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  • 干货|嵌入式学习步骤详解

    发布:嵌入式培训  来源:嵌入式教程  时间: 2017年01月17日

  • 干货|嵌入式学习步骤详解...

  • 1Linux开发基础学习

    虚拟机搭建、Linux宿主机安装、Linux命令、服务器搭建Samba,NFS、VI编辑器

    推荐书籍(鸟哥的私房菜基础篇,服务器架设篇)

    2Linux编程

    GCC/GDB、Makefile、交叉编译环境搭建+C语言强化+Linux系统编程

    推荐书籍(linux C函数实例速查手册,unix环境高级编程)

    3ARM体系结构与编程

    ARM处理器编程

    推荐书籍(ARM体系结构与编程—杜春雷)

    4linux系统内核

    这是一个比较难的阶段了,千万不要放弃,挺过去了你就成功了

    因为难,所以有价值,这可以是你终身从事的方向

    推荐书籍(深入理解Linux内核,Linux内核源代码情景分析,Linux内核编程)

    5linux驱动程序开发

    Linux驱动开发+Linux文件系统 QT开发+Linux应用程序开发

    推荐书籍(linux设备驱动开发,嵌入式Linux应用程序开发详解)

    刚接触嵌入式,初学者往往不知道要学什么,如何学习,学习的具体步骤是什么?没有目标的去学习,往往学起来很累很烦躁,觉得嵌入式好难,甚至想要放弃。如何你想进入IT行业的话,或者想真正真正的学到一点东西,那就千万不要放弃。嵌入式系统是一个可以终身从事的行业,发展空间很大。

    以上的五个阶段希望对你有所启发!

    嵌入式目标

    1.底层驱动开发

    2.应用程序开发

    注:这其中的任何一个都可能是你一辈子从事的方向,发展空间很大

    嵌入式需要的基础知识

    1C语言/C++

    刚开始学习的是linux基础命令,你可能感觉不到C语言有什么用处,但等你学到了时间编程,文件编程进程管理的时候,那就头疼了!

    推荐书籍(C语言程序设计——谭浩强,C和指针)指针尤为重要

    2操作系统原理

    等你学习到了文件管理,文件系统,进程管理,磁盘管理的时候,你就知道操作系统原理的作用了

    推荐视频(操作系统原理——电子科技大学)

    3微机原理与接口技术

    在学习ARM体系结构与编程的时候要用到,例如:寄存器组,定时,中断,串行通信等

    有了汇编基础,和硬件打交道的这块知识就相对比较容易了

    4数据结构与算法

    拓展编程思维,提高自己的编程能力

    5TCP/IP协议

    在学到服务器架设的时候,例如smaba,tftp服务器的时候要对此有所了解

    推荐书籍(TCP/IP详解)

    651单片机和avr单片机基础

    推荐视频(郭天翔十天学会51单片机,十天学会avr单片机)

    在嵌入式软件方面最重要的课程

    1嵌入式微处理器结构与应用

    这是一门嵌入式硬件基础课程,我们说过,嵌入式是软硬件结合的技术,搞嵌入式软件的人应对ARM处理器工作原理和接口技术有充分了解,包括ARM的汇编指令系统。若不了解处理器原理,怎么能控制硬件工作,怎么能写出节省内存又运行高速的最优代码(嵌入式软件设计特别讲究时空效率),怎么能写出驱动程序(驱动程序都是与硬件打交道的)?很多公司招聘嵌入式软件人员时都要求熟悉ARM处理器,将来若同学到公司中从事嵌入式软件开发,公司都会给你一本该设备的硬件规格说明书 (xxx Specification),你必须能看懂其中的内存分布和端口使用等最基本的说明(就像x86汇编一样),否则怎么设计软件。有些同学觉得嵌入式处理 器课程较枯燥,这主要是硬件课程都较抽象的原因。还有同学对ARM汇编不感兴趣,以为嵌入式开发用C语言就足够了。其实不应仅是将汇编语言当成一个程序设计语言,学汇编主要是为了掌握处理器工作原理的。一个不熟悉汇编语言的人,怎么能在该处理器写出最优的C语言代码。在嵌入式开发的一些关键部分,有时还必须写汇编,如Bootloader等(可能还包括BSP)。特别是在对速度有极高要求的场合(如DSP处理器的高速图像采集和图像解压缩),目前还会用到汇编写程序的,尽管用到的机会相对C要小得多。当你在一个嵌入式公司工作时,在查看描述原理的手册时,可能很多都是用汇编描述的,这是因为很多硬件设计人员只会写或者喜欢用汇编描述,此时你就必须看懂汇编程序,否则软硬件人员可能就无法交流。很多嵌入式职位招聘时都要求熟悉汇编。

