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好多学习嵌入式的新人、工程师,在学习到半途中,总会觉得到苦恼,不晓得自己从哪方面入手、进阶,也不晓得自己目前处于学习的那个层次,不清楚往前从哪方面来提高自己。
相信读完下文,你会有所收获。开卷有益,恭喜你又进步了一点点。
嵌入式工程师的职业方向
学习嵌入式,大致来说可以分为四个方向:
一、嵌入式硬件开发:熟悉电路等知识,特别熟悉各类常用元元件,把握模拟电路和数字电路设计的开发能力。熟练把握嵌入式硬件知识,熟悉硬件开发模式和设计模式,熟悉ARM32位处理器嵌入式硬件平台开发、并具备产品开发经验。精通常用的硬件设计工具:Protel/PADS(PowerPCB)/Cadence/OrCad。通常须要有4~8层高速PCB设计经验。
二、嵌入式驱动开发:熟练把握Linux操作系统、系统结构、计算机组成原理、数据结构相关知识。熟悉嵌入式ARM开发,起码把握Linux字符驱动程序开发。具有单片机、ARM嵌入式处理器的移植开发能力,理解硬件原理图,能独立完成相关硬件驱动调试,具有扎实的硬件知识,才能依据芯片指南编撰软件驱动程序。
三、嵌入式系统开发:把握Linux系统配置,精通处理器体系结构、编程环境、指令集、寻址方法、调试、汇编和混和编程等方面的内容;把握Linux文件系统制做,熟悉各类文件系统格式(YAFFS2、JAFFS2、RAMDISK等);熟悉嵌入式Linux启动流程,熟悉Linux配置文件的更改;把握内核裁减、内核移植、交叉编译、内核调试、启动程序Bootloader编撰、根文件系统制做和集成布署Linux系统等整个流程;、熟悉搭建Linux软件开发环境(库文件的交叉编译及环境配置等);
四、嵌入式软件开发:精通Linux操作系统的概念和安装方式、Linux下的基本命令、管理配置和编辑器,包括VI编辑器,GCC编译器,GDB调试器和Make项目管理工具等知识;精通C语言的中级编程知识,包括函数与程序结构、指针、数组、常用算法、库函数的使用等知识、数据结构的基础内容,包括数组、队列等;把握面向对象编程的基本思想,以及C++语言的基础内容;
精通嵌入式Linux下的程序设计,精通嵌入式Linux开发环境,包括系统编程、文件I/O、多进程和多线程、网络编程、GUI图形界面编程、数据库;熟悉常用的图形库的编程,如QT、GTK、miniGUI、fltk、nano-x等。
公司的日常活动还是看公司的规模,大一点的通常只是让你负责一个模块,这样你就要精通一点。若是公司比较小的话恐怕要你哪些都做一点。还要了解点硬件的东西。
说了那么多,根据我个人经验而言,做嵌入式和纯软件的最大区别在于:
纯软学习的是一门语言,比如C,C++,java,甚至Python,语言说究竟只是一门工具,如同学会法语日语韩语一样。
但嵌入式学习的是软件+硬件,浅显的讲,它学的是做系统做产品,讲求的是不仅具体的语言工具,更多的是怎样将一个产品分解为具体可施行的软件和硬件,以及更小的单元。
不少人问,将来就业究竟是选驱动还是选应用?只能说凭兴趣linux服务器系统,但是驱动和应用并不是绝然分开的。具体缘由有如下几点:
1)我们说的驱动,虽然并不局限于硬件的操作,还有操作系统的原理、进程的休眠唤起调度等概念。想写出一个好的应用,想比较好的解决应用遇到的问题,这种知识你们应当都懂。
2)做应用的发展路径个人觉得就是业务娴熟。诸如在通讯行业、IPTV行业、手机行业linux设备驱动开发 ldd,行业需求很了解。
3)做驱动,虽然不能称为“做驱动”,而是可以称为“做底层系统”红旗linux桌面版,做好了这是通杀各行业。例如一个人工作几年,做过手机、IPTV、会议电视,而且这种产品对他毫无差异,由于他只做底层。当应用出现问题,解决不了时,他就可以从内核角度给她们出主意,提供工具。做底层的发展方向,应当是技术专家。
4)虽然,做底层还是做应用,之间并没有一个界线,有底层经验,再去做应用,会觉得很塌实。有了业务经验,再了解一下底层,很快就可以组成一个团队。
嵌入式Linux底层系统包含什么东西?
嵌入式Linux里富含bootloader,内核,驱动程序、根文件系统这4大块。
一、bootloader
它就是一个稍为复杂的裸板程序。并且要把这裸板程序读懂写好一点都不容易。Windows下好用的工具弱化了我们的编程能力。好多人一玩嵌入式就用ADS、KEIL。能回答这几个问题吗?
