如何学习嵌入式

一路带飞 2021-11-09 07:30

什么是嵌入式?


        嵌入式分为广义和狭义两种。广义的嵌入式就是片上系统(system on a chip),包括单片机、PSOC、NIOS、Microblaze等。而狭义的嵌入式就是ARM9、cortex A8等特定的跑操作系统的芯片。这里主要介绍狭义嵌入式的学习路线。


        还是主流的方法,先学会使用它,再深入研究底层。


        常用的嵌入式操作系统有Linux、WIN CE、安卓、Vxworks、QNX、OSE等,目前资料最多的是linux,所以下面以linux为例。


一、安装虚拟机和Linux系统。


        一般人用的电脑都会装Windows系统,要想在Windows上跑其它系统,得安装虚拟机。而目前主流的虚拟机有vmware、VirtualBox、hyperV等,你可以随便选一个安装。然后去官网下载个人版的Linux镜像(.iso文件)并把它安装在虚拟机里面即可,这里给出主流Linux系统的官网链接:ubuntu、fedora、centos、debian、suse。如果你没有用过linux的话,推荐使用ubuntu。因为RedHat要收费,并改名为RHEL,所以这里不作介绍。


         先下载一本《鸟哥私房菜》。然后进入第二、三、四阶段(前期的学习不需要开发板)。


二、学会使用Linux常用命令。


         这里,必须改改在Windows下点鼠标的习惯,在linux下做事得用命令行。此外,在Linux下载软件,不需要在百度下载,而是用linux自带的软件包管理工具(如:apt-get、dnf、rpm等)。如果你用ubuntu的话,得修改软件源(下载软件的网址),因为国外的源比较慢,百度上有详细说明。接下来,得学会最基本的命令,如:ls、cd、find、grep、ps、diff、fdisk、ifconfig等。跟着教材多操作几遍就会了,没有很深的理论知识,不需要掌握所有的命令,也不需要记住所有命令的选项,用到的时候会查就可以了。有空的话可以上ubuntu社区或者linux公社。


三、学会使用Linux常用工具。


1、编辑器(写代码必备的)。有gedit,vim,emacs,sublime等,推荐学vim。


2、gcc和gdb。gcc是编译器,gdb就是代码调试器。


3、makefile、autoconf、automake。这里可不像VC++6.0这种工具,点个鼠标就给你编译好。在Linux下,你得用makefile和make工具,来编译代码。其中autoconf和automake可以自动生成makefile。


4、ssh、tftp。如果你在ARM开发板上弄了个Web服务器,那么,你就可以用这些工具去访问它。其中,ssh工具建议用SecureCRT或者MobaXterm。


5、samba。要想用Linux跟windows交换数据,还可以搭建samba服务器。


6、版本控制器。有svn,cvs,git等,推荐学git。有了git,你就不必手动备份代码了。


7、串口调试助手。推荐serials。其它的,比如:minicom,cutecom,picocom都不好用。


四、学会编写shell脚本。


         在实际工作中,复杂的系统管理操作,不会一行一行地敲命令,而是用脚本(命令是基础)。脚本也是一种编程语言,只不过是解释型语言。相比C/C++、C#、JAVA这类高级语言,脚本要易学很多(因为增加了语法糖)。在Linux下,shell也有很多种,如:bsh、bash、csh、tcsh、ksh、zsh等,一般是学bash,其它的遇到再学也不迟,因为都是大同小异的。此外,bash语法比较奇特,很多符号(如:$#,$0,$?等)比较难记,不过也没必要特意去死记它,有个印象就可以了,用到的话再查手册,这里重点掌握正则表达式。如果有时间的话,建议再学python脚本,python的语法要容易很多,用途也比bash广很多。推荐《Shell脚本编程诀窍》。


五、学会Linux下C编程。


         尽管学会bash已经能做很多事情了,但是驱动和内核开发还是用C语言,因为那时候系统还没起来,bash是用不了的。此外,C语言的执行效率比bash要高,网络编程的Socket也常常用C语言开发。在这里,得掌握基本的文件操作、进程/线程控制、Socket等。推荐《Linux环境C程序设计》、《UNIX环境高级编程》、《UNIX网络编程 卷1》、《UNIX网络编程 卷2》,或许这些教材有点难,但是,请不要钻牛角尖,不懂的暂时跳过,在学完下一阶段的理论之后,再来看,之前不懂的东西就变得容易。


六、增强理论知识。


        因为有的人打着嵌入式硬件工程师的名号装逼,其实嵌入式硬件就是普通硬件工程师做的工作。我们这里都是讨论软件方面的内容,而且嵌入式是以软件为主导的(工资上有较大差距)。如果对硬件感兴趣的,可以参考本博客《如何学习硬件设计——理论篇》和《如何学习硬件设计——实践篇》,这里不要求掌握硬件,有一定程度的了解即可。