    2嵌入式操作系统类课程

    除了WinCE的实时性稍差外,大多数嵌入式操作系统的实时性都很强,所以也可称为实时操作系统Real Time Operating System.从事嵌入式的人至少须掌握一个嵌入式操作系统,这在嵌入式的所有技术中是最为关键的了。目前最重要的RTOS主要包括:

    第一类、传统的经典RTOS:最主要的便是Vxworks操作系统,以及其Tornado开发平台。Vxworks因出现稍早,实时性很强(据说可在1ms内响应外部事件请求),并且内核可极微(据说最小可8K),可靠性较高等,所以在北美,Vxworks占据了嵌入式系统的多半 疆山。特别是在通信设备等实时性要求较高的系统中,几乎非Vxworks莫属。Vxworks的很多概念和技术都和Linux很类似,主要是C语言开发。像Bell- alcatel、Lucent、华为等通信企业在开发产品时,Vxworks用得很多。但Vxworks因价格很高,所以一些小公司或小产品中往往用不 起。目前很多公司都在往嵌入式Linux转(听说华为目前正在这样转)。但无论如何,Vxworks在一段长时间内仍是不可动摇的。与Vxworks类似的稍有名的实时操作系统还有pSOS、QNX、Nucleus等RTOS。

    第二类、嵌入式Linux操作系统:Linux的前途除作为服务器操作系统外,最成功的便是在嵌入式领域的应用,原因当然是免费、开源、支持软件多、呼拥者众,这样嵌入式产品成本会低。Linux本身不是一个为嵌入式设计的操作系统,不是微内核的,并且实时性不强。

    目前应用在嵌入式领域的Linux系统主要有两种:

    一种是专为嵌入式设计的已被裁减过的Linux系统,最常用的是uClinux(不带MMU功能),目前占较大应用份额,可在ARM7上跑;另一种是跑在 ARM 9上的,一般是将Linux2.4.18内核移植在其上,可使用更多的Linux功能(当然uClinux更可跑在ARM 9上)。很多人预测,嵌入式Linux预计将占嵌入式操作系统的50%以上份额,非常重要。缺点是熟悉Linux的人太少,开发难度稍大。另外,目前我们 能发现很多教材和很多大学都以ucOS/II为教学用实时操作系统,这主要是由于ucOS/II较简单,且开源,非常适合入门者学习实时操作系统原理,但 由于ucOS/II功能有限,实用用得较少。况且熟悉了Linux开发,不仅在嵌入式领域有用,对开发Linux应用软件,对加深操作系统的认识也有帮助,可谓一举多得。据我所知,目前Intel、Philip都在大搞ARM+LINUX的嵌入式开发,Fujitum则是在自己的处理器上大搞Linux 开发。目前在嵌入式Linux领域,以下几个方面的人特别难找,一是能将Linux移植到某个新型号的开发版上;二是能写Linux驱动程序的人;三是熟悉Linux内核裁减和优化的人。不过LINUX有一个硬伤,就是没有WINDOWS那样的友好方便美观的交互界面,不然微软帝国早就守不住了。

