嵌入式系統和作業系統開發

Contents

成為嵌入式系統專家：用 C 語言和組合語言開發自己的作業系統，並設計你自己的 PCB

從這 11 小時的課程，你會學到

了解如何在工作台上從頭開始建立嵌入式系統。這將使你深入了解目標平台，但這不是強制性的
了解如何透過設定接線、時脈( clocking )、連接編程器以及將二進位應用程式閃存到晶片來從頭開始對微控制器編寫程式
深入了解作業系統是什麼、何時需要作業系統以及它如何在嵌入式平台上運作
從實踐角度理解核心、多任務、背景切換、調度、關鍵部分和任務同步
了解一般 CPU 架構以及如何選擇目標 CPU。深入了解 MIPS32 Arch 內部結構，例如暫存器和記憶體佈局
Microchip PIC32 (MIPS32) 微控制器的高階應用程式程式編輯
為目標平台開發板支援套件 (Board Support Packages，BSP)
對 SPI 和 I2C 總線上的資料通訊以及透過 UART 模組（包括 USB-to-Serial）的序列通信有深入而實際的了解
了解如何基於特定於 CPU 的組合語言程式碼開發搶佔式和協作式核心以進行任務背景切換
了解如何為時間、任務和記憶體管理提供高效的內部服務
了解如何使用郵件信箱和訊息佇列建立進程間通訊 ( Inter-Process Communication，IPC)
深入了解並學習如何實施即時約束，以便將作業系統視為 RTOS（Real-Time OS，即時作業系統）
了解優先順序倒置了( Priority Inversion )問題並學習如何實施具體對策
學習設備驅動程式開發。我們將逐步為目標平台的周邊設備（例如顯示器和 MicroSD 卡）開發驅動程式
將用戶應用程式連接到作業系統
了解如何在運行時將二進位映像寫入目標平台的程式閃存，並建立 USB/UART 開機載入程式
了解如何移植作業系統，使其在不同的 CPU 架構上可執行
了解目標平台的電器器( Electrical Schematic )原理圖和 PCB 佈局（可選）

要求

建議具備基本的 C 程式設計技能，但不是強制要求。程式碼實作將親自執行，並即時解釋。不需要特定的先驗知識。如果你有任何疑問，請給我留言：我將給你解答。

課程說明

在本課程中，你將學習如何真正從頭開始建立嵌入式作業系統。

我們將逐步指導你創建組成嵌入式作業系統的每個技術軟體模組，以及在工作台上開發你自己的目標設備（可選：你可以使用免費模擬器或現成的模擬器，使用入門套件），從基本電子元件和業界標準處理器開始。

你將學習如何逐步為真實硬體組件創建設備驅動程式，例如顯示器、SD 卡存儲、Wi-Fi、慣性運動單元（Inertial Movement Unit，IMU，即加速計和陀螺儀）、USB 通信、模擬操縱桿、熱感攝影鏡頭模組和更多的。

在本課程結束時，你將掌握組合語言和 C 語言的系統級編寫程式，以及管理 CPU 和記憶體之間互動的技術流程。憑藉大量的實務經驗和實際演示，你將具備透過操作 CPU 暫存器、堆疊、指令指標、返回位址等來完全控制機器的能力。在軟體開發部分的最後，你將學習如何建立到另一個架構（例如 x86）的移植。

儘管硬體開發部分是可選的，但如果你可以使用電子實驗室，你還可以開發電路原型設計、設計和組裝自己的目標 PCB（印刷電路板）的能力。

目標受眾

從嵌入式開發人員到願意創建自己的作業系統的愛好者和愛好者。
本課程是實踐性的：將逐步指導你從頭開始建立可用的作業系統。

講師簡介

Victor Huerlimann 嵌入式系統工程師

我叫 Victor Huerlimann，是一名嵌入式系統工程師，擁有瑞士南部應用科學大學 (SUPSI) 的電腦科學學位和瑞士嵌入式機器視覺專業工程碩士學位 (MSE)。

我感興趣的領域是硬體開發、PCB 設計和嵌入式軟體開發。我喜歡開發自己的硬體平台並編寫在其上運行的韌體，包括引導程式和作業系統。

我很樂意與任何想要學習如何從頭開始創建完全自己的嵌入式系統的人分享我的經驗。

英文字幕：有

想要了解如何將英文字幕自動翻譯成中文? 請參考這篇 How-To

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