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Arm那些事兒 | 從51設計轉到Arm開發(fā),緊張并興奮著

2018/04/20
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文 / 付麗華

周一,華容準時出現(xiàn)在新公司的行政部,辦理了入職手續(xù)之后,然后被領到了硬件研發(fā)部,是一個臨窗的位置。一桌、一椅、一臺電腦,辦公條件果然很簡單,但是對于研發(fā)的工作來說,足夠了。

環(huán)顧四周,不足 20 平方米的房間很是擁擠,沿著墻壁,一排桌子,桌子上有 4 臺電腦,除了自己的桌面比較干凈之外,其他的桌面上均堆滿了物品,以電路板和工具居多。背后的墻壁也是擁擠的,依著墻壁,是一排金屬貨架,貨架上是一些儀器儀表,以數(shù)字示波器最為搶眼,架子的底部有一個大塊頭兒的設備,沒見過,也不認識。其余的空間,被一些紙箱子塞滿,有封口的,也有未封口,有些紙箱灰塵較大,從破損處可以看到些綠油油的電路板。靠近門口的地方,兩個鐵皮的文件柜,柜門鎖著。


研發(fā)部的全部家當,一目了然。

落座之后,簡單地清理了一下桌面的衛(wèi)生和鍵盤、顯示器上的灰塵,擺放好事先準備好空白的記事本和筆,算是就緒了。就緒了,準備去找部門經(jīng)理,一轉身才發(fā)現(xiàn),頂頭上司就站在身后,手里拿著一個 PDA,連同一張即時貼一起遞了過來。


“再次認識一下,我是隋昕,硬件部的經(jīng)理。這個樣機,你可以隨便拆,但是不建議帶出去。紙條上有服務器的 IP 和共享文件的名稱,有你目前所需的相關工具軟件、程序源代碼和文檔,按照說明文檔安裝就可以。如果遇到問題,可以來找我。”


隋昕的語調依舊是平穩(wěn)的。

“謝謝!”華容接過物品,連忙致謝。
“以后是同事了,不必客氣!”說完,轉身回到自己的座位上。
忽然好像想起了什么,又轉過椅子,歪著頭對華容說:
“常用的辦公軟件,可以安裝自己習慣的,也可以用公司的,如果需要可以到行政部去要。補充一下,實習期內(nèi),只開放內(nèi)網(wǎng),禁止使用個人的外接存儲設備?!?br /> 沒有寒暄,干凈利落,華容暗想,但愿這個人寫程序的風格也是如此。

“可以隨意拆樣機”,這是自己求之不得的,現(xiàn)在得到明確的指示,華容立即找來工具,開始行動。


拆解并不順利,問題出現(xiàn)在工具上,原以為是十字型的螺絲刀,但是試了幾次,螺絲就是紋絲不動,起初懷疑是力氣不夠,但是擰下一個螺絲才需要多大的力氣呀?肯定是哪里出現(xiàn)了問題,仔細觀察之后才發(fā)現(xiàn),螺絲是內(nèi)六角的。找到了相應的工具,拆解便十分順利。

輕輕取下電路板,一體式的硅膠按鍵從主板上脫離開來,PDA 主板的真面目展現(xiàn)在眼前:
長度不到自己的指尖,目測寬度不足 50mm;
電路板左側和右側,是貼片的接插件,阻容元件全部是極小的貼片,尺寸比自己用過的 0805 還要小很多;
中央有兩個面積較大的貼片器件,一個是 144 管腳的 QFP,絲印的字符是 LPC2214,另一個是 48 管腳 TSSOP,名稱是 SST39VF1601。


頂部有一顆芯片,看起來像是 QFN,字符太小,看不清楚,附近有一顆 SOP 的芯片,字符也是不清楚。

翻過來,這一面比較簡單:底部是一張帶有鍋仔片的貼紙,上面是液晶屏,平整地貼在電路板上,看不到接口,但可以斷定,絕對不是普通的插針焊接。面對如此“尤物”,卻無處下手。


情急之下,打算用指甲輕輕地翹起來看一下,沒成功,一時不知如何是好,耳邊傳來渾厚的男低音:
“液晶屏下面有背膠,很牢固,需要用工具。”

華容一驚,來人已經(jīng)在自己的旁邊的椅子中落座,熟練地打開電腦,看來是它的主人到了。
小心地放下手里的東西,華容向鄰居打招呼。
“你好,我是華容,第一天上班,請多關照?!?br /> 鄰居并未起身,低著頭在桌面上找東西,邊找邊說:“我是陳晟,比你小,以后叫我小陳就行?!?/p>

“哦,陳工,你好!”
對方?jīng)]有反應。
華容有點兒納悶,這個研發(fā)部的工程師們看起來都很有特點,部門經(jīng)理表現(xiàn)得異常平靜,這位鄰居看起來也不大熱情,難道自己要被冷處理嗎?
“把板子給我?!编従佑珠_口了。

華容小心翼翼地遞過板子,對方接過板子,放在桌子上,一只手按著電路板,另一只手用鑷子熟練地在液晶屏周圍劃了一圈,然后用鑷子的尖頭,輕輕一翹,液晶屏便于主板分離,順勢將屏幕上翻,露出接口。


“拿去,看個夠?!?/p>


說完,將電路板推給華容。


華容剛想說:“謝謝”,但謝字還未出口,對方又補充了一句:“這個活兒容易傷手,你得悠著點。”言語雖短,但是聽起來很溫暖。

來不及多想,華容迫不及待地再次觀察整個電路板,同時也有了新的發(fā)現(xiàn),于是一邊看,一邊用筆勾勒著框圖,一邊記錄。


記錄完畢,上網(wǎng)查 LPC2214 的資料。


一年以來,開發(fā)基于 ARM 的產(chǎn)品,一直是自己的夢想,如今夢想變成了現(xiàn)實,ARM 芯片和電路板就在自己的手里,這種激動時溢于言表的。不過,接觸 ARM 之前,聽過兩種天壤之別的觀點:

