嵌入式系統(tǒng)在現(xiàn)實生活中隨處可見，大到航天、汽車、通訊系統(tǒng)，小到手機、機頂盒等等。嵌入式軟件開發(fā)作為軟件行業(yè)的一個分枝，也面臨著其它軟件領(lǐng)域所面臨的各種挑戰(zhàn) — 如何快速上市？如何保證交付軟件的最終質(zhì)量？如何幫助工程師在工作與生活間取得平衡？等等。由于嵌入式軟件開發(fā)是一個軟硬件結(jié)合非常緊密的領(lǐng)域，這也使得其面臨更大的挑戰(zhàn) — 軟件的可開發(fā)性問題可能很突出、對開發(fā)人員的綜合能力要求更高。為了幫助大家獲得一些實用的設(shè)計原則、最佳實踐和一套有效的質(zhì)量保證方法論，培訓中心特舉辦“高質(zhì)高效嵌入式軟件開發(fā)”培訓班。


培訓對象
以C為編程語言的嵌入式和非嵌入式軟件開發(fā)工程師、項目管理師、架構(gòu)師等。


課程設(shè)計及授課思路
從事嵌入式軟件開發(fā)，最困難的莫過于學習操作系統(tǒng)原理和處理器方面的知識。講解操作系統(tǒng)原理如果以Linux、Windows CE、VxWorks等成熟的操作系統(tǒng)為素材并不好，因為它們太大，很容易讓人“只見森林不見樹木”，也容易讓人望而生畏而失去學習的興趣和信心。從軟件開發(fā)的角度來看，操作系統(tǒng)的概念和實現(xiàn)原理一旦掌握，不論基于哪一個操作系統(tǒng)做開發(fā)都只是調(diào)用不同的函數(shù)而已。為了讓學員獲得最好的學習體驗，本課程以講師自己設(shè)計的一個實現(xiàn)簡潔、完整的“實時”操作系統(tǒng) — ClearRTOS為基礎(chǔ)，通過漸進式的方式細致講解操作系統(tǒng)的概念和實現(xiàn)原理。至于處理器方面的知識，本課程沒有針對某一具體處理器，而是就編程方面所需的通用知識進行了講解。對這些通用知識的掌握，將使得處理器對于學員不再那么神秘。
與非嵌入式軟件開發(fā)采用集成開發(fā)環(huán)境不同，嵌入式軟件開發(fā)大多是基于命令行的。軟件開發(fā)工程師除了進行編碼工作，還得能駕馭自己的編譯環(huán)境并運用其他的開發(fā)工具輔助開發(fā)工作。本課程以來自GNU的工具為例幫助學員戰(zhàn)勝這一挑戰(zhàn)。值得強調(diào)的是，其中花了較大的篇幅幫助學員成為Makefile方面的專家。


要實現(xiàn)高質(zhì)高效地從事軟件開發(fā)工作，項目人員還必須理解軟件設(shè)計的重要性，并借助一定的質(zhì)量保證方法論來提高工作質(zhì)量和效率。軟件設(shè)計和質(zhì)量保證方法論是業(yè)內(nèi)比較抽象和高級的話題，為此本課程通過帶領(lǐng)實踐的方式逐步展開講解，以幫助學員獲得一些實用的設(shè)計原則、最佳實踐和一套有效的質(zhì)量保證方法論。
總而言之，本課程從知識、工具、方法和思想這四大方面全面講解如何專業(yè)地從事嵌入式軟件開發(fā)，致力于幫助學員全面走向高質(zhì)高效編程。



培訓內(nèi)容
第1天
學習導引
1. 學什么？怎么學？
2. 工程師技術(shù)能力層次模型
3. 高質(zhì)高效軟件開發(fā)團隊效能模型
[硬件篇] 處理器的基本概念
1. 微處理器與微控制器
2. 寄存器
3. 處理器的啟動
4. 輸入與輸出
5. 指令與數(shù)據(jù)
6. 中斷
7. 字節(jié)序
8. 邊界對齊
9. 斷點
10.內(nèi)存管理單元
11.緩存
[硬件篇] 開發(fā)活動中的硬件問題
1. 兩個軟件異常案例
2. 異常的背后 — 信號完整性
3. 應(yīng)對信號完整性問題的方法
[工具篇] make，開發(fā)環(huán)境全能管家
1. 從最簡單的Makefile中了解規(guī)則
2. 創(chuàng)建基本的編譯環(huán)境
3. 提高編程環(huán)境的實用性
4. 打造更專業(yè)的編譯環(huán)境
5. 理解make的解析行為
6. Makefile的調(diào)試
7. make的常用選項
8. 活用make
[工具篇] gcc，C語言編譯器
1. 交叉編譯用其環(huán)境
2. gcc幕后工作原理
3. 實用的gcc選項
[工具篇] bintuils工具集，軟件開發(fā)利器
1. addr2line，指令地址翻譯器
2. ar，靜態(tài)庫生成器
3. nm，符號顯示器
4. objdump，信息查看器
5. objcopy，段剪輯器
6. size，段大小觀察器
7. strings，字符串窺視器
8. strip，程序文件瘦身器
[工具篇] ld，鏈接器
1. 重定位的概念
2. 鏈接腳本
[編程語言篇] 掌握必要的匯編知識
1. AT&T和Intel語法格式
2. as的語法
3. 嵌入?yún)R編的語法
[編程語言篇] 深入理解程序的結(jié)構(gòu)
段、棧、堆

[編程語言篇] ABI/EABI規(guī)范，締造程序兼容合約
1. 定義基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2. 規(guī)范字節(jié)對齊處理
3. 分配寄存器的功能
4. 規(guī)定棧幀結(jié)構(gòu)

