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学习嵌入式绕不开的技术点

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很多人嵌入式学习都有些迷茫,不知道从哪里入手,不知道自己的水平位于哪个层次,不知道从哪方面提升,今天我们就从一个8年工作经验的嵌入式资深工程师的分享,来看一下嵌入式学习那些你绕不开的技术点。

    一位朋友做嵌入式这行已经8年,也算是一个老工程师了,工作多年,做过MCU、DSP、ARM、ARM+DSP、ARM+FPGA等等芯片。把嵌入式学习的一些绕不开的技术点整理了一下下,希望对嵌入式初学者有些帮助。

嵌入式绕不开各种接口

    比如:uart 、spi、i2c、usb、eth、mipi、edp、can、i2s、hdmi等等。需要了解各接口的使用场景、带宽、机制、时序、工作模式、缺点,时序等等。我相信硬件接口这一块儿就会让很多新手摸不到头脑吧。相关文章:UART、I2C、SPI、TTL、RS232、RS422、RS485、CAN、USB、SD卡、1-WIRE、Ethernet。

嵌入式绕不开交叉编译工具

    嵌入式一般都需要自己搭建交叉编译工具链,当然MCU类的开发也会有成熟的IDE可供使用。但是对于编译器而言一般都是GCC。对于嵌入式开发人员来说,搭建交叉编译工具链。编译过程分为 ——预编译、编译、汇编、链接。关于编译可以参考此文:C语言编译过程。通过GCC提供的工具可以使程序完成任一阶段的处理。要清楚各个阶段主要完成了什么工作。链接分为静态链接、动态链接,各自的优缺点及使用场景要知道。同时编译生成ELF格式的文件,要理解ELF文件的格式、必要的时候需要通过objdump或readelf工具来解析ELF文件。

嵌入式开发绕不开调试

    嵌入式开发的很大一部分时间都在调试,好的调试方法和工具可以更快速的定位问题。学习过程中需要了解的工具:

  • vargrind

  • gdb

  • kdump

  • corddump

  • oops


嵌入式开发离不开优化

    嵌入式的优化分为两部分,算法上的优化,编程上的优化。其中编程上的优化分为以下技术:

  • 内存使用上的优化-cacheline的使用。cache涉及到cache命中率、cache一致性,write-back,wrte-through等。全局变量问题、常用变量位置问题、互锁问题。

  • 并行优化主要是SIMT或SIMD技术的应用,包括GPU的使用,NEON优化、SSE优化等。其中并行分为任务并行和数据并行,任务并行是多核方面的优势,数据并行是GPU和NEON来解决。

  • 依赖性问题主要是流水线问题,避免数据的依赖性可以高效的使用流水线。至于这部分的优化要借助反汇编,来对比不同写法造成的差异。

  • 很多人对驱动开发有技术情节,越是年轻的工程师越是这样。驱动的开发本质上就是给外设配置参数,使其工作在期望的方式。linux下的驱动开发需要遵从linux的驱动框架,裸机的驱动开发就是直接配置寄存器就可以。linux有一个很好的理念,就是万物皆文件。linux将外设也会抽象成文件,读写外设和读写文件在操作上没有了区别。linux下的设备,分为字符型设备、块设备、网络设备。linux下注册驱动的时候,将设备号和文件名进行了映射,并实现file_operation里的一些函数,例如,write、read、ioctl。其中write、read主要用于读写外设的有用数据。ioctl主要用于配置外设的一些参数,使其工作在不同的模式或状态。

  • 其实嵌入式指的就是嵌入式操作系统,操作系统有很多种。vxworks、ucos、freertos、bios、linux、uclinux、nuttx等等。对于操作系统的选择个人感觉要看实时性、以及生态。生态很重要,这样出现问题的时候,才不至于绝望,感觉不是孤军奋斗。其实操作系统的出现,主要是为了解决任务调度、内存管理。这两方面是操作系统的精髓。感兴趣可以阅读源码。ucos的源码不多,可以从它看起。


总结

    嵌入式的东西很多,想要整理起来,也是很花费力气的一件事情,有时间我就会慢慢的整理,当然如果对别人有用的话,那就更好。

    目前AI异常火爆,现阶段大家都停留在功能实现上,至于端测的落地,个人感觉还有一小段距离要走。当AI落地的时候,我相信市场上对嵌入式工程师、硬件工程师的需求会越来越大。尤其是涉及到性能优化方面,我相信应该会有很大的市场吧。


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沙发
童雨竹| | 2024-11-1 08:10 | 只看该作者

引线长度就决定了其响应信号的波长

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板凳
Wordsworth| | 2024-11-1 09:13 | 只看该作者

数字电压表(DVM)或仪器来测量效率

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地板
Clyde011| | 2024-11-1 10:16 | 只看该作者

靠近功率开关管或整流器的电容分到的纹波电流远多于相距较远的电容分到的纹波电流

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公羊子丹| | 2024-11-1 11:09 | 只看该作者

任何一条PCB引线都可能成为天线

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万图| | 2024-11-1 12:12 | 只看该作者

滤波电容、功率开关管或整流器、电感或变压器

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Uriah| | 2024-11-1 13:15 | 只看该作者

离线式变换器

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帛灿灿| | 2024-11-1 15:11 | 只看该作者

交流能量就会从输入或输出滤波电容上流进流出

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Bblythe| | 2024-11-1 16:14 | 只看该作者

经变压器映射成这么多节点

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周半梅| | 2024-11-1 18:10 | 只看该作者

专门的滤波器来阻止交流噪声进入周围的电路

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Pulitzer| | 2024-11-1 19:13 | 只看该作者

电流型变换器电流检测电阻的公共接点和输出端电阻分压器的下端

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