嵌入式學習過程繞不開的知識點

很多人嵌入式學習都有些迷茫，不知道從哪里入手，不知道自己的水平位于哪個層次，不知道從哪方面提升。今天我們就從一個8年工作經驗的嵌入式資深工程師的分享，來看一下嵌入式學習那些你繞不開的技術點。

做嵌入式這行已經8年了吧，也算是一個老工程師了，工作多年，做過MCU、DSP、ARM、ARM+DSP、ARM+FPGA等等芯片?，F在將嵌入式學習的一些繞不開的技術點整理下，希望對嵌入式初學者有些幫助。

1. 嵌入式繞不開各種接口

比如：UART、SPI、I2C、USB、ETH、MIPI、EDP、CAN、I2S、HDMI等等。需要了解各接口的使用場景、帶寬、機制、時序、工作模式、缺點、時序等等，硬件接口這一塊兒就會讓很多新手摸不到頭腦。

2. 嵌入式繞不開交叉編譯工具

嵌入式一般都需要自己搭建交叉編譯工具鏈，當然MCU類的開發也會有成熟的IDE可供使用，但是對于編譯器而言一般都是GCC。

對于嵌入式開發人員來說，搭建交叉編譯工具鏈。編譯過程分為 —— 預編譯、編譯、匯編、鏈接，通過GCC提供的工具可以使程序完成任一階段的處理，要清楚各個階段主要完成了什么工作。鏈接分為靜態鏈接、動態鏈接，各自的優缺點及使用場景要知道；同時編譯生成ELF格式的文件，要理解ELF文件的格式、必要的時候需要通過objdump或readelf工具來解析ELF文件。

3. 嵌入式開發繞不開調試

嵌入式開發的很大一部分時間都在調試，好的調試方法和工具可以更快速的定位問題。

· vargrind 

· gdb

· kdump

· corddump 

· oops

4. 嵌入式開發離不開優化

嵌入式的優化分為兩部分：算法上的優化，編程上的優化。其中編程上的優化分為以下技術：

· 內存使用上的優化-cacheline的使用

cache涉及到cache命中率、cache一致性，write-back，wrte-through等。全局變量問題、常用變量位置問題、互鎖問題。

· 并行優化

并行優化主要是SIMT或SIMD技術的應用，包括GPU的使用，NEON優化、SSE優化等。其中并行分為任務并行和數據并行、任務并行是多核方面的優勢。數據并行是GPU和NEON來解決。

· 依賴性問題

依賴性問題主要是流水線問題，避免數據的依賴性可以高效的使用流水線。至于這部分的優化要借助反匯編，來對比不同寫法造成的差異。

5. 嵌入式繞不開驅動

很多人對驅動開發有技術情節，越是年輕的工程師越是這樣。驅動的開發本質上就是給外設配置參數，使其工作在期望的方式。linux下的驅動開發需要遵從linux的驅動框架，裸機的驅動開發就是直接配置寄存器就可以。

linux有一個很好的理念，就是萬物皆文件，linux將外設也會抽象成文件，讀寫外設和讀寫文件在操作上沒有了區別。linux下的設備分為字符型設備、塊設備、網絡設備。

linux下注冊驅動的時候，將設備號和文件名進行了映射，并實現file_operation里的一些函數，例如，write、read、ioctl。其中write、read主要用于讀寫外設的有用數據。ioctl主要用于配置外設的一些參數，使其工作在不同的模式或狀態。

6. 嵌入式離不開操作系統

嵌入式操作系統有很多種：vxworks、ucos、freertos、bios、linux、uclinux、nuttx等等。對于操作系統的選擇個人感覺要看實時性，以及生態。生態很重要，這樣出現問題的時候，才不至于絕望，感覺不是孤軍奮斗。

其實操作系統的出現，主要是為了解決任務調度、內存管理，這兩方面是操作系統的精髓。感興趣可以閱讀源碼，ucos的源碼不多，可以從它看起。

嵌入式的東西很多，想要整理起來，也是很花費力氣的一件事情，稍后的一年時間，有時間我就會慢慢的整理，算是對自己做一個交代，當然如果對別人有用的話，那就更好。

目前AI異?；鸨?，現階段大家都停留在功能實現上，至于端測的落地，個人感覺還有一小段距離要走。當AI落地的時候，我相信市場上對嵌入式工程師、硬件工程師的需求會越來越大。尤其是涉及到性能優化方面，我相信應該會有很大的市場吧。