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刚刚读到这篇**，对于刚入门嵌入式来说挺有用的，献给向我一样正在迷茫，苦于没有头绪，没人指引的学习朋友们。 本本主要讨论下嵌入式技术学习方法，主要是针对嵌入式软件。 嵌入式技术是一门边缘科学（又称交叉科学），涉及的内容非常广泛，前几年很多学校，包括一流的大学都在讨论要不要设置这个专业。不是说设置这个专业本身有什么问题，而是因为课程设置不容易安排，如果偏硬件的话那就成了电子工程一类的专业，如果偏软的话就成了计算机专业。 正因为如此，很多人在学习嵌入式技术的时候，不知道从哪里方面入手，因为知识体系非常庞杂，如果没有指导，很可能会长时间不得要领，学习效率会很差。 那么，下面探讨一下学习方法，用比较简洁的方式，让大家明白嵌入式系统知识体系，以及它的整个脉络。 1嵌入式开发学习方法-框架学习法嵌入式系统的学习方法很多人都讲过，相信大家在网上或者其他渠道接触过一些思路和方法，在这里讲一下个人的体会。 首先来说，学习有没有捷径呢？一种说法是可以速成，几天就可以学会，我认为速成的说法太夸张了，那是不可能的事情。 有些人讲学习没有捷径，你必须经过长期的努力，所谓功到自然成。但是学习嵌入式技术，如果说没有好的方法那也是不对的，学习一门新的知识体系肯定是要下工夫，但是也需要有好的指引，也就是捷径，实际上这里是讲的就是学习方法。 方法很重要，如果没有方法，闭着眼乱学乱撞，肯定是不行的。就像我们去找一个没有去过的地方，自己跟着感觉去找，找到的希望很小，如果手里面有张地图，并且还有指南针，那就快很多；如果我们有导航，自然是更快更方便了。实际上，这就是方法的重要性。 那么在这里，我们来介绍一种学习方法，这种方法也是迅为公司多年培训和产品开发经验所总结出来的。 大家可能会问了，迅为也做过嵌入式培训？实际上我们有很丰富的培训经验。 我们觉得，‘框架学习法’是最适合初学者采用的一种方法，这里面包含了快速原型的思想；也就是框架学习，快速原型。那么这里面的主导思想呢，就是从一开始就要看到嵌入式系统知识领域的全貌，然后逐渐深入！ 比如说，我们想了解北京这座城市，如果在胡同里转来转去，可能几年都搞不清楚这个城市是什么情况，如果我们先通过北京地图学习一下，了解下**在什么地方，鸟巢在什么地方，香山八达岭在哪里。再加上我们到这些地方去看一看，可能很快就掌握了这座城市的全貌。 在这里需要注意的是，即便是我们有了地图，也需要有一些基础，比如我们要知道什么是**，知道鸟巢的来历，明白八达岭是怎么回事，实际上这些就是基础知识。也就是说我们在学习系统框架之前要具备一定的基础，否则这张地图也是看不懂的。 学习嵌入式技术也是需要一定的基础的，一会儿我们专门讲需要什么样的基础。 接下来如果我们想进一步的了解这座城市，就要去研究这座城市的历史，甚至是中国的历史。更细一步呢，还可以进一步研究故宫本身的地图。 那么这样一环套一环。经过不断的研究，逐渐就会掌握这座城市的地理、文化、政治经济等特点。 通过了解北京城这个简要的例子，运用框架学习法，在对不同层次的框架的学习过程中，逐渐了解和掌握整个系统。 如果我们不注意方法，每天在胡同里面来回转悠，肯定是事倍功半，将在很长时间不得要领。 2嵌入式系统学习的框架学习嵌入式也是这样。必须掌握一定的方法，才能比较快速有效的学习。 那么这个方法就是框架学习法，刚才我们也讲了，首先在了解这个基础框架之前我们要有一定的基础，那么这个基础呢就是单片机和C语言，不需要你掌握的有多好，但一定要具备一定的C语言编程能力。像其他有些课程，比如计算机专业的编译原理、数据结构，计算机系统体系结构，这些知识实际上还不太需要，了解一下就可以了。 有了C语言编程基础，并且学过单片机，这个时候就可以学习一下嵌入式Linux的基本框架了，很简单，那就是要搞清楚bootloader、Kernel、和文件系统，接下来简单介绍一下。 什么是BootLoader呢？ 