    第三类、 Windows CE嵌入式操作系统:Microsoft也看准了嵌入式的巨大市场,MS永远是最厉害的,WinCE出来只有几年时间,但目前已占据了很大市场份额,特别是在PDA、手机、显示仪表等界面要求较高或者要求快速开发的场合,WinCE目前已很流行(据说有一家卖工控机的公司板子卖得太好,以至来不及为客户裁减WinCE)。WinCE目前主要为4.2版(.NET),开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用,由于WinCE开发都是大家熟悉的VC++环境,所以我院学过Windows程序设计课程的同 学都不会有多大难度,这也是WinCE容易被人们接受的原因,开发环境方便快速,微软的强大技术支持,WinCE开发难度远低于嵌入式Linux。对于急于完成,不想拿嵌入式Linux冒险的开发场合,WinCE是最合适了(找嵌入式Linux的人可没那么好找的),毕竟公司不能像学生学习那样试试看,保证开发成功更重要。根据不同的侧重点,WinCE还有两个特殊版本,一个是MS PocketPC操作系统专用于PDA上(掌上电脑),另一个是MS SmartPhone操作系统用于智能手机上(带PDA功能的手机),两者也都属于WinCE平台。在PDA和手机市场上,除WinCE外,著名的PDA 嵌入式操作系统还有Palm OS(因出现很早,很有名)、Symbian等,但在WinCE的强劲冲击下,Palm和Symbian来日还能有多长?同学学过VC++后再学 WinCE,非常方便自然,通过学习WinCE同样也可了解嵌入式软件的一般开发过程,对Linux有惧怕心理的同学也很合适。很显然,嵌入式Linux 永远不可能替代WinCE,而且将来谁占份额大还很难讲,毕竟很多人更愿意接受MS的平台,就像各国政府都在大力推LINUX已好长时间,但你能看到几个 在PC机上真正使用LINUX的用户?据我观察,目前在嵌入式平台上,LINUX是叫得最响,但还是WinCE实际用得更多.嵌入式LINUX可能更多地是一些有长远产品计划的公司,为降低成本而进行长远考虑.WinCE和多媒体(如MPEG技术)是微软亚洲工程院目前做得较多的项目领域之 一,现在社会很需要精通WinCE的人。现在有WINCE的智能手机,金山词霸、WORD、EXCEL、REGEDIT等居然都有 smartphone版的,PC上的MP3、DOC等居然在download时都可被自动转换成smartphone格式,很爽的。完全可用 Windows CE自己开发一些需要的程序download到自己的手机上。现在市面销售PDA智能手机火爆,MS总是财源滚滚。

    总结关于嵌入式操作系统类课程,若你觉得自己功底较深且能钻研下去,则可去学嵌入式Linux;若你觉得自己VC++功底较好且想短平快地学嵌入式开发,自学WINCE是非常好的选择。

    3嵌入式开发的相关领域

    搞嵌入式若能熟悉嵌入式应用的一些主要领域,这样的人更受企业欢迎。主要的相关领域包括:

    A、数字图像压缩技术:这是嵌入式最重要最热门的应用领域之一,主要是应掌握MPEG编解码算法和技术,如DVD、MP3、PDA、高精电视、机顶盒等都涉及MPEG高速解码问题。

    B、 通信协议及编程技术:这包括传统的TCP/IP协议和热门的无线通信协议。首先,大多数嵌入式设备都要连入局域网或Internet,所以首先应掌握 TCP/IP协议及其编程,这是需首要掌握的基本技术;其次,无线通信是目前的大趋势,所以掌握无线通信协议及编程也是是很重要的。无线通信协议包括无线 局域网通信协议802.11系列,Bluetooth,以及移动通信(如GPRS、GSM、CDMA等)。

    C、网络与信息安全技术:如加密技术,数字证书CA,以及各种网络安全设备,包括硬件防火墙,入侵检测IDS,还有防毒墙,IPS等,中国在这方面还是没有自己优势的,我们陈院长好象正在往这方面发展.

    D、 DSP技术:DSP是Digital Signal Process数字信号处理的意思,DSP处理器通过硬件实现数字信号处理算法,如高速数据采集、压缩、解压缩、通信等。数字信号处理是电子、通信等硬件 专业的课程,对于搞软件的人若能了解一下最好。目前DSP人才较缺。如果有信号与系统、数字信号处理等课程基础,对于学习MPEG编解码原理会有很大帮助。

    4嵌入式开发的相关硬件基础

    对于软件工程专业的学生,从事嵌入式软件开发,像数字电路、计算机组成原理、嵌入式微处理器结构等硬件课程是较重要的。另外,汇编语言、C/C++ 数据结构算法、特别是操作系统等软件基础课也是十分重要的。我们的主要目地是能看懂硬件工作原理,但重点应是在嵌入式软件,特别操作系统级软件,那将是我们的优势。我们的研究生里有些是学电子、通信类专业过来的,有较好的模拟电路和单片机基础,学嵌入式非常合适。嵌入式本身就是从单片机发展过来的,只是单片机不带OS,而现在很多嵌入式应用越来越复杂,以至不得不引入嵌入式操作系统。另外,为追求更高速的信号处理速度,现在在一些速度要求较高场合,有不少公司是将一些DSP算法,如MPEG压缩解压缩算法等用硬件来实现,这就涉及到HDL数字电路设计技术及其 FPGA/IP核实现技术,这方面的人目前市场上也很缺。

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