姓名：徐予康? 學(xué)號：19020100223 學(xué)院：丁香二號書院

轉(zhuǎn)自：https://blog.csdn.net/u012041204/article/details/104015034

【嵌牛導(dǎo)讀】嵌入式應(yīng)當(dāng)如何入手學(xué)習(xí)呢？

【嵌牛鼻子】應(yīng)用 驅(qū)動 單片機(jī) 嵌入式

【嵌牛提問】我們應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行嵌入式學(xué)習(xí)？

【嵌牛正文】

前言

?其實一直有人問我嵌入式怎么學(xué)，今天跟大家講講我的理解。因為嵌入式是一個泛的概念，可能很多人認(rèn)為嵌入式就是嵌入式Linux。但是其實并不僅僅只有Linux， 像STM32，51單片機(jī)也屬于這個范疇之內(nèi)的，它們有的也可以跑協(xié)議棧，跑ucos等系統(tǒng)。所以其實嵌入式是有很多方向的，選擇一個方向，做好，做精，都是有前途的。接下來，跟大家探討一下嵌入式的一些方向，和如何去學(xué)習(xí)。我以前也是摸索著過來的，沒人告訴我如何學(xué)習(xí)，也沒有學(xué)習(xí)線路，所以走了很多彎路。所以希望這篇文章可以幫助到一些正在學(xué)習(xí)的人，當(dāng)然這些內(nèi)容可能有主觀的東西，歡迎大家一起探討吧。如下僅討論軟件方面_。 以下內(nèi)容對牛人不適用。

嵌入式方向

- 單片機(jī)開發(fā)

?單片機(jī)開發(fā)在這個市場上的需求還是很大，因為制造業(yè)公司還是很多，單片機(jī)更多用在工業(yè)控制，機(jī)械控制等上面，當(dāng)然也會涉及物聯(lián)網(wǎng)。單片機(jī)有8位，16位，32位的，一般8位用得比較多的就是51單片機(jī)和STM8，32位用得比較多的就是STM32，還有NXP的芯片，比如K60，K22等。一般學(xué)完51和STM32之后，找個單片機(jī)的工作應(yīng)該是沒什么問題了。單片機(jī)的門檻其實并不高，但是做好也不容易就是了，可能因為門檻問題，導(dǎo)致薪資上面并不會特別高(能力牛逼者例外)。

- Linux應(yīng)用開發(fā)

?以前很多人問我“Linux應(yīng)用到底在做什么？”。其實應(yīng)用就是在做功能，在操作系統(tǒng)中，因為分層的原因，把應(yīng)用和驅(qū)動區(qū)分開，也是為了方便開發(fā)分工。因為單片機(jī)中基本都是驅(qū)動和功能混在一個程序中，所以轉(zhuǎn)到Linux開發(fā)中，突然被細(xì)分了，就會不清楚應(yīng)用到底是干啥的。Linux應(yīng)用使用到的編程語言基本就是C和C++了。所以Linux應(yīng)用開發(fā)一定要掌握好C語言，大學(xué)課本中的C語言只是入門，像多線程，多進(jìn)程，網(wǎng)絡(luò)通信，還有一些其他的庫都沒講到。Linux應(yīng)用在市場需求上還是很多的，基本有涉及Linux開發(fā)的，都需要，它的崗位需求會比驅(qū)動多。比如做網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，做路由，做POS機(jī), 做樓宇對講等等。薪資上大家可以參考各個地區(qū)招聘網(wǎng)站，相對來說，一般會比單片機(jī)高。

- Linux驅(qū)動開發(fā)

?Linux驅(qū)動開發(fā)是難度最高的，因為它涉及的方面比較多。你必須要會看原理圖，datasheet，要了解許多驅(qū)動框架，然后還要能寫一些應(yīng)用來調(diào)試驅(qū)動。驅(qū)動入門時間是比較長的，這一塊的工作機(jī)會在芯片原廠比較多，雖然一些公司也會需要，但是大部分是移植調(diào)試，對接原廠工程師等工作。驅(qū)動工程師要求高，所以薪資還是很不錯的。

上面是基本的三大方向，其實還有一些像FPGA或DSP等，但是因為這些的機(jī)會并不多，所以我們并不過多探討。還有像Android，它是基于Linux的，所以它算是Linux的深入，我們不把它單獨列出。