觀點 1:ARM 很難。
難度之一是軟件方面,用起來很麻煩。使用之前,必須重新配置參數(shù),有幾百個寄存器,因此單單就寄存器配置而言,這個過程是相當復雜。
難度之二是對硬件方面,PCB 的布線要求極其嚴格。如:數(shù)據(jù)線必須等長,否則會導致莫名其妙的數(shù)據(jù)錯誤等等。
看到的事實好像也驗證了該說法,公司里的頂級高手工程師,做了 10 塊樣板,結果全軍覆沒,唯一可以運行起來的是手中的試驗板。

觀點 2:ARM7 上手很容易 .
如果 51 底子厚,第一天熟悉 ARM 開發(fā)環(huán)境,保證第二天就可以上手。事實同樣證明了該觀點,近 2 千臺的手持機正在被用戶使用。
兩個觀點,出自用過 ARM7 的兩位工程師,都有發(fā)言權。
如今產(chǎn)品在手,到底是何種難度?

首先看看差別吧,翻看數(shù)據(jù)手冊,只是看了概述部分,便差點兒驚掉下巴:


首先,是工作頻率。


由于具有倍頻功能,同樣是 11.0592 MHz 的晶振,51 的時鐘周期是固定的,約為 0.09us,而 ARM 則可以通過倍頻設置 ,實現(xiàn)最大為 6 倍 的 CPU 操作頻率,這是要上天的節(jié)奏啊!有了這個頻率,基本不用考慮運算速度的問題,除非特別需要,否則根本沒有必要殫精竭慮地考慮算法問題。

其次,是 I/O 口的使用。


與 51 大不相同,LPC2214 共有 144 個管腳,竟然可以最多可以設置 112 個管腳為 GPIO 類型,也就說可以根據(jù)需要,將相應的 I/O 口配置為輸入、輸出或者雙向的;而 51 單片機的 I/O 口類型,通常情況下則是固定的。

?

再次,是“謎一樣”的工作電壓。


這顆芯片的工作電壓竟然是 2 個,分別是 3.3V 和 1.8V。其中 1.8V 用于 CPU 工作,而 I/O 的操作電壓則是 3.3V。為什么是這樣呢?華容不解,于是在電壓的記錄上,用紅筆畫了一個圈兒。

第四,是關于芯片的容量。
256KB 的 ROM 和 16KB 的 RAM,這是華容見過的最土豪的配置。有了這個資源,基本不必顧慮程序的代碼量和變量數(shù)量的問題,因為 ROM 和 RAM 是足夠的,可以“隨心所欲”地寫程序,可以很“任性”地“揮霍”變量。

最后一點,芯片具有掉電模式。


這就意味著可以進行休眠,雖然沒有明確說明休眠時的功耗數(shù)據(jù),但是從 PDA 的操作方式看,該機具有休眠模式,通過按鍵可以喚醒,既然有了這樣的設計,那么參數(shù)應該是很不錯的。華容又用紅筆,將“休眠”圈了起來。

的確復雜,在土豪的 ARM 處理器面前,華容覺得自己非?!昂帷保f是捉襟見肘也不為過。此時,她相信了第一種說法,ARM 的確很難。對于自己來說,最大的難處是思路上的轉換,而思路上轉換說起來容易做起來難。


如何實現(xiàn)快速轉變呢?這是當務之急。


華容起身來到窗前,遙望窗外風景。由于身處高層,這里的視野很開闊,景物盡收眼底。低頭俯瞰二環(huán)公路,二環(huán)上車流不息;越過二環(huán),便是河邊的綠化帶,樹木蔥綠,高大而茂密;越過樹梢,可見波光粼粼的渾河,對岸則是忙碌的工地,一個建筑群正在拔地而起。

“午飯時間到了,想看風景,可以午飯后去看?!鄙砗箫h來了鄰居的提醒。


聽到友好的提示,華容才發(fā)覺一個上午就這么過去了。在工作量充實的情況下,時間總是過得很快,揉了揉發(fā)澀的眼睛,華容起身離開,緊跟著來到食堂。


公司提供免費的午餐,雖然是平淡的家常菜,但是很符合華容的口味。打飯的時候,竟然遇見了兩位熟人,令華容激動不已。其中一位是原來 SD 公司銷售部的某大區(qū)的經(jīng)理——陸俊,雖然交往不多,但畢竟是熟悉的面孔,在陌生的公司里能夠見到以前的同事,簡直有他鄉(xiāng)遇故知的興奮。還有一個比較熟悉的身影——林鴻陽,真是人生何處不相逢。


熟人見面,分外熱情,即便是在狹小的餐廳里,站著用餐,三人也是格外高興。不用猜也知道,華容任職硬件研發(fā)部,陸俊在銷售部,至于林鴻陽的情況,沒等華容發(fā)問,他已經(jīng)自報家門,任職生產(chǎn)部。

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電子產(chǎn)業(yè)圖譜

1996畢業(yè)于華東理工大學自控系,同年7月進入某大型國企擔任電氣員。2000年轉行從事硬件研發(fā)相關工作;后從事RFID相關產(chǎn)品的研發(fā)、設計,曾參與中國自動識別協(xié)會RFID行業(yè)標準的起草;歷任硬件工程師、主管設計師、項目經(jīng)理、部門經(jīng)理;2012年至今,就職于沈陽工學院,擔任電子信息工程專業(yè)教師,研究方向:自動識別技術。已經(jīng)出版教材《自動識別技術概論》,職場故事《51的蛻變 》。