实际上它是个引导程序，也就是硬件复位以后第一个要执行的程序，它主要工作就是初始化操作系统运行的环境，比如说内存、定时器、缓冲器等，当这个工作做完以后，再把操作系统的代码加载到内存，然后操作系统就可以启动并执行，到此为止，bootloader的任务就完成了。 那么有人问了，没有bootloader行不行呢，可以的！但是呢，因为操作系统本身一般是个通用的软件，它要在不同的平台上运行，比如X86，ARM，POWERPC等等，而不同的处理器的初始化操作是不同的，如果操作系统的软硬要考虑在启动时候各种平台的差异性，那就显得过于复杂。除此之外，也有其他方面的原因，比如烧写系统的便捷性考虑等等，这里暂不做深入的探讨。 常用的bootloder有很多种，比如U-BOOT、REDBOOT、LILO等等，我们开发板用的是Uboot。 什么是Kernel呢？ Kernel就是Linux的内核，也就是说Linux操作系统本身的代码。那么U-BOOT启动到最后，就是把它加载到内存，并且跳转到Kernel来执行。 什么是文件系统呢？ 现在我们来介绍一下文件系统，这里需要了解一个事实，就是说Linux启动到最后一定要挂载一个文件系统。这个是Linux的一个特点，它不像其他操作系统，比如像VxWorks，是不需要文件系统的，VxWORKS没有文件系统也可以运行。 而且还需要了解一点，像QT系统、Android、以及Ubuntu系统它们的底层都是Linux内核，不同的是她们的文件系统不一样，也就是说，Android系统相关的一些代码，比如说图形界面系统、Android的虚拟机，Android的框架代码都在Linux最后挂的文件系统里面。 如果大家理解了这点，那么这几个系统的基本架构也就清楚了。 搞清楚了这几个概念，实际我们就了解了Linux系统最基本的框架，然后呢我们根据开发板配套的资料，去学习如何编译这几个文件，因为像Uboot、Kernel、文件系统，最后编译生成出来分别是一个独立的文件，就是说会生成三个文件，最后我们要学会把这几个文件烧写到板子上。 学会了编译和烧写，接下来呢，我们在这个框架的基础上，去学习如何做Linux上面的应用程序。 什么是应用程序（APP）呢？这也是框架的内容，它是跑在操作系统上面，通过调用操作系统的资源去工作，是最终的业务逻辑，比如我们Windows上面有很多的应用程序，比如QQ、暴风影音、WORD、EXEL等，各种各样APP有很多。 根据我们后期的视频教程，大家应该很快就能学会，比如说串口程序、网络程序等等，这些都是应用程序，我们不需要做太多，学习几个加深一下对框架的认识就可以了。 再接下来，我们就需要学习Linux驱动方面的一些知识了，这也是在基础框架里面的，驱动程序可以看成是操作系统的一部分，它在底层专门和硬件打交道。那么大家稍微了解一下，就会知道Linux的驱动包括有三种：字符设备、块设备以及网络设备。 这个时候呢，大家要注意，只需要学习字符类设备驱动，其他两种先不要去管。一定要记住，最初学习嵌入式技术的时候不要去研究块设备和网络设备。也就是说，把字符类设备搞明白就可以了。因为一般的公司开发嵌入式的产品仅限于字符设备的开发，掌握字符设备的框架思想和开发步骤就能够胜任了。至于块设备和网络设备，直接用开发板或者某个开发平台本身提供的驱动就足够了，这些是一线处理器厂家做的事情，一般情况下不需要我们去完成，这些处理器研发的厂家在为处理器开发配套BSP的时候才会涉及这些工作。 当然了，有的同学可能会讲，某某公司就是在做块设备驱动，我的意思是讲，从嵌入式这个行业总体上来讲，大多数公司都不需要那么做，很多技术都是直接拿来用。我们掌握了字符设备驱动的开发方法，已经能够应付大多数公司的开发要求，对于一个还没有入门的学生来讲，一定要按照我说的办法来学习。 等将来熟练掌握基本技能以后，可以根据框架学习的方法，再去研究更深入的编程。这个时候，那些计算机专业的课程，比如数据结构、计算机系统体系结构、各种算法等等就可以派上用场了，自己的水平也会在学习的过程中再次升华。 学习字符类设备驱动，请跟着迅为的视频去学习LED的驱动编写方法，以及蜂鸣器、AD转换等这些跟GPIO相关的驱动开发技巧。 