做嵌入式门槛高吗？该如何学习

2万 · 2023-4-26 16:07

本帖最后由两只袜子于 2023-4-26 16:11 编辑

嵌入式没有那么难

以前，我总是听说已经工作多年，具有一定的行业经验的工程师，或者是师兄师姐们告诉我们，说是嵌入式是有多难学，门槛有多高，既要懂软件，也要懂硬件，还要搞懂各种某某原理、协议、算法等。在学习嵌入式的过程中，也遇到不少的难题，走过不少弯路，无的放矢地学习杂七杂八的知识，才能找到一份还凑合的工作。

但是，在我跟很多面试过的应届生，以及一些在校学生交流的时候，发现他们掌握的很多我们在工作了2-3年工作经验才掌握的知识，明显在新一代的佼佼者，可以花更少的时间，学习到我们之前在不断踩坑和弯路才能获得的知识。归根结底，这是老一辈的嵌入式工程师长期的意识和观念，由于受到当时成长环境和时代的影响，在技术成长过程中产生的，对学习嵌入式技术认知上的主观偏见。踩在巨人的肩膀上，学习过去已有的知识，我们也就不需要跨过那么高的技术门槛，也不用在暗黑中摸索，以至于走了那么多前人的弯路。认识嵌入式行业
建议学习的学员，先去芯片公司工作一段时间，芯片原厂都会提供了SDK供给方案商使用，遇到大部分的难题、bug，也基本都会仍回原厂来解决。如果工作中重复经历这样的情况，很容易会陷入嵌入式学习陷阱“调包侠”，学习嵌入式最重要的要发挥主观能动性，比如在开源项目中反复折腾，同时，搞嵌入式的需要