Q:一上电,CPU从那里取指令执行?
A:通常从Flash上指令。
Q:并且Flash通常是只能读不能直接写的,假如用到全局变量,这种全局变量在那里?
A:全局变量应当在显存里。
Q:这么谁把全局变量放在显存里去?
A:常年用ADS、KEIL的同学,你能回答吗?这须要"重定位"。在ADS或KEIL里,重定位的代码是制做这种工具的公司帮你写好了。你可曾去阅读过?
Q:显存这么大,我怎样晓得把"原先存在Flash上的内容"读到显存的"那个地址去"?
A:这个地址用"链接脚本"决定,在ADS里有scatter文件,KEIL里也有类似的文件。并且,你去研究过吗?
Q:你说重定位是把程序从Flash复制到显存,这么这个程序可以读Flash啊?
A:是的,要能操作Flash。其实不仅仅是那些,还有设置时钟让系统运行得更快等等。
先自问自答到这儿吧,对于bootloader这一个裸板程序,虽然有3部份要点:
①对硬件的操作
对硬件的操作,须要看原理图、芯片指南。这须要一定的硬件知识,不要求能设计硬件,而且起码能读懂;不求能读懂模拟电路,并且要能读懂数字电路。这方面的能力在中学里都可以学到,微机原理、数字电路这2本书就足够了。
想速成的话,就先放掉这块吧linux设备驱动开发 ldd,不懂就GOOGLE、发贴。另外,芯片指南是肯定要读的,别去找英文的,就看英语的。开始是特别痛楚,之后才会发觉这些句型、词汇一旦熟悉后,读任何芯片指南都很容易。
②对ARM体系处理器的了解
对ARM体系处理器的了解,可以看杜春蕾的,上面讲有汇编指令,有异常模式、MMU等。也就这3块内容须要了解。
③程序的基本概念:重定位、栈、代码段数据段BSS段等
程序的基本概念,王道其实是去看编译原理了。可惜,这类书绝对是天书级别的。若非超级天才还是别去看了。可以看韦东山的。
对于bootloader,可以先看,之后自己写程序把各个硬件的实验都做一遍,例如GPIO、时钟、SDRAM、UART、NAND。把它们都弄清楚了,组在一起就很容易读懂u-boot了。
总结一下,读懂硬件原理图、看芯片指南,这都须要自己去找资料。
二、内核
想速成的人,先越过内核的学习,直接学习如何写驱动。
想成为大神,内核必须深刻了解。注意,是了解,要对上面的调度机制、内存管理机制、文件管理机制等等有所了解。
推荐两本书:
1.研读,请看薄的那本
2.选读,想了解哪一块就读哪一节
三、驱动
驱动包含两部份:硬件本身的操作、驱动程序的框架。又是硬件,还是要看得懂原理图、读得懂芯片指南,多练吧。
①硬件本身的操作
说到驱动框架,有一些书介绍一下。LDD3,即,鬼佬写的那本,上面介绍了不少概念,值得一读。并且,它的作用也就限于介绍概念了。入门之前可以用它来熟悉一下概念。
②驱动程序的框架
驱动方面比较全的介绍,应当是宋宝华的了。要想深入了解某一块,绝对是超5星级推荐。别指望把它读完,1800多页,上下两册呢。某一块不清楚时,就去翻一下它。任何一部份,这书都可以讲上2、3百页,十分详尽。而且是以某个目标来带你剖析内核源码。它以Linux2.4为例,而且原理相通,同样适用于其它版本的Linux。
把手上的开发板所涉及的硬件,都去尝试写一个驱动吧。有问题就先"痛楚地思索",思索的过程中会把好多不相关的知识串联上去,最终贯通。
四、根文件系统
你们有没有想过这2个问题:
Q:对于Linux做下来的产品,有些用作监控、有些做手机、有些做平板。这么内核启动后,挂载根文件系统后,应当启动哪一个应用程序呢?
A:内核不晓得也不管应当启动哪一个用户程序。它只启动init这一个应用程序,它对应/sbin/init。
其实,这个应用程序就要读取配置文件,依照配置文件去启动用户程序(监控、手册界面、平板界面等等,这个问题提示我们,文件系统的内容是有一些约定的,例如要有/sbin/init,要有配置文件。
Q:你写的hello,world程序,有没有想过上面用到的printf是谁实现的?
A:这个函数不是你实现的,是库函数实现的。它运行时,得找到库。
这个问题提示我们,文件系统里还要有库。
简单的自问自答到这儿,要想深入了解,可以看一下busybox的init.c,就可以晓得init进程做的事情了。
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