1、单片机。具体的学习路线请参考本博客的《如何学习单片机》。不想学单片机的话,可以学计算机组成原理。


2、数据结构。主要掌握表和树,其中链表会在操作系统的调度算法中用到。


3、操作系统。全部都是重点,必须深入研究,才会对Linux有个较全面的认识。


4、编译原理。有时间的话,最好多看看,没空的话,也得了解一下。对于提高编程能力,有一定的帮助。


5、数据库。除了基本的数据库理论之外,还得掌握SQLite或者Oracle。


6、ARM体系结构。介绍ARM的架构和指令集,在移植uboot和驱动中会用到,不做这两项工作的话,可以不学。


7、计算机网络基础。开发中用到的tcp、udp、ssh、tftp、http、rtp就会涉及到网络相关的知识,也就是socket套接字编程。


8、接口应用。如:串口、zmodem、IIC、SPI、1-wire、USB、HDMI、CAN、IIS、PCIE、蓝牙、陀螺仪等。


           学完上面这些理论之后,得再复习一下linux下C编程,你会有更大的收获。


           先下载一本韦东山的《嵌入式Linux应用开发完全手册》,还要买一块2440的开发板(虽然s3c2440已经停产,但是这芯片依照是资料最多的一块),然后进入七、八、九、十阶段。其中第七、八、九阶段,使用开发板自带的bootloader即可,暂时不必研究它。


七、文件系统。


       在学习操作系统原理的时候,已经有介绍文件系统了,而且不需要深入研究文件系统的具体算法,只需要了解其特性再学会使用它就可以了。如:NFS、FAT32、NTFS、yaffs2、ext4、ZFS等。


八、内核裁剪。


        一般初学,可以先掌握内核剪裁(具体工作就是填写若干个选项)。剪裁只是去掉内核部分不需要的功能,以减少代码体积。这里只要求你对内核的各个功能选项都很熟悉就可以了。如果剪裁还不能满足要求的话,得阅读内核源码,修改内核了。推荐《Understanding the Linux Kernel》和《Linux Kernel Development》。阅读内核源码,推荐windows下的source insight或者eclipse。


九、驱动开发。


        由于系统还没起来,所以驱动能用到的API(内核的部分API,如:kprintk、kmalloc等)并不多,很多函数还是得自己写的,其中,会经常访问临界资源,所以得掌握自旋锁、睡眠锁。此外,驱动程序出问题的话,整个系统就挂掉了,所以还要掌握各种调试驱动的方法,如:goto语句、日志系统、KDB等。接下来就要熟悉掌握字符设备和块设备的驱动程序了。推荐《小白的博客》和《Linux Device Drivers》(不建议看中文版)。


十、移植bootloader。


        单片机也有bootloader,在keil C下的startup.a51,主要是做一些初始化工作。那么,在ARM上面的bootloader也是一样的功能,同样,也没有那么重要所以把它排在后面。常用的bootloader有vivi和uboot,一般学习uboot,主要掌握uboot的启动流程和移植。在经过前面的学习,那么uboot对你来说已经非常容易的了,一般只需要学会使用uboot或者用已经移植好的uboot,不需要深入研究它。推荐看uboot自带的帮助文档以及《深入理解BootLoader》。阅读uboot源码,推荐windows下的source insight或者eclipse。


十一、图形界面开发。


        常用的GUI图形库有:GTK++、QT、JAVA、安卓等。有C++基础的,建议学习QT,不会C++的,建议学JAVA。在前期的GUI开发,可以不需要使用开发板,而2440下适合跑QT,如果要跑JAVA、安卓的话,建议换一块开发板,可以考虑Exynos4412开发板。此外,你还可以用python自带的TKinter来开发图形界面。推荐《QT5编程入门》、《疯狂JAVA讲义》、《疯狂Android讲义》、《python编程入门》。


         因为安卓系统是在Linux的基础上封装了一层API,所以,如果做安卓驱动,就得掌握Linux(上面前十个阶段)。如果只做安卓app,你只需要使用android studio或者eclipse配合安卓模拟器(最好用安卓手机),就可以了,不需要学习Linux,也不需要开发板。