單片機(jī)方向

(1) C語言

?認(rèn)真學(xué)習(xí)C語言，認(rèn)真學(xué)習(xí)C語言, 認(rèn)真學(xué)習(xí)C語言, 重要的事說三遍。C語言在嵌入式中是重中之重，它就是你上手嵌入式的工具。大學(xué)考試不考的，在工作中卻經(jīng)常用到。函數(shù)指針，結(jié)構(gòu)體，枚舉，文件操作，共同體，宏等相關(guān)知識都是非常常用的。不僅是ANSI C, 還有GUN C，所以學(xué)起來可不輕松哦。

推薦書籍:

《C Primer Plus》

《C程序設(shè)計語言》

(2) 51單片機(jī)

?雖然現(xiàn)在51單片機(jī)用得越來越少，但在一些要求不高的項目中還是會被使用。個人覺得學(xué)習(xí)51是在學(xué)習(xí)一些基礎(chǔ)知識，對于后面學(xué)習(xí)其他芯片會有幫助。比如理解寄存器是什么，如何去看電路圖，學(xué)習(xí)一些協(xié)議(I2C, SPI, 串口等)，學(xué)習(xí)看datasheet，這些對于后面的學(xué)習(xí)會有很大幫助。

推薦書籍:

《新概念51單片機(jī)C語言教程》

建議:

買塊開發(fā)板學(xué)習(xí)，把里面的例子都碼一遍，基本就OK了。

(3) STM32

?STM32屬于ARM系列的芯片，STM32在這個市場上用得特別多的，有各種各樣的系列(L0, F0, F1, F4等)。基本都大同小異，學(xué)習(xí)一種之后，其他的基本分分鐘就能上手，因為現(xiàn)在官方基本都封裝了庫，我們只需要對結(jié)構(gòu)體進(jìn)行配置，然后調(diào)用接口函數(shù)就可以了。它有著豐富的外設(shè)資源，運(yùn)行速度也比51快很多。我們一般就是學(xué)習(xí)它的外設(shè)資源( SPI, I2C, 定時器, 看門狗等)，在這個過程中還會接觸很多傳感器。學(xué)完這些，找個單片機(jī)的工作應(yīng)該沒啥問題了。如果要深入STM32, 還可以學(xué)習(xí)UCOS, FreeRTOS等實時操作系統(tǒng), 這些對你以后深入理解操作系統(tǒng)會有很大幫助。

推薦教程:

正點原子，野火

建議:

買塊開發(fā)板玩玩，雖然有點小貴，但是學(xué)習(xí)嘛。野火和正點原子的書和教程都不錯。一定要自己碼一遍，寫了才能更有感覺，才能激發(fā)興趣。還有就是要多看官方手冊，官方手冊才是最好的教程。(英語越練越好)

總結(jié)：

把上面的搞明白之后，基本能勝任單片機(jī)開發(fā)了，以后換其他平臺的芯片也都差不多，比如TI或NXP，國產(chǎn)的新唐之類的，都是大同小異。

Linux應(yīng)用方向

(1) Linux基本命令

?做Linux應(yīng)用肯定要在Linux環(huán)境下開發(fā)啊，所以熟悉Linux的基本操作是應(yīng)該的。裝個Ubuntu系統(tǒng)，在上面練習(xí)shell命令，把基本的命令練熟練了。可以順便把shell腳本學(xué)習(xí)一下，剛開始可以只練習(xí)命令即可。

基本shell命令: ls cd cp rm touch mkdir echo cat mv ln chmod man等。

推薦書籍：

《Linux命令行與shell腳本編程大全》

注:書很厚，很詳細(xì)，可當(dāng)工具書查閱.

推薦網(wǎng)站:

https://www.runoob.com/linux/linux-command-manual.html

建議:

很多嵌入式開發(fā)的書籍，剛開始的章節(jié)也會講一些基本的命令，那里面的已經(jīng)夠用了，如果以后有需要了解更多命令，可以再臨時查。命令不是去背，而是多練，熟悉了自然就記住了。

(2) Linux C編程

?上面提到的C語言主要是基本的語法，在Linux下我們要涉及的就更多了。包括文件IO, 多進(jìn)程控制，多進(jìn)程通信，多線程編程，網(wǎng)絡(luò)編程等。掌握這些就基本算入門了，后面要深入，可以去接觸一些第三方庫，比如ffmpeg，log4c, openssl等。這些一般跟你所處的行業(yè)有關(guān)，比如ffmpeg一般是音視頻相關(guān)的。

