第一步,做出实体芯片。
单片机一般理解为MCU(Microcontroller Unit,微控制单元),包含定时器、ALU(Arithmetic Logic Unit,算术逻辑单元)、内存、寄存器、总线等部分。而普通意义的单片机还包含GPIO、串口(UART)、DMA、协处理器、ADDA等。
前置:计算机组成原理、微机原理。
流水线:
前置:数字逻辑电路、集成电路设计及其EDA技术、verilog。
把各个模块细分为寄存器级,比如移位运算器、节拍器、译码器、存储器等。
物理上是这样的:
然后还要会调试BUG、会看时序。
前置:时序用MODELSIM,综合用QUARTUS II等。
如果你以为这就完事了,那你就错了,此时才刚刚开始!
接下来,继续生成电路网表,时序收敛;如果不对,继续返回上述流程重新调试。
前置:Synopsys。
我们来回顾一下:
此时应该生成版图文件,然后根据制造厂商提供的物理器件库,进行最后的各种设计规则检查。
前置:集成电路版图设计,软件有Cadence:Virtuoso Layout Editor。
送到代工厂,还要懂元器件。
前置:半导体物理,半导体器件物理,固体物理,电介质物理,量子力学,热力学与数理统计。
根据得到的图表,设计版图和工艺流程,大概是这样:
前置:集成电路制造。
然后进行电气测试,电磁测试,最后封装。
前置:集成电路封装技术。
最后,不能忘记出片的时候,焚香沐浴更衣,朝南拜三拜,祈祷不会有大问题。
第二步,设计系统驱动。
终于得到了物理上的片子,下面我们开始写汇编器,编译器。
本质上烧写进ROM的是这样的机器码:
汇编器:把汇编语言变成机器码。
前置:perl。
编译器BISON和FLEX:把高级语言转换成汇编语言。
前置:编译原理。
现在,终于可以固化进ROM跑程序了,这里你还需要一段小型的开启代码(bootloader)。
前置:汇编语言。
然后,开始写操作系统。
前置:ucos(嵌入式操作系统)。
系统宏定义,系统功能配置,系统头文件,初始化文件,调度文件,任务管理文件,系统时间管理文件,信号量文件,邮箱文件,消息队列文件,内存管理文件,系统服务文件,MAIN文件。
接下来,写操作系统中的任务。
前置:C语言,数据结构,算法导论。
拿着含辛茹苦的板子,还需要配置最小系统,以及外围器件。
前置:PCB设计和制造,电焊等技艺,模电、高频电子线路,信号与系统。
如果有信号传输,那么通讯协议如下:
前置:SPI、I2C、CAN、TCP/IP、wifi等。
最后是RF天线:
前置:微波技术、电磁场与电磁波、HFSS、天线技术等。