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2023年5月24日 星期三

嵌入式「系統」不是純軟體,包含軟體與硬體(亦包含電路)。推薦全華科技出版的一本電子電路相關書籍


多年前還在讀碩士班時,覺得這本電子電路的書籍(如下圖,來源連結)很不錯(並非刻意幫該書籍打廣告)。雖然後來是以嵌入式系統軟硬體整合開發為主(包含沒有作業系統以及有作業系統的系統軟韌體開發以及周邊電路整合設計),但從高職開始接觸這些始終覺得很有親切感。


來源連結


不過印象深刻的是,當時在成功大學工程科學系資訊組(資訊工程與應用組)的研究所讀碩士班時,該組的所有師生,除了自己之外,幾乎完全沒有其他任何人對於類比電子電路有基礎及興趣....(甚至對數位電路有興趣的也不多),只有一位大學部專題生跟著我做一些相關方面。

其實對於物聯網(IoT)之中的感測單元/嵌入式系統來說,上述的方面絕對是重要的,否則如果一個IoT系統之中的感測電路子系統所產生的訊號是錯的,導致raw data是錯的,如果這些基本的輸入內容本身就是有問題的,根本不能期望用了(輸入到)什麼酷炫神奇AI演算法並以上層軟體整合執行之後,系統的結果就會正常,就好比人吃白飯,不可能會拉出金銀珠寶;又好比不可能用純語音訓練出來的語音model去做影像辨識、不可能沒有任何硬體單元之下就可以拿到感測資料(精確來說,世界上沒有甚麼「純軟體」這種事情,只是藉由可程式化的方式(分層)操控電腦這個「硬體系統」去完成功能)。但坦白說從碩士班許多同儕、業界的同事發甚至主管的狀況來看,「以為數據資料處理辨識演算法可以取代感測訊號處理電路」是某些純軟體的人有些觀念錯誤的地方(包含業界一些老闆和主管),但是成大工程科學系其實在大學部有一些電路相關的必修學科課程,也有微控制器系統相關的必選課程,但顯然對於許多人來說,修課的效果可能是極為有限,許多人其實有修過課,但就幾乎好像是沒修過一樣。而其實我在一些選擇走資訊軟體方向的電機系畢業學生身上也有看到一樣的狀況,並不是工程科學系的學生才有如此的狀況。

此外,也有一些具備電路、MCU韌體開發相關背景的資深業界主管,誤以為自己所做的系統不是嵌入式系統。換句話說,很多方面都問題來自於自身不擅長的跨領域問題(雖然以學校科系來說,工程科學系號稱是主打跨領域的系所)。

嵌入式系統是具備特定功能的電腦「系統」,包含硬體與軟體,絕對 不是 只有作業系統或者只有上層應用程式,很多人常誤以為嵌入式系統就是有跑作業系統軟體的系統,這也是常見的錯誤認知。事實上,多去查詢基本定義即可得知,歐美的專業領域課本也常列出,例如Muhammad Ali Mazidi等人所著作的「The 8051 Microcontroller and Embedded Systems (2nd Edition)」,從書名就可理解我上述所說,該原文書的進一步詳情可參考留言處,而這類原文書通常會將這些基本名詞的定義做出說明。

又要講實話了,台灣有很多人很愛嘴上談「學術」兩字,但是實際上似乎大多不太會想去把基本名詞定義給弄清楚,這是蠻奇怪的事情,如果重視學術就該有基本的嚴謹度,而不是只是把「學術」兩字掛在嘴巴上好像很高尚,但卻缺乏實質的內涵,偉大的工程開發貴在對細節的用心,包含這些名詞基本定義和用語。


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歡迎各方洽談合作,務實/踏實追求共好。

個人簡歷: https://sites.google.com/view/wenliangsun/


‼本園區開設之技術課程進一步詳情請參見下方blog網頁的課程介紹👇:
本學習區之Facebook粉絲頁如下:

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孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)

【若需要嵌入式系統技術輔導課程 可來信洽談合作方式: iws6645@gmail.com,亦可先點擊參考這篇介紹文章


2021年9月4日 星期六

適合初學者的【嵌入式系統基礎原理與實務課程】

‼ 在此推廣一下 適合初學者的【嵌入式系統基礎原理與實務課程】‼

👉 本po文的影片內容為一個簡易的小範例,由8051 MCU GPIO之Output(輸出)驅動LED完成簡易跑馬燈功能。

影片內容包含從操作KEIL C51 IDE的免費評估版對程式碼進行編譯,並且藉由 ISP (In System Programming) 燒錄方式(便宜又好用) 對8051 MCU進行燒錄並觀察執行結果。


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❓ 看完這篇po文的demo影片,或許有些學員會感到疑惑,這影片的跑馬燈功能,豈不是在學校課程裡面就看過/做過了? 這不是都很簡單嗎? 

 

不用擔心 🥸,其實這些表面上簡單的demo功能的背後,其實有著許多深入的學問和需要學習的基礎觀念,在業界做深入的技術問題時很可能會需要這些觀念,而許多大學學校課程不一定會詳細教背後詳細原理,也可能是學員過去從來沒有仔細思考過的較深入的基礎內容。

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以這個po文的demo影片內容來舉例背後涵蓋的基礎內容,例如: 

👉 以8051實際實作範例說明低階語言 (組合語言,Assembly Language)與C語言(高階語言)的實際差異介紹

👉 介紹8051 指令集 (組合語言 其實即為對應指令集 的 助憶符號)

👉 MCU的原廠官方Datasheet技術手冊的基本閱讀能力

👉 MCU內部架構、GPIO架構原理(例如Port0的open drain是指什麼)、暫存器存取、記憶體組織架構

👉 MCU外部介面電子電路原理(與基礎,包含數位電路和類比電路及訊號的基本觀念)

👉 C語言的各種技巧與重點(包含8051基礎應用以外的平台的韌體開發常見內容和觀念),韌體程式流程追蹤與撰寫

👉 整合開發環境(IDE)操作

👉 ISP燒錄韌體之方式,以及燒錄器所對應軟體之操作 


上述內容在本學習區所開設的課程內容中都會詳細講述,

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許多學校課程會講的內容,本課程當然會涵蓋到;而就連許多學校課程裡面沒講到的(詳細細節原理與實務開發經驗),在本課程內還是會學到。

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註: 這門課的核心並不只是教你8051 Microcontroller,而是關於嵌入式系統(Embedded System)的軟硬體入門理論觀念與技術基礎,

同時也會補充許多「真正的計算機概論」的重要內容,不要懷疑,多數人不一定真的有理解過,包含: 

👉 何謂電腦?

👉 何謂嵌入式系統? 

👉 何謂跑non-OS及何謂有跑OS的電腦(計算機)系統

👉 何謂CPU? 何謂MCU(微控制器)? 何謂微處理機? 何謂SoC(系統晶片)? 

👉 產業相關職缺類別與實際可能的工作內容情況(講師分享自身的產業工作經驗與曾經輔導多位學員的經驗)

👉 以8051 MCU作為範例實作的目標教材,目標是希望學員能打下紮實的嵌入式系統基礎,課程內容中會有一系列的基礎實作教學

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孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)

個人簡介: https://sites.google.com/view/wenliangsun/

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