          在你做过几个GUI项目之后,再学习UML和设计模式,这会大大增强你的代码架构能力。


十二、Web开发。


         有的时候得在ARM板上搭个Web服务器,这里,得学习HTML、CSS、Javascript、XML、Ajax、PHP等。看起来内容很多,但其实并不多,因为这些语言都很容易上手。初学可以使用Adobe的Dreamweaver做开发,上手之后一个sublime text配合firefox浏览器就可以了(还要学习MVC模式)。此外,还得会用bash或者python编写CGI程序,这样才可以在网页上调用到底层的C语言接口。推荐《疯狂HTML 5/CSS3/JavaScript讲义》。


十三、杂谈


          本文没有涉及流程图绘制软件、文档生成工具等(这两个东西在工作中会经常用到)。


          由上文可知,嵌入式软件涉及很多计算机相关的知识,这对于电子专业的学生来说,无疑相当于跨专业那么大难度。此外,就算你掌握了上面所提及的知识,那也只是打开一扇小小的窗户而已,还有很多事情做不了的。比如:二维码识别、视频采集卡等。


BTW,嵌入式的工作也分成几个岗位,分别是系统工程师、驱动工程师、软件工程师(负责网页或GUI开发)、UI工程师(又称美工)。


系统工程师:熟悉操作系统的内核原理、熟读内核源码。主要职责为系统打补丁或者添加新功能,如:热升级、提高系统的容错性等。一般的公司是不做这种开发的。


驱动工程师:熟悉各种外设的驱动开发,为内核和GUI提供接口。由于很多IC厂商提供了相关芯片的驱动程序,而导致很多驱动工程师下岗(需求量减少)。


软件工程师:熟悉各种编程语言和GUI图形库、框架(不是会查文档就可以的,而是要求非常熟悉框架)。由于项目需求经常变更,开发效率跟不上变化,所以软件工程师的需求量大大增加。


