C 语言:是嵌入式开发中常用的编程语言之一,具有高效、灵活、可移植性强等特点。它可以直接访问硬件资源,如寄存器、内存等,适合开发对性能要求较高的嵌入式系统,如操作系统内核、驱动程序等。 C++:在 C 语言的基础上增加了面向对象的编程特性,如类、继承、多态等。C++ 可以提高代码的可维护性和可扩展性,适用于开发较为复杂的嵌入式应用程序,如智能家电的控制软件、汽车电子系统中的多媒体应用等。汇编语言:直接操作计算机硬件,能精确控制硬件资源,生成的代码执行效率高。在一些对性能要求极高、资源受限的嵌入式系统中,如单片机的初始化代码、实时控制程序等,会使用汇编语言进行开发。
嵌入式开发工具
Keil MDK:主要用于 ARM 架构的微控制器开发,它集成了编辑器、编译器、调试器等功能,能帮助开发者高效地进行代码编写、编译和调试工作。例如在开发基于 STM32 系列芯片的嵌入式系统时,Keil MDK 是常用的开发工具。
IAR Embedded Workbench:支持多种微处理器架构,具备强大的代码优化功能,可生成高效的目标代码。在一些对代码执行效率要求较高的嵌入式项目中应用广泛。
Eclipse:是一个开源的集成开发环境,通过安装不同的插件可以支持多种编程语言和硬件平台的开发。它具有良好的扩展性和丰富的社区资源,许多开发者会使用 Eclipse 进行嵌入式 Linux 系统的开发。
GCC(GNU Compiler Collection):是一套广泛使用的开源编译器集合,支持多种编程语言,如 C、C++ 等。它可以为不同的硬件平台生成目标代码,并且具有良好的跨平台性。在嵌入式开发中,GCC 是非常常用的编译器,特别是在基于 Linux 的嵌入式系统开发中。
ARM GCC:专门为 ARM 架构的处理器优化的 GCC 编译器,能生成高效的 ARM 指令代码,提高程序在 ARM 芯片上的执行效率。
JTAG(Joint Test Action Group)调试器:通过 JTAG 接口与目标硬件相连,实现对嵌入式系统的调试和程序下载。它可以对芯片的内部寄存器、存储器进行访问和控制,方便开发者查找和解决程序中的问题。
仿真器:可以模拟目标硬件的运行环境,让开发者在没有实际硬件的情况下进行软件的开发和调试。例如,在开发早期阶段,使用仿真器可以快速验证软件的功能,减少开发周期和成本。
嵌入式调试与测试技术

日志调试:在代码中插入日志输出语句,记录程序的运行状态和关键数据,方便开发者在调试过程中查看程序的执行流程和变量的值。例如,在嵌入式系统启动过程中,可以通过日志输出查看各个模块的初始化状态。 断点调试:使用调试工具在代码中设置断点,当程序执行到断点处时会暂停执行,开发者可以查看当前的变量值、调用栈等信息,分析程序的运行情况,找出问题所在

单元测试:对软件中的小可测试单元进行测试,确保每个单元的功能正确。在嵌入式开发中,可以使用单元测试框架(如 Unity)对函数、模块等进行测试,提高代码的质量和可靠性。
压力测试:模拟系统在高负载、环境下的运行情况,测试系统的稳定性和可靠性。例如,对嵌入式设备进行长时间连续运行测试,观察系统是否会出现崩溃、死机等问题。
嵌入式工程师课程体系
嵌入式工程师课程对象