推薦書籍：

《嵌入式Linux應(yīng)用程序開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)教程》

《Linux C編程實戰(zhàn)》

《Linux/UNIX系統(tǒng)編程手冊》

建議:

?在學(xué)習(xí)這個的過程中，除了直接在命令行上使用gcc編譯，還建議學(xué)習(xí)使用Makefile來進(jìn)行編譯。剛開始手寫一些簡單的Makefile來編譯源碼，慢慢的就可以直接使用AutoTools和Cmake了，這兩個工具是用來生成Makefile的 ，對于大項目管理會更加方便(剛開始不建議使用)。

(3) Qt編程

?Qt就是圖形化編程，它是一些基于C++寫的圖形化庫。它是跨平臺的，所以寫完的代碼，只要在不同的編譯器下編譯，就能在不同的平臺下運(yùn)行。因為它是C++寫的，所以要進(jìn)行Qt開發(fā)需要有C++的語言基礎(chǔ)。Qt不僅在嵌入式用得很多，現(xiàn)在很多PC軟件也使用Qt寫的，比如VirtualBox。

推薦書籍:

《C++ Primer Plus》

《Qt5 開發(fā)實戰(zhàn)》

《Qt Creator快速入門》

《Qt Quick 核心編程》

視頻教程:

https://www.bilibili.com/video/BV1bW411f7if?from=search&seid=9338822809463955315

建議:

Qt學(xué)習(xí)的難點可能是C++語言本身，所以學(xué)好C++后學(xué)習(xí)Qt就很輕松了，因為Qt Creator可以很輕松的拖出圖形化界面，然后Qt也幫我們封裝很了接口，所以Qt上手很快。

Linux驅(qū)動方向

?Linux驅(qū)動的學(xué)習(xí)一般是建立在前面的基礎(chǔ)上的。當(dāng)然，學(xué)驅(qū)動也不需要你應(yīng)用寫得很牛逼，但是基本的應(yīng)用還是要會寫的，這樣才能方便你調(diào)試驅(qū)動。接下來大致講一下，學(xué)習(xí)的順序。

(1) 裸板程序

?裸板程序其實跟單片機(jī)程序沒啥區(qū)別，都是直接操作寄存器。那為什么要還要學(xué)這塊內(nèi)容呢，其實是為了后面打個基礎(chǔ)，因為Linux驅(qū)動就是Linux驅(qū)動框架加上操作寄存器。而且這個階段對我們查看電路圖和datasheet也會有很大幫助。

(2) Uboot移植

?Uboot其實是屬于系統(tǒng)層的，但是目前行業(yè)中大家都是分為底層和應(yīng)用層，所以這些系統(tǒng)層的一般也歸為底層，所以驅(qū)動工程師一般也需要做這塊。Uboot的主要目標(biāo)是去引導(dǎo)內(nèi)核，當(dāng)然Uboot上也會有屬于自己的驅(qū)動程序(這里的驅(qū)動和內(nèi)核驅(qū)動是不一樣的，是獨立的)。學(xué)習(xí)的過程，除了照著別人的教程一步一步移植外，還可以自己找一個其他版本的Uboot，然后自己慢慢移植，會很有趣。

(3) Linux內(nèi)核移植

?內(nèi)核移植和Uboot移植差不多，都是基于具體芯片架構(gòu)做移植。現(xiàn)在的內(nèi)核越來越完善，并且芯片原廠也一直在向內(nèi)核提交自己的代碼，所以慢慢的，非原廠工程師對這塊的移植越來越少。但是還是希望學(xué)習(xí)的過程中能自己找一個版本來進(jìn)行移植，邊查資料邊移植，會學(xué)到很多東西。建議有時間和精力的，可以深入學(xué)習(xí)Linux內(nèi)核，會對寫驅(qū)動與很大幫助。

(4) 根文件系統(tǒng)制作

?根文件系統(tǒng)比較簡單，嵌入式根文件系統(tǒng)一般都是使用busybox，一般就是配置，編譯，制作，打包。它也是屬于系統(tǒng)的。

(5) 字符設(shè)備驅(qū)動

?字符設(shè)備是最基本的，像RTC，音頻，LCD都是字符設(shè)備。可不是僅僅按鍵，LED，雖然我們學(xué)習(xí)時都喜歡從它們開始，那是因為它們簡單，不會涉及很多設(shè)備本身的知識。這樣我們在學(xué)時會更注重在驅(qū)動框架本身的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)字符設(shè)備驅(qū)動的過程中，除了基本的open、read、write、ioctl、close外，還要學(xué)習(xí)并發(fā)(原子量，自旋鎖，互斥體等)，阻塞和非阻塞I/O, 異步通知和異步I/O等等，最后還有一個很重要的就是中斷。這些東西隨便擰一個出來，都能學(xué)很久。像并發(fā)，阻塞，異步I/O這些在其他的設(shè)備驅(qū)動中也一樣會用到，所以在這個階段一定要好好學(xué)的。

