Stratificarea computerelor industriale încorporate

Sistemele încorporate sunt împărțite în 4 straturi: stratul hardware, stratul driverului, stratul sistemului de operare și stratul aplicației.
1. Stratul hardware este fundamentul întregului sistem încorporat. Dacă sunteți familiarizat cu microcontrolerul și interfața și puteți programa în C și limbaj de asamblare, este relativ ușor să începeți de la nivelul hardware al sistemului încorporat. Stratul hardware este, de asemenea, baza stratului de driver. Un inginer de driver excelent trebuie să fie capabil să înțeleagă schema circuitului hardware și să finalizeze singur designul logic CPLD. În același timp, el trebuie să fie familiarizat cu nucleul sistemului de operare și cu programarea acestuia. Dar platforma hardware este fundația, iar valoarea adăugată depinde de software.
Stratul hardware este mai potrivit pentru persoanele care se specializează în electronică, comunicații, automatizare, mecatronică și ingineria informației. Cunoștințele de bază profesionale care trebuie stăpânite includ principiile microcontrolerelor și tehnologia interfeței, principiile microcomputerelor și tehnologia interfeței și limbajul C.
2. Stratul de driver. Această parte este mai dificilă. Inginerii de drivere trebuie să fie capabili nu numai să înțeleagă diagramele de circuit, ci și să fie foarte pricepuți în nucleul sistemului de operare, astfel încât driverul pe care îl scriu nu va monopoliza intervalul de timp al sistemului de operare atunci când sistemul apelează, ceea ce face ca alte sarcini să nu se poată muta. Ei nu înțeleg arhitectura nucleului sistemului de operare și programarea în timp real și nu au un stil bun de scriere a driverului. Conform modului de adăugare a șoferilor menționat în majoritatea cărților, mulți oameni o pot face, dar s-ar putea să nu ajungă nici măcar la nivelul unui inginer șoferi junior. În acest fel, driverul scris când apelează aplicația este ca atunci când deschidem un program în Windows și îl rulăm, apoi deschidem un alt program, fie întrerupem programul anterior, fie așteptăm puțin înainte de a rula programul deschis ulterior. Dacă vrei să fii un șofer bun fără trei sau patru ani de fundație și câteva studii asupra nucleului sistemului de operare, nu este ușor să reușești, dar salariul său este cel mai mare dintre cele patru straturi de sisteme embedded.
Stratul de driver este mai potrivit pentru persoanele care se specializează în electronică, comunicații, automatizare, mecatronică, ingineria informației, în special specializările în arhitectura computerelor. Pe lângă disciplinele de bază ale stratului hardware, aceștia trebuie să fie, de asemenea, foarte pricepuți în structurile și algoritmii de date, principiile sistemului de operare și principiile de compilare.
3. Nivelul sistemului de operare. În prezent, se poate spune doar că stratul de sistem de operare este un simplu transplant. Puțini oameni au scris sisteme de operare sau au scris sisteme de operare cu părți lipsă. Cea mai mare parte a acestei lucrări este realizată de ingineri șoferi. Sistemul de operare este responsabil pentru depanarea sarcinilor sistemului, gestionarea discurilor și fișierelor, iar performanța în timp real a sistemelor încorporate este foarte importantă. Se spune că Microsoft a avut nevoie de 300 de oameni doi ani pentru a finaliza sistemul de operare XP, cu un total de 600 de ani-om. Se estimează că a fost nevoie de sute de ani-om pentru a finaliza sistemul de operare Nuwa Hopen al Institutului de Software al Academiei Chineze de Științe. Prin urmare, această parte a lucrării este relativ lipsită de sens.
4. Stratul de aplicare. Este relativ ușor. Dacă știți cum să apelați funcțiile interfeței de programare în Windows, mediul de compilare și dezvoltare se va schimba în mod corespunzător doar în sistemul de operare. Același lucru este valabil dacă implică programare Java. Algoritmii implicați în sistemele încorporate sunt gestionați de oameni profesioniști cu algoritmi și nu trebuie să fie atribuiți domeniului de aplicare a sistemelor încorporate. Cu toate acestea, dacă implică baze de date încorporate sub sisteme încorporate, programare în rețea bazată pe sisteme încorporate și dezvoltarea de aplicații de protocol bazată pe anumite niveluri de aplicație (cum ar fi bazate pe SIP, H.323, Astrisk), este mai complicat și mai dificil.