嵌入式開發(fā)為什么不選擇匯編、Java而是C語言呢?

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ID：技術(shù)讓夢想更偉大

作者:李肖遙

對(duì)于現(xiàn)在我們從事嵌入式開發(fā)的人員來說，C語言好像是必備的技能，也是最常見的開發(fā)語言.

但是我們有沒有想過為什么嵌入式開發(fā)要使用C語言呢？為什么不使用匯編呢？為什么不使用Java呢？我想從嵌入式開發(fā)->反向驗(yàn)證->正面驗(yàn)證來聊起.

什么是嵌入式開發(fā)?

百度百科說法如下:

嵌入式開發(fā)就是指在嵌入式操作系統(tǒng)下進(jìn)行開發(fā)，包括在系統(tǒng)化設(shè)計(jì)指導(dǎo)下的硬件和軟件以及綜合研發(fā)。除暫且分離硬件的EDA研發(fā)以外，側(cè)重的就是在一定硬件條件下的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)和軟件研發(fā)。

在我們平時(shí)的接觸中,嵌入式開發(fā)一般常用的系統(tǒng)有WinCE,linux,android和一些實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等等

使用的語言有c,c++或匯編；用高級(jí)處理器，arm7,arm9，arm11,或者一些8bit,16bit,32bit單片機(jī)等

主流的嵌入式平臺(tái)有三種：ARM平臺(tái)、DSP平臺(tái)和FPGA平臺(tái)。

嵌入式為什么不用匯編?

嚴(yán)格來說,不是不用,而是不建議用

匯編和C語言都可以直接訪問硬件,可以直接編譯生成硬件識(shí)別的機(jī)器碼文件,并且匯編的語法較為簡單,生成的可執(zhí)行文件更小

隨著硬件的發(fā)展,內(nèi)存也越來越大,匯編這些優(yōu)勢也不再是優(yōu)勢了,并且匯編難,普通的51用匯編還行，指令不多.

新型的單片機(jī)，寄存器成百上千，全靠記憶簡直天方夜譚，復(fù)雜的大型項(xiàng)目不是一個(gè)人能完成的，匯編的移植性和修改性以及可讀性太差.

當(dāng)然能熟練掌握匯編，會(huì)對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、讀寫時(shí)序等有一個(gè)清楚的了解，然后接著學(xué)c語言,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的了解是有幫助的.

嵌入式為什么不用 java 語言寫？

在很多很多年前，java是為嵌入式打造的語言，Java語言設(shè)計(jì)的初衷就是針對(duì)嵌入式的，原來的U-SIM卡，現(xiàn)在新出來的SWP-SIM（NFC）卡里面的程序都是跑的java 代碼。

隨著發(fā)展，Java開始在通用平臺(tái)上普及開來,并且JAVA是面向?qū)ο缶幊?是編譯器在后面增加大量的東西的才變成機(jī)器語言,換而言之,這樣程序無法直接操作內(nèi)存

比如你定義一個(gè)類，最終在內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)時(shí)，編譯器已經(jīng)加了大量附加?xùn)|西。如父類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，VT表指針之類等等。而底層程序主要是操作寄存器和內(nèi)存地址，必須要精確而直接操作它,所以難以達(dá)到

當(dāng)然,Java需要經(jīng)過一層虛擬機(jī)，效率上不是很好。很多嵌入式項(xiàng)目資源有限，是養(yǎng)不起java虛擬機(jī)的。

嵌入式系統(tǒng)和C語言的聯(lián)系

操作系統(tǒng)包括內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)等都是使用C語言和匯編編寫的，只有小部分會(huì)使用匯編語言,其余絕大部分是C語言。

比如boot的時(shí)候會(huì)有一些切換處理器模式之類的指令，用匯編干這種活簡單粗暴，代碼量少，寫好了就不需要維護(hù)了.

C在操作系統(tǒng)中流行在1970年代Unix出現(xiàn)時(shí)就開始了,現(xiàn)在常用的操作系統(tǒng)內(nèi)核基本上都是由c語言編寫的,所以這是歷史的聯(lián)系,更是成千上萬程序員的聯(lián)系.

為什么選擇C,要從C語言的特點(diǎn)說起

C語言的設(shè)計(jì)目標(biāo)是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級(jí)存儲(chǔ)器、產(chǎn)生少量的機(jī)器碼,并且不需要任何運(yùn)行環(huán)境支持,便能運(yùn)行的編程語言,其移植性好，能夠在多種不同體系結(jié)構(gòu)的軟件或硬件平臺(tái)上運(yùn)行；

相對(duì)來說，C語言在高級(jí)語言當(dāng)中是最貼近物理層面的語言,經(jīng)過一系列的編譯轉(zhuǎn)換,最終它會(huì)成為0101的機(jī)械碼,可以操作硬件,并且具有簡介緊湊、使用靈活的語法機(jī)制.

C語言具有很高的運(yùn)行效率。通過觀察C語言的背景可以看得出：匯編語言 - B語言 - C語言。在芯片上執(zhí)行的程序：寫匯編執(zhí)行效率最高，C語言其次,大概在80%左右

最后注意的點(diǎn)

C語言的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的封裝性上，并且語法限制不太嚴(yán)格，變量的類型約束不嚴(yán)格，對(duì)數(shù)組下標(biāo)越界不作檢查等,影響程序的安全性。

我們在嵌入式編程中,要取長補(bǔ)短,用最優(yōu)的方法,最少的時(shí)間,做最對(duì)的事情

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