嵌入式学习路线

作者：姜蘅洋🖊️

1.什么是嵌入式开发：

• 嵌入式开发主要工作是开发嵌入式系统。
  • 嵌入式系统Embedded System：
    • 嵌入机械或电气系统内部、具有专一功能和实时计算性能的计算机系统。
    • 嵌入式系统常被用于高效控制许多常见设备，被嵌入的系统通常是包含数位硬件和机械部件的完整设备。

2.嵌入式开发路线：

• 嵌入式系统开发：
  • 微控制器开发：现代操作系统主要是基于微控制器(例如STM32)，在较复杂的系统中，也会使用微处理器。
    • 需要对微控制器的体系结构有比较明确的认知，这需要计算机体系结构的相关知识以及微控制器专门的参考手册，至少能熟练掌握微控制器的启动过程。
    • 需要熟练掌握一两款常用微控制器的使用方法，目前比较主流的微控制器：STM32、ESP32，能够基于微控制器实现板级开发(BSP)。
      • 这需要熟练的掌握C语言以及常见数据结构(如链表、队列等)，同时还需要对微控制器的底层寄存器使用有相应了解，以及相关处理器架构的汇编代码，例如启动代码。
    • 对于常用的微控制器，不支持运行Linux操作系统，需要掌握RTOS，这需要操作系统的相关知识，并且能够熟练使用至少一款Linux操作系统(例如Ubuntu)的使用。
  • 图形用户界面开发(GUI)：
    • 嵌入式领域GUI开发有两个方向：
      • 面向微控制器的GUI开发：
        • 基于微控制器(STM32/ESP32)实现图形用户交互界面，能够熟练掌握相关GUI框架。
      • 面向主流处理器的GUI开发：
        • 能够掌握主流GUI库(QT/Imgui)，实现跨系统的用户交互界面，对C++有深刻理解，具有扎实的面向对象的功底。
    • 嵌入式GUI需要熟练掌握相关工具的使用：
      • 交叉编译链，例如arm-none-eabi-gcc
      • cmake
      • git
      • ......
  • 外围设备开发：
    • 通过微控制器对外设进行开发和驱动。
    • 能够看懂开发原理图，看懂芯片的参考手册和数据手册。
    • 对通信协议：IIC、SPI、CAN等有深刻理解。
    • 需要较强的C语言基础并且对计算机网络有深刻理解。
  • Linux驱动开发：
    • Bootloader的工作流程、UBOOT的编译、裁剪与移植、Linux内核的编译、裁剪与移植，根文件系统的构建、BootLoader、内核和根文件系统的烧写。
      • 重点驱动框架如：
        • 字符设备驱动、块设备驱动、LCD设备驱动、触摸屏设备驱动，总线设备驱动模型，输入子系统模型等。
    • 对Linux设备驱动开发有相当深刻的了解，熟练掌握蓝牙、WiFi、USB等协议内容，深入了解UNIX、Linux内核。

3.一些建议：

• 如果想学好嵌入式开发，那么就要付出相当多的努力，对于一个优秀的嵌入式开发工程师，除了对计算机有深刻了解外，还必须对电子电路、机械等领域有所涉及。
• 在人工智能领域飞速发展的今天，也需要掌握人工智能的相关知识，对于有深刻计算机理解的嵌入式工程师来讲，这并不困难，因为你已经对不同架构、不同系统的计算机了如指掌。
• 放弃功利心，在这个异常浮躁的社会，嵌入式工程师应该踏实走好脚下的路，即使身边有相当多简单且高薪的职业，但请相信，嵌入式是可以学习和工作一生的职业。
• 请怀有一颗不断追寻新技术、不断突破自我的心，否则，嵌入式领域会让你异常痛苦。
• 真正的大师，永远怀着一颗学徒的心。