学习嵌入式绕不开的技术点

嵌入式电子 2023-10-04 08:49

构建AI未来，Arm计算平台无处不在 如何增强能源基础设施的实时控制？

很多人嵌入式学习都有些迷茫，不知道从哪里入手，不知道自己的水平位于哪个层次，不知道从哪方面提升，今天我们就从一个8年工作经验的嵌入式资深工程师的分享，来看一下嵌入式学习那些你绕不开的技术点。

一位朋友做嵌入式这行已经8年，也算是一个老工程师了，工作多年，做过MCU、DSP、ARM、ARM+DSP、ARM+FPGA等等芯片。把嵌入式学习的一些绕不开的技术点整理了一下下，希望对嵌入式初学者有些帮助。

嵌入式绕不开各种接口

比如：uart 、spi、i2c、usb、eth、mipi、edp、can、i2s、hdmi等等。需要了解各接口的使用场景、带宽、机制、时序、工作模式、缺点，时序等等。我相信硬件接口这一块儿就会让很多新手摸不到头脑吧。

嵌入式绕不开交叉编译工具

嵌入式一般都需要自己搭建交叉编译工具链，当然MCU类的开发也会有成熟的IDE可供使用。但是对于编译器而言一般都是GCC。对于嵌入式开发人员来说，搭建交叉编译工具链。编译过程分为 ——预编译、编译、汇编、链接。通过GCC提供的工具可以使程序完成任一阶段的处理。要清楚各个阶段主要完成了什么工作。链接分为静态链接、动态链接，各自的优缺点及使用场景要知道。同时编译生成ELF格式的文件，要理解ELF文件的格式、必要的时候需要通过objdump或readelf工具来解析ELF文件。

嵌入式开发绕不开调试

嵌入式开发的很大一部分时间都在调试，好的调试方法和工具可以更快速的定位问题。学习过程中需要了解的工具：

vargrind
gdb
kdump
corddump
oops

嵌入式开发离不开优化

嵌入式的优化分为两部分，算法上的优化，编程上的优化。其中编程上的优化分为以下技术：

内存使用上的优化-cacheline的使用。cache涉及到cache命中率、cache一致性，write-back，wrte-through等。全局变量问题、常用变量位置问题、互锁问题。
并行优化主要是SIMT或SIMD技术的应用，包括GPU的使用，NEON优化、SSE优化等。其中并行分为任务并行和数据并行，任务并行是多核方面的优势，数据并行是GPU和NEON来解决。
依赖性问题主要是流水线问题，避免数据的依赖性可以高效的使用流水线。至于这部分的优化要借助反汇编，来对比不同写法造成的差异。
很多人对驱动开发有技术情节，越是年轻的工程师越是这样。驱动的开发本质上就是给外设配置参数，使其工作在期望的方式。linux下的驱动开发需要遵从linux的驱动框架，裸机的驱动开发就是直接配置寄存器就可以。linux有一个很好的理念，就是万物皆文件。linux将外设也会抽象成文件，读写外设和读写文件在操作上没有了区别。linux下的设备，分为字符型设备、块设备、网络设备。linux下注册驱动的时候，将设备号和文件名进行了映射，并实现file_operation里的一些函数，例如，write、read、ioctl。其中write、read主要用于读写外设的有用数据。ioctl主要用于配置外设的一些参数，使其工作在不同的模式或状态。
其实嵌入式指的就是嵌入式操作系统，操作系统有很多种。vxworks、ucos、freertos、bios、linux、uclinux、nuttx等等。对于操作系统的选择个人感觉要看实时性、以及生态。生态很重要，这样出现问题的时候，才不至于绝望，感觉不是孤军奋斗。其实操作系统的出现，主要是为了解决任务调度、内存管理。这两方面是操作系统的精髓。感兴趣可以阅读源码。ucos的源码不多，可以从它看起。
总结

嵌入式的东西很多，想要整理起来，也是很花费力气的一件事情，有时间我就会慢慢的整理，当然如果对别人有用的话，那就更好。

目前AI异常火爆，现阶段大家都停留在功能实现上，至于端测的落地，个人感觉还有一小段距离要走。当AI落地的时候，我相信市场上对嵌入式工程师、硬件工程师的需求会越来越大。尤其是涉及到性能优化方面，我相信应该会有很大的市场吧。

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