掌握了这些，可以讲，我们已经成为了一个比较合格的嵌入式驱动工程师！ 这个时候我进一步介绍一下什么是快速原型，如果学过软件工程的话，那么大家会听说过一种自顶向下的产品开发方法，这个方法很有效，多数产品的开发方法都是遵循这个思想，大概就是从最初的可行性分析，然后概要设计、详细设计，编码，测试等等。 除此之外呢，还有一种开发方法就是‘快速原型’，这个是微软采用的一种方法，简而言之呢，快速原型是个逐渐迭代的方法，就是说让产品尽快把雏形开发出来，然后逐渐清晰，一步步走向成熟。 在这里我们把快速原型法用到学习上，它原来是种开发方法，我们这里借鉴过来，借鉴到框架学习的思想上。 也就是说，我们掌握一定的基础以后，就要去学习框架，当这个基础框架清晰以后，再去学习更新更深入的框架知识，这样一环套一环，环环相扣，最终研究越来越深入，进而成为这个行业的专家。 那么在嵌入式行业的工程师的职位其实也是这个样子的，大家看一下： 基本数字电路 + C语言 + 基础框架知识 -----> 嵌入式驱动工程师 数组结构+编译原理 ------> 高级嵌入式驱动工程师 计算机系统体系结构 + 操作系统（从抽象到具体）-------> 系统架构工程师 因为在第一个阶段，你会发现，只要会C语言，有良好的编程功底就够了，在工作的时候很少涉及到编译原理、数据结构这些方面的知识，那么很多其他专业的毕业生，甚至原来学机械设计的同学都可以成为嵌入式驱动工程师。 实际也是这样，在大多数嵌入式技术公司，尤其是应用产品开发的公司，只要了解基本的Linux架构的知识，并且能够编写字符类的驱动程序就够了。因为像网络设备驱动以及块设备驱动，基本都有个DEMO设计，只要参考这个DEMO做就可以，根本不需要我们做什么，如果说需要做的话，那也是改一下GPIO的设置，修改一下中断的引脚，仅此而已。 那么深入学习的话，分析操作系统源码的时候就会发现，数据结构的知识逐渐排上用场，尤其是在某些专业公司，负责某个专用领域的时候，这时候可能会改写操作系统的某部分代码，来适应他们自己硬件的各种情况，将会深入分析某方面的技术，比如文件系统、网络协议等，这个时候数据结构等方面知识就显得很有用了。 有了基础的原型以后，通过继续学习新的知识，逐渐使上一个层次，更精深的了解嵌入式技术，同时知识体系更加完备，可以做更高层次的工作了。 应用这样的学习方法，在学习过程中，也会使学习过程始终有目标，而且不会感觉枯燥，每天都会有成就感，从一开始就能抓住嵌入式系统的脉络，只要付诸努力，持久学习下去，就能成为嵌入式行业的专家。 最后我们总结下，我们要想比较快的掌握嵌入式技术，要应用框架学习的方法，在一定的知识基础上就开始学习基础的框架知识，这样就很容易入门，随着开发经验的积累，再去学更深入的基础知识，以及更深层次的框架知识。这样相互迭代，直到能够精通嵌入式技术。 这个方法也充分说明计算机科学是个实验科学。 那么在学习过程中，要注意，不用学习过多的基础，也就是说有了C语言和单片机的基础就可以学习嵌入式的基本框架，然后就能够成为一个合格的嵌入式工程师； 以后可以继续深造，学习数据结构编译原理操作系统等方面的知识，深入学习算法，从而再去学习Linux更深层次的框架结构，使得整体水平得到进一步的升华。 现在我们总结一下，把学习嵌入式技术的路线图跟大家澄清一下，那就是： 单片机 + C语言 -----> 学习基础框架知识（包括bootloadre，Linux内核、文件系统的编译和烧写 -----> 再去学习Linux上层应用的编程，以及字符设备的驱动，学完以后你就会觉得入门了，能做一些事情了-----> 再深入学习计算机系统结构、数据结构、操作系统原理等等一些知识，通过分析Linux系统源码，直到熟练掌握嵌入式编程技术。 我想大家按照这个学习方法，基于我们iTOP-4412开发板提供的资料和视频，就一定能够学好这门技术。
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