每天，人們都要面對和使用數十種設備，這些設備的功能依賴于微芯片和電路板，這些是帶有內置軟件的小工具，例如照相機、健身追蹤器、咖啡機等。由于許多在生活的某些領域執行關鍵功能，因此在嵌入式開發中嵌入式軟件仍然是一個熱門話題。

　　如果你想找到一家可靠的嵌入式系統公司，可以提供軟件開發服務來實現你對智能數字設備的想法，你需要了解有關嵌入式軟件編程的基本事實。

　　介紹

　　首先，應該注意的是，我們安裝在筆記本電腦或智能手機上的傳統應用程序的開發不同于嵌入式軟件的創建。桌面或web應用程序與運行它們的硬件是分離的，在這種情況下，應用程序開發人員的主要任務是實現確保軟件功能的邏輯，而應用程序將安裝在什么設備上并不重要。

　　相反，嵌入式軟件與運行它的設備緊密相連，每一行內置代碼都會在物理層面影響硬件，這就是為什么在企業軟件開發公司工作的嵌入式開發人員必須能夠閱讀電子零件的電路、數據表和其他文檔，了解硬件組件的特性及其相互聯系。

　　簡而言之，內置軟件處理非計算機設備，必須根據其控制的硬件的物理要求和外部環境因素(例如濕度或壓力)進行定制。

　　嵌入式系統定義

　　具有基于微芯片的可編程部件執行一個或多個預定義任務的現實世界設備稱為嵌入式系統。

　　成分

　　各種系統可能具有與它們應該執行的任務和它們運行的外部要求相關的各種組成部分。在任何嵌入式系統中，都有兩組必需的組件：硬件和軟件。

　　硬件

　　這包括構成系統的所有物理部分：整體框架、中央處理器、執行器、存儲設備、信號轉換器、輸入/輸出設備、傳感器、相機、掃描儀、調制解調器和其他外部設備。

　　軟件

　　軟件層處理從傳感器和其他物理元素接收到的信息，并使系統工作，這可能包括硬件中嵌入的以下軟件：固件、操作系統、驅動程序、中間件、帶有界面的用戶應用程序。

　　請注意，有些解決方案可以不使用中間件或操作系統，這完全取決于具體情況。

　　構建嵌入式系統，頂級軟件開發公司首先要確定硬件部分，集成配置，然后根據這個配置開發軟件，這意味著嵌入式開發團隊應該由具有強大硬件工程技能的專家和軟件編程專家組成。

　　

　　系統類型

　　第一組根據系統獨立性的級別進行區分：

　　獨立——獨立運行(例如，電子溫度計)。

　　網絡化——由于網絡連接而運行，也稱為物聯網系統(例如，智能家居照明系統)。

　　第二組根據系統復雜程度進行區分：

　　小——使用非常少的電力資源并擁有原始軟件。

　　中——具有需要更多資源的更復雜軟件的解決方案。

　　復雜——執行復雜、關鍵功能的大型且棘手的解決方案。

　　第三組根據系統響應度進行區分:

　　實時——必須在有限的時間內執行任務，這一點至關重要(重癥監護設備就是一個例子)。

　　非實時——沒有響應限制。

　　特征

　　所有的嵌入式系統雖然功能不同，但都有一些共同的特征。

　　l 微處理器/微控制器是主要部件。

　　l 所有內置系統的特定任務功能意味著它們在整個生命周期中執行預先編程的重復功能。

　　l 使用特定的操作系統，或者沒有它們也可以工作。

　　l 內置軟件的解決方案面臨資源挑戰，這意味著它們被設計為在有限的硬件資源條件下運行。

　　l 高可靠性是確保嵌入式設備一致響應所需的必備特性。

　　

　　一般開發流程

　　在嵌入式開發中，嵌入式軟件開發人員應與硬件工程師密切合作，以創建成功的嵌入式解決方案。

　　聯合設計

　　硬件工程師選擇構建系統所需的組件，此時，軟件開發人員會加入他們，以確保他們選擇能夠提供所需應用程序功能的正確部分。

　　設計回顧

　　電路圖準備好后，開發人員與電路設計人員合作，確保所有信號和連接都正確無誤，并按原計劃工作。

　　硬件仿真

　　然后，開發人員創建一個測試模塊或硬件仿真器，它將仿真信號，并允許你查看嵌入式軟件的最低功能，這樣，你可以快速迭代和開發單獨的代碼組件。

　　電路板測試

　　組裝好電路板后，嵌入式系統設計人員會測試其主要功能，看它是否能通電、電路板是否能與外設正確通信、轉換器中是否配置了正確的電壓等。

　　驅動器組裝

　　如果你的項目設備要連接任何外圍設備或附件，則需要一組驅動程序。好的驅動程序是任何設備的支柱。每次需要添加外部組件(掃描儀、相機等)時，嵌入式開發人員最好花更多時間編寫好的驅動程序而不是修改代碼。

　　邏輯實現

　　開發過程的最后階段是開發人員在代碼中實現邏輯，使設備按照設計的方式進行操作。它們以硬件工程師準備的規范為指導。在這個階段，設備應該開始工作，你只需要改進代碼。當然，開發可能涉及多次原型迭代，并且對于每次迭代，你都需要改進代碼。

　　

　　嵌入式軟件開發工具

　　要開發嵌入式軟件，你需要選擇一種編程語言、一個操作系統、一套特定的工具或者集成開發環境(IDE)。

　　操作系統

　　許多內置解決方案需要操作系統(OS)，它充當硬件驅動程序和應用程序邏輯之間的中介。此類解決方案中使用的大多數操作系統都是實時操作系統，這意味著它們可以即時處理信息，并在嚴格限定的時間內執行任務。RTOS是必須實時控制某些東西的設備的一個重要特征。

　　用于嵌入式解決方案的傳統操作系統是開源 Linux。你還可以考慮 ThreadX、Windows 10 IoT，有時甚至是 Windows CE(但它已經過時了)。對于移動嵌入式解決方案，你可以選擇 Android 操作系統。

　　語言

　　長期以來，開發內置軟件的傳統語言一直是匯編語言。今天，大多數嵌入式開發人員使用 C 系列語言 (C/C++/C#)，因為它們直觀、快速且內存高效。

　　你還可以考慮使用 Java、JavaScript、Python 等高級編程語言來創建內置解決方案。

　　工具

　　開發人員還使用以下工具進行嵌入式工程：

　　用于編寫源代碼并將其保存為文本文件的編輯器。

　　用于將高級代碼轉換為低級代碼的編譯器。

　　用于將代碼轉換為機器可以理解的匯編程序。

　　用于測試代碼的調試器。

　　用于將所有代碼模塊組合成一個連貫程序的鏈接器。

　　用于在現實條件下檢查程序操作的仿真器。

　　集成開發環境

　　IDEs 是一種特殊的平臺，它結合了所有必要的工具(調試器、編譯器等)，非常方便并且節省了大量時間。

　　你應該注意的最流行的嵌入式解決方案集成開發環境是 Qt、PyCharm、MPLAB X、Eclipse、Arduino等等。

　　結論

　　嵌入式解決方案是電子行業的基礎，也是我們日常生活的支柱。人們在制造、醫療保健、運輸、商業、家庭和許多其他領域使用帶有內置軟件的設備，因此，在可預見的未來，對熟練的嵌入式開發人員的需求將會增長。