第2天
[編程語言篇] 混淆指針與數(shù)組所導致的問題
1. 問題示例
2. 問題分析
3. 問題成因
4. 預防措施

[編程語言篇] volatile，讓我保持原樣
1. 從例子理解volatile

[設(shè)計篇] 設(shè)計，軟件質(zhì)量之本
1. 軟件設(shè)計是什么
2. 軟件質(zhì)量的概念
3. 阻礙改善設(shè)計的常見觀念
4. 如何提高設(shè)計能力
5. 設(shè)計模式、設(shè)計原則和設(shè)計思想
6. 放之四海皆適用的設(shè)計原則

[設(shè)計篇] 模塊管理，保障系統(tǒng)有序運行
1. 模塊管理參照系
2. 設(shè)計思路
3. 程序?qū)崿F(xiàn)
4. 模塊管理的一些思考

[設(shè)計篇] 錯誤管理，不可獲缺的用戶需求
1. 現(xiàn)狀與出路
2. 表達錯誤的通用方法
3. 優(yōu)化錯誤日志

[設(shè)計篇] 目錄結(jié)構(gòu)管理，使項目進展更順利
1. 規(guī)劃目錄結(jié)構(gòu)的意義
2. 出色目錄結(jié)構(gòu)的特點
3. 一個示例

[設(shè)計篇] 平臺與框架開發(fā)，高質(zhì)量軟件打造之路
1. 系統(tǒng)庫、平臺和框架
2. 本質(zhì)和優(yōu)點
3. 架構(gòu)模型
4. 困境與生命周期理論

[設(shè)計篇] 可開發(fā)性設(shè)計，一種高效且經(jīng)濟的開發(fā)模式
1. 可開發(fā)性問題一瞥
2. 可開發(fā)性設(shè)計的內(nèi)涵
3. 設(shè)備抽象層
4. 更復雜的設(shè)備抽象層
5. 圖形界面的可開發(fā)性設(shè)計
6. 其他可開發(fā)性設(shè)計

[操作系統(tǒng)篇] 引導加載器，系統(tǒng)啟航者
1. 功能
2. 文件存儲布局
3. 程序加載原理
4. 優(yōu)點

第2天
[操作系統(tǒng)篇] 任務(wù)，軟件基本調(diào)度單元
1. 任務(wù)情景
2. 任務(wù)調(diào)度
3. 任務(wù)的生命周期
4. 任務(wù)控制
5. 競爭問題與中斷控制
6. 任務(wù)與中斷狀態(tài)
7. 任務(wù)棧溢出檢測
8. 滴答與空閑任務(wù)
9. 多任務(wù)環(huán)境控制
10.任務(wù)模塊管理
11.task1示例程序
12.任務(wù)鉤子函數(shù)
13.任務(wù)變量
14.其它概念與思考

[操作系統(tǒng)篇] 任務(wù)同步與通信，實現(xiàn)協(xié)同工作
1. 信號量
2. 互斥鎖
3. 事件
4. 消息隊列
5. 死鎖及預防

[操作系統(tǒng)篇] 內(nèi)存管理，協(xié)調(diào)動態(tài)內(nèi)存的使用
1. 堆管理（含內(nèi)存溢出和泄漏檢測）
2. 內(nèi)存池管理

第3天
[操作系統(tǒng)篇] 設(shè)備管理，方便與外設(shè)交互
1. 字符設(shè)備管理
2. 中斷管理
3. 設(shè)備管理的主要程序?qū)崿F(xiàn)
4. 設(shè)備驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)
5. 驅(qū)動安裝與設(shè)備注冊

[操作系統(tǒng)篇] 定時器，程序鬧鐘
1. 軟件定時器分類
2. 設(shè)計思路
3. 中斷回調(diào)定時器
4. 定時誤差
5. 提高遍歷效率
6. 改善實時性
7. 任務(wù)回調(diào)定時器

[質(zhì)量保證篇] 質(zhì)量保證導言
1. 軟件開發(fā)的特點
2. 保證質(zhì)量的關(guān)鍵要素
3. 質(zhì)量保證需要系統(tǒng)性的方法論
4. 走出質(zhì)量困境的指導性思想

[質(zhì)量保證篇] 編程好習慣，質(zhì)量保證的基本條件
1. 一些終生受用的編程好習慣

[質(zhì)量保證篇] 單元測試，被忽視的質(zhì)量保證方法
1. 警惕單元測試無用論
2. 一個簡單但不完善的單元測試例子
3. 構(gòu)建單元測試框架
4. 無縫整合單元測試
5. 幾個實施問題
6. 樁函數(shù)和打樁
7. 錯誤注入，一種可測試性設(shè)計
8. 平臺開發(fā)與單元測試
9. 被測行為的確定性
10.被測用例的有效性

[質(zhì)量保證篇] 代碼覆蓋，單元測試效果的衡量指標
1. 了解代碼覆蓋工具
2. 無縫整合代碼覆蓋
3. 三個代碼覆蓋度量指標

[質(zhì)量保證篇] 靜態(tài)分析，防止將失誤帶給用戶
1. 認識靜態(tài)分析工具
2. 無縫整合靜態(tài)分析工具

[質(zhì)量保證篇] 動態(tài)分析，使程序更健壯
1. 結(jié)識動態(tài)分析工具
2. 無縫整合動態(tài)分析工具

[質(zhì)量保證篇] 性能分析，讓優(yōu)化程序有的放矢
1. 初探性能分析工具
2. 無縫整合性能分析工具

[質(zhì)量保證篇] qBench，一個開發(fā)高質(zhì)軟件的工作臺