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2022年12月09日 | 从零造单片机，需要哪些知识？
2022-12-09 来源：zhihu
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。
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史海拾趣
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