieriger.