嵌入式系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生活中隨處可見，大到航天、汽車、通訊系統(tǒng)，小到手機(jī)、機(jī)頂盒等等。嵌入式軟件開發(fā)作為軟件行業(yè)的一個(gè)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(gè)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(duì)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(shí)用的設(shè)計(jì)原則、最佳實(shí)踐和一套有效的質(zhì)量保證方法論，培訓(xùn)中心特舉辦“高質(zhì)高效嵌入式軟件開發(fā)”培訓(xùn)班。


培訓(xùn)對(duì)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(xiàng)目管理師、架構(gòu)師等。


課程設(shè)計(jì)及授課思路
從事嵌入式軟件開發(fā)，最困難的莫過于學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)原理和處理器方面的知識(shí)。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?yàn)樗鼈兲�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(xué)習(xí)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(shí)現(xiàn)原理一旦掌握，不論基于哪一個(gè)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(xué)員獲得最好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，本課程以講師自己設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔、完整的“實(shí)時(shí)”操作系統(tǒng) — ClearRTOS為基礎(chǔ)，通過漸進(jìn)式的方式細(xì)致講解操作系統(tǒng)的概念和實(shí)現(xiàn)原理。至于處理器方面的知識(shí)，本課程沒有針對(duì)某一具體處理器，而是就編程方面所需的通用知識(shí)進(jìn)行了講解。對(duì)這些通用知識(shí)的掌握，將使得處理器對(duì)于學(xué)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(jìn)行編碼工作，還得能駕馭自己的編譯環(huán)境并運(yùn)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(xué)員戰(zhàn)勝這一挑戰(zhàn)。值得強(qiáng)調(diào)的是，其中花了較大的篇幅幫助學(xué)員成為Makefile方面的專家。


要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)高效地從事軟件開發(fā)工作，項(xiàng)目人員還必須理解軟件設(shè)計(jì)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(jì)和質(zhì)量保證方法論是業(yè)內(nèi)比較抽象和高級(jí)的話題，為此本課程通過帶領(lǐng)實(shí)踐的方式逐步展開講解，以幫助學(xué)員獲得一些實(shí)用的設(shè)計(jì)原則、最佳實(shí)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(shí)、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(xué)員全面走向高質(zhì)高效編程。



培訓(xùn)內(nèi)容
第1天
學(xué)習(xí)導(dǎo)引
1. 學(xué)什么？怎么學(xué)？
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(tuán)隊(duì)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(dòng)
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(duì)齊
9. 斷點(diǎn)
10.內(nèi)存管理單元
11.緩存
[硬件篇] 開發(fā)活動(dòng)中的硬件問題
1. 兩個(gè)軟件異常案例
2. 異常的背后 — 信號(hào)完整性
3. 應(yīng)對(duì)信號(hào)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(jiǎn)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(shí)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(xiàng)
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(shí)用的gcc選項(xiàng)
[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(hào)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(shí)
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(duì)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(dǎo)致的問題
1. 問題示例
2. 問題分析
3. 問題成因
4. 預(yù)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(jì)篇] 設(shè)計(jì)，軟件質(zhì)量之本
1. 軟件設(shè)計(jì)是什么
2. 軟件質(zhì)量的概念
3. 阻礙改善設(shè)計(jì)的常見觀念
4. 如何提高設(shè)計(jì)能力
5. 設(shè)計(jì)模式、設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想
6. 放之四海皆適用的設(shè)計(jì)原則

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

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

[設(shè)計(jì)篇] 目錄結(jié)構(gòu)管理，使項(xiàng)目進(jìn)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(diǎn)
3. 一個(gè)示例

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

[設(shè)計(jì)篇] 可開發(fā)性設(shè)計(jì)，一種高效且經(jīng)濟(jì)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(jì)的內(nèi)涵
3. 設(shè)備抽象層
4. 更復(fù)雜的設(shè)備抽象層
5. 圖形界面的可開發(fā)性設(shè)計(jì)
6. 其他可開發(fā)性設(shè)計(jì)

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

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(jìng)爭(zhēng)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(cè)
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(shí)現(xiàn)協(xié)同工作
1. 信號(hào)量
2. 互斥鎖
3. 事件
4. 消息隊(duì)列
5. 死鎖及預(yù)防

[操作系統(tǒng)篇] 內(nèi)存管理，協(xié)調(diào)動(dòng)態(tài)內(nèi)存的使用
1. 堆管理（含內(nèi)存溢出和泄漏檢測(cè)）
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(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)
5. 驅(qū)動(dòng)安裝與設(shè)備注冊(cè)

[操作系統(tǒng)篇] 定時(shí)器，程序鬧鐘
1. 軟件定時(shí)器分類
2. 設(shè)計(jì)思路
3. 中斷回調(diào)定時(shí)器
4. 定時(shí)誤差
5. 提高遍歷效率
6. 改善實(shí)時(shí)性
7. 任務(wù)回調(diào)定時(shí)器

[質(zhì)量保證篇] 質(zhì)量保證導(dǎo)言
1. 軟件開發(fā)的特點(diǎn)
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(dǎo)性思想

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

[質(zhì)量保證篇] 單元測(cè)試，被忽視的質(zhì)量保證方法
1. 警惕單元測(cè)試無用論
2. 一個(gè)簡(jiǎn)單但不完善的單元測(cè)試?yán)��?
3. 構(gòu)建單元測(cè)試框架
4. 無縫整合單元測(cè)試
5. 幾個(gè)實(shí)施問題
6. 樁函數(shù)和打樁
7. 錯(cuò)誤注入，一種可測(cè)試性設(shè)計(jì)
8. 平臺(tái)開發(fā)與單元測(cè)試
9. 被測(cè)行為的確定性
10.被測(cè)用例的有效性

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

[質(zhì)量保證篇] 靜態(tài)分析，防止將失誤帶給用戶
1. 認(rèn)識(shí)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(dòng)態(tài)分析，使程序更健壯
1. 結(jié)識(shí)動(dòng)態(tài)分析工具
2. 無縫整合動(dòng)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(gè)開發(fā)高質(zhì)軟件的工作臺(tái)