(6) 驅(qū)動架構(gòu)

?可能很多人學(xué)完字符設(shè)備驅(qū)動后，會馬上繼續(xù)學(xué)塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動。但我覺得這個時候去學(xué)這些是比較容易受打擊的。并且我認(rèn)為應(yīng)該先把一種摸透，然后再去理解更復(fù)雜的，這樣會提升信心，對學(xué)習(xí)更有幫助。

?這里說的驅(qū)動架構(gòu)是"總線設(shè)備驅(qū)動"模型。一般掌握platform，spi，i2c等總線。platform是一種虛擬總線，一般控制器都是用這種總線，還有像LED，按鍵這種不是掛接在具體總線上的，也是用platform。這個模型的目的是為了將硬件部分分離，讓驅(qū)動可以復(fù)用。

?這過程中我們可以將上面的字符設(shè)備驅(qū)動改為使用"總線設(shè)備驅(qū)動"模型。到此，我們基本可以應(yīng)付很多傳感器驅(qū)動了。

(7) 塊設(shè)備驅(qū)動和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動

?塊設(shè)備一般就是存儲設(shè)備，比如磁盤，MMC，F(xiàn)LASH等。Linux定義了大量結(jié)構(gòu)體和函數(shù)接口來讓我們填充調(diào)用。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也是一樣，Linux封裝了net_device結(jié)構(gòu)體，然后讓我們填充注冊。大量的驅(qū)動都是這樣，Linux系統(tǒng)屏蔽了很多細(xì)節(jié)，讓我們專注于設(shè)備的控制和讀寫。比如RTC，LCD等，我們只需要去使用rtc_device結(jié)構(gòu)體就可以去注冊一個RTC設(shè)備。現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般拆分成MAC+PHY的結(jié)構(gòu)，就是主芯片有MAC控制器，然后外掛PHY芯片。像最早的DM9000是將MAC和PHY集中在一起。

(8) 各驅(qū)動子系統(tǒng)

?Linux內(nèi)部有很多驅(qū)動子系統(tǒng)，比如前面說的RTC，Linux提供了RTC核心層，再比如LCD，提供了FrameBuffer等等。還有鼠標(biāo)，鍵盤等輸入(Input)子系統(tǒng)。每一種驅(qū)動都能啃很久，以后可能還會接觸Wifi，藍(lán)牙，USB等等。這些東西不單單需要驅(qū)動相關(guān)知識，還需要很多協(xié)議和接口相關(guān)的知識，它們的復(fù)雜之處就在于此。這些復(fù)雜的驅(qū)動等需要的時候，或者有時間的時候再慢慢深入研究。

(9) 設(shè)備樹

?為什么將設(shè)備樹放最后，因為你不用設(shè)備樹也可以，但是自從設(shè)備樹出現(xiàn)之后，基本上大家都在使用。所以它已經(jīng)成為驅(qū)動工程師的必備技能了。Linux推出這個東西，肯定是經(jīng)過深思熟慮的，我們要順應(yīng)潮流。

? Linux的更新是非常快的，很多東西在迭代，所以我們也要經(jīng)常關(guān)注。驅(qū)動架構(gòu)也在更新，你會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)很多結(jié)構(gòu)體在不同版本下是不同的。

推薦書籍:

《LINUX設(shè)備驅(qū)動程序》

《嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)完全手冊》

《Linux設(shè)備驅(qū)動開發(fā)詳解–基于最新的Linux4.0內(nèi)核》

建議：

買塊板子學(xué)習(xí)，之前可能大家推薦三星的2440，但是這款慢慢的在停產(chǎn)，所以現(xiàn)在更推薦三星210或4412，還有NXP的IMX6。這些芯片性能好，以后還可以用來學(xué)Android。

總結(jié)

?嵌入式軟件可以深入的東西還有很多，包括算法，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計模式等等。上面探討的是關(guān)于學(xué)習(xí)的路線和方向，并不是教程之類的，只是在告訴大家如何去學(xué)習(xí)，具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容，需要大家去找資料，找教程。

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