人工智能(AI)和機器學(xué)習(xí)(ML)是使系統(tǒng)能夠從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)、進(jìn)行推理并隨著時間的推移提高性能的關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)通常用于大型數(shù)據(jù)中心和功能強大的GPU,但在微控制器(MCU)等資源受限的器件上部署這些技術(shù)的需求也在不斷增加。
Zephyr開源項目由Linux基金會維護(hù),是一個針對資源受限的嵌入式設(shè)備優(yōu)化的小型、可縮放、多體系結(jié)構(gòu)實時操作系統(tǒng)(RTOS)。近年來,Zephyr RTOS在嵌入式開發(fā)中的采用度逐步增加,支持的開發(fā)板和傳感器不斷增加,其廣泛的設(shè)備支持和高度的可擴展性吸引了開發(fā)者的關(guān)注。相比FreeRTOS等小型RTOS而言,教育生態(tài)不夠成熟的Zephyr系統(tǒng)規(guī)模更大,結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,這提高了開發(fā)者入門和精通的門檻。文章對Zephyr硬件抽象層和設(shè)備驅(qū)動的架構(gòu)與實現(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)性分析,重點闡述了設(shè)備驅(qū)動模型和設(shè)備樹的作用。為了展示基于Zephyr的嵌入式軟件開發(fā),文章在BBC micro:bit V2開源硬件上構(gòu)建樣例Zephyr設(shè)備驅(qū)動和應(yīng)用程序,并做解釋和驗證。
在資源受限的嵌入式系統(tǒng)中,代碼執(zhí)行效率和內(nèi)存占用始終是開發(fā)者需要權(quán)衡的核心問題。內(nèi)聯(lián)函數(shù)(inline functions)和宏(macros)作為兩種常見的代碼展開技術(shù),在性能、可維護(hù)性和安全性方面表現(xiàn)出顯著差異。本文通過實際測試數(shù)據(jù)和代碼示例,深入分析這兩種技術(shù)的適用場景,為嵌入式開發(fā)提供科學(xué)的決策依據(jù)。
在嵌入式系統(tǒng)和服務(wù)器開發(fā)中,日志系統(tǒng)是故障排查和運行監(jiān)控的核心組件。本文基于Linux環(huán)境實現(xiàn)一個輕量級C語言日志庫,支持DEBUG/INFO/WARN/ERROR四級日志分級,并實現(xiàn)按大小滾動的文件輪轉(zhuǎn)機制。該設(shè)計在某物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)項目中穩(wěn)定運行,日均處理日志量達(dá)500MB,未出現(xiàn)性能瓶頸。
在嵌入式系統(tǒng)和底層驅(qū)動開發(fā)中,C語言因其高效性和可控性成為主流選擇,但缺乏原生單元測試支持成為開發(fā)痛點。本文提出一種基于宏定義和測試用例管理的輕量級單元測試框架方案,通過自定義斷言宏和測試注冊機制,實現(xiàn)無需外部依賴的嵌入式環(huán)境單元測試,代碼量控制在500行以內(nèi),適用于資源受限的MCU平臺。
在嵌入式系統(tǒng)與驅(qū)動開發(fā)中,內(nèi)存映射I/O(Memory-Mapped I/O, MMIO)是一種將硬件寄存器映射到處理器地址空間的技術(shù),允許開發(fā)者通過指針直接讀寫寄存器,實現(xiàn)高效、低延遲的硬件控制。本文通過C語言實戰(zhàn)案例,解析MMIO的核心原理與實現(xiàn)技巧。
在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和多線程編程中,程序崩潰、內(nèi)存越界等復(fù)雜問題常令開發(fā)者困擾。GDB作為強大的調(diào)試工具,其條件斷點和內(nèi)存查看功能可精準(zhǔn)定位隱蔽缺陷。本文通過實際案例演示這些高級功能的應(yīng)用,幫助開發(fā)者提升調(diào)試效率。
在嵌入式系統(tǒng)與底層軟件開發(fā)中,C語言的枚舉類型(enum)因其強大的語義表達(dá)能力,成為狀態(tài)機設(shè)計和位域操作的核心工具。本文將從底層原理出發(fā),解析枚舉類型在狀態(tài)機實現(xiàn)中的優(yōu)化策略,并探討其與位域(bit-field)的協(xié)同應(yīng)用場景。
瑞典烏普薩拉,2025年7月8日 — 全球領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)軟件解決方案供應(yīng)商IAR宣布,其嵌入式開發(fā)平臺正式推出對Zephyr RTOS的量產(chǎn)級支持。該支持自IAR的Arm開發(fā)工具鏈v9.70起全面提供。
本文探討如何在項目中實現(xiàn)與硬件無關(guān)的驅(qū)動程序。即插即用的設(shè)計理念能夠顯著降低嵌入式軟件或固件設(shè)計的復(fù)雜性,無論設(shè)計者的經(jīng)驗水平如何,都能從中受益。如果您想了解驅(qū)動程序的基本函數(shù)和嵌入式系統(tǒng)的軟件架構(gòu),請參見文章“利用與硬件無關(guān)的方法簡化嵌入式系統(tǒng)設(shè)計:基本知識”。
國內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)內(nèi)的廠商正在全球嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展浪潮中扮演著越來越重要的角色,但隨之而來的是國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)和相關(guān)芯片企業(yè)在出海時也面臨越來越多的合規(guī)要求,尤其是在保障用戶、設(shè)備和周邊人與物安全的功能安全領(lǐng)域內(nèi)的合規(guī)要求。功能安全是確保產(chǎn)品在發(fā)生故障時能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并安全運行的關(guān)鍵,尤其在汽車、醫(yī)療和工業(yè)控制等行業(yè)中,功能安全的合規(guī)性是企業(yè)進(jìn)入高價值國際市場的必要條件。
Sensefarm 成功解決了頻繁電池故障的根本問題,這不僅消除了維護(hù)困擾,也促使他們重塑了客戶支持的整體業(yè)務(wù)流程。借助 Otii 電池工具箱,Sensefarm 在設(shè)備部署前即可對電池進(jìn)行全面檢測,確保其與傳感器的高度兼容,從而極大增強了產(chǎn)品的穩(wěn)定性與客戶信任。我們相信,深入理解物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備故障的根本原因,能夠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
如何判斷當(dāng)前開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品是否適合采用太陽能供電?又該如何選擇最適合應(yīng)用場景的太陽能電池板? 答案很簡單:通過測試評估太陽能板性能。本文將詳細(xì)講解在物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)項目中,以O(shè)tii測量工具為例,如何科學(xué)評估太陽能供電方案的可行性。
單片機作為嵌入式系統(tǒng)的核心組件,已深入到眾多應(yīng)用領(lǐng)域中。而單片機實時操作系統(tǒng)在這些系統(tǒng)中起到了至關(guān)重要的作用。
瑞典烏普薩拉,2025年6月10日 — 全球領(lǐng)先的嵌入式軟件解決方案供應(yīng)商IAR正式發(fā)布其旗艦產(chǎn)品的重大更新版本:Arm開發(fā)工具鏈v9.70和RISC-V開發(fā)工具鏈v3.40,大幅提升了IAR開發(fā)平臺在性能、安全性和自動化方面的能力,助力汽車、工業(yè)、醫(yī)療和物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)中的敏捷、可擴展嵌入式應(yīng)用。
在嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信等對數(shù)據(jù)傳輸效率要求極高的場景中,零拷貝技術(shù)能夠顯著減少數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的拷貝次數(shù),降低CPU負(fù)載,提高系統(tǒng)性能。DMA(直接內(nèi)存訪問)環(huán)形緩沖區(qū)與內(nèi)存池相結(jié)合的雙重優(yōu)化策略,為實現(xiàn)高效的零拷貝數(shù)據(jù)傳輸提供了有力支持。
隨著嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的復(fù)雜度不斷提升,開發(fā)人員參與的項目隨時可以超越Cortex-M系列,這對集成開發(fā)環(huán)境(IDE)也提出了更高的要求,最好能夠用一套IDE來管理、開發(fā)和保護(hù)日益多樣化的工程項目。Keil MDK和IAR EWARM是市面上最常見的兩款用于Arm Cortex-M MCU開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境。目前Keil MDK主要支持Arm Cortex-M,對于Arm Cortex-A和Cortex-R的開發(fā),則需要借助Arm Development Studio的支持。
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