UI工程师:主要负责美化界面。美术特长生更适合这类工作。

————————————————

版权声明:本文为CSDN博主「队长-Leader」的原创文章,已征得本人同意转载




一路带飞 路飞,双985通信专业毕业,从事硬件开发,擅长高速数字电路设计(X86/FPGA/ARM等)、精通微弱信号采集电路设计,对嵌入式,模电,Layout也有涉猎。分享包括但不限于技术文章、思维逻辑方法、读书笔记、职场心得、副业心得、创业心得。
评论 (0)
  • 二、芯片的设计1、芯片设计的基本流程 (1)需求定义: 明确芯片功能(如处理器、存储、通信)、性能指标(速度、功耗、面积)及目标应用场景(消费电子、汽车、工业)。 (2)架构设计: 确定芯片整体框架,包括核心模块(如CPU、GPU、存储单元)的协同方式和数据流路径。 (3)逻辑设计: 通过硬件描述语言(如Verilog、VHDL)将架构转化为电路逻辑,生成RTL(寄存器传输级)代码。 (4)物理设计: 将逻辑代码映射到物理布局,涉及布局布线、时序优化、功耗分析等,需借助EDA工具(如Ca
    碧海长空 2025-04-15 11:30 88浏览
  •   高空 SAR 目标智能成像系统软件:多领域应用的前沿利器   高空 SAR(合成孔径雷达)目标智能成像系统软件,专门针对卫星、无人机等高空平台搭载的 SAR传感器数据,融合人工智能与图像处理技术,打造出的高效目标检测、识别及成像系统。此软件借助智能算法,显著提升 SAR图像分辨率、目标特征提取能力以及实时处理效率,为军事侦察、灾害监测、资源勘探等领域,提供关键技术支撑。   应用案例系统软件供应可以来这里,这个首肌开始是幺伍扒,中间是幺幺叁叁,最后一个是泗柒泗泗,按照数字顺序组合
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-14 16:09 140浏览
  • 在当今汽车电子化和智能化快速发展的时代,车规级电子元器件的质量直接关系到汽车安全性能。三星作为全球领先的电子元器件制造商,其车规电容备受青睐。然而,选择一个靠谱的三星车规电容代理商至关重要。本文以行业领军企业北京贞光科技有限公司为例,深入剖析如何选择优质代理商。选择靠谱代理商的关键标准1. 授权资质与行业地位选择三星车规电容代理商首先要验证其授权资质及行业地位。北京贞光科技作为中国电子元器件行业的领军者,长期走在行业前沿,拥有完备的授权资质。公司专注于市场分销和整体布局,在电子元器件领域建立了卓
    贞光科技 2025-04-14 16:18 130浏览
  • 三、芯片的制造1、制造核心流程 (1)晶圆制备:以高纯度硅为基底,通过拉晶、切片、抛光制成晶圆。 (2)光刻:光刻、离子注入、薄膜沉积、化学机械抛光。 (3)刻蚀与沉积:使用干法刻蚀(等离子体)精准切割图形,避免侧壁损伤。 (4)掺杂:注入离子形成PN结特性,实现晶体管开关功能。2、材料与工艺创新 (1)新材料应用: 高迁移率材料(FinFET中的应变硅、GaN在射频芯片中的应用); 新型封装技术(3D IC、TSV硅通孔)提升集成度。 (2)工艺创新: 制程从7nm到3nm,设计架构由F
    碧海长空 2025-04-15 11:33 110浏览
  •   无人装备作战协同仿真系统软件:科技的关键支撑   无人装备作战协同仿真系统软件,作为一款综合性仿真平台,主要用于模拟无人机、无人车、无人艇等无人装备在复杂作战环境中的协同作战能力、任务规划、指挥控制以及性能评估。该系统通过搭建虚拟战场环境,支持多种无人装备协同作战仿真,为作战指挥、装备研发、战术训练和作战效能评估,提供科学依据。   应用案例   系统软件供应可以来这里,这个首肌开始是幺伍扒,中间是幺幺叁叁,最后一个是泗柒泗泗,按照数字顺序组合就可以找到。   核心功能   虚拟战
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-14 17:24 78浏览
  • 四、芯片封测技术及应用场景1、封装技术的发展历程 (1)DIP封装:早期分立元件封装,体积大、引脚少; (2)QFP封装:引脚密度提升,适用于早期集成电路。 (3)BGA封装:高密度互连,散热与信号传输优化; (4)3D封装:通过TSV(硅通孔)实现垂直堆叠,提升集成度(如HBM内存堆叠); (5)Chiplet封装:异质集成,将不同工艺节点的模块组合(如AMD的Zen3+架构)。 (6)SiP封装:集成多种功能芯片(如iPhone的A系列SoC整合CPU、GPU、射频模块)。2、芯片测试 (1
    碧海长空 2025-04-15 11:45 121浏览
  • 一、智能语音播报技术演进与市场需求随着人工智能技术的快速发展,TTS(Text-to-Speech)技术在商业场景中的应用呈现爆发式增长。在零售领域,智能收款机的语音播报功能已成为提升服务效率和用户体验的关键模块。WT3000T8作为新一代高性能语音合成芯片,凭借其优异的处理能力和灵活的功能配置,正在为收款机智能化升级提供核心技术支持。二、WT3000T8芯片技术特性解析硬件架构优势采用32位高性能处理器(主频240MHz),支持实时语音合成与多任务处理QFN32封装(4x4mm)实现小型化设计
    广州唯创电子 2025-04-15 08:53 87浏览
  • 一、智能门锁市场痛点与技术革新随着智能家居的快速发展,电子门锁正从“密码解锁”向“无感交互”进化。然而,传统人体感应技术普遍面临三大挑战:功耗高导致续航短、静态人体检测能力弱、环境适应性差。WTL580微波雷达解决方案,以5.8GHz高精度雷达感知技术为核心,突破行业瓶颈,为智能门锁带来“精准感知-高效触发-超低功耗”的全新交互范式。二、WTL580方案核心技术优势1. 5.8GHz毫米波雷达:精准感知的革命全状态人体检测:支持运动、微动(如呼吸)、静态(坐卧)多模态感知,检测灵敏度达0.1m/
    广州唯创电子 2025-04-15 09:20 58浏览
  • 展会名称:2025成都国际工业博览会(简称:成都工博会)展会日期:4月23 -25日展会地址:西部国际博览城展位号:15H-E010科士威传动将展示智能制造较新技术及全套解决方案。 2025年4月23-25日,中国西部国际博览城将迎来一场工业领域的年度盛会——2025成都国际工业博览会。这场以“创链新工业,共碳新未来”为主题的展会上,来自全球的600+ 家参展企业将齐聚一堂,共同展示智能制造产业链中的关键产品及解决方案,助力制造业向数字化、网络化、智能化转型。科士威传动将受邀参展。&n
    科士威传动 2025-04-14 17:55 69浏览
  • 一、芯片的发展历程总结:1、晶体管的诞生(1)电子管时代 20世纪40年代,电子管体积庞大、功耗高、可靠性差,无法满足计算机小型化需求。(2)晶体管时代 1947年,贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿发明点接触晶体管,实现电子信号放大与开关功能,标志着固态电子时代的开端。 1956年,肖克利发明晶体管。(3)硅基晶体管时代 早期晶体管采用锗材料,但硅更耐高温、成本低,成为主流材料。2、集成电路的诞生与发展 1958年,德州仪器工程师基尔比用锗材料制成世界上第一块含多个晶体管的集成电路,同年仙童半导
    碧海长空 2025-04-15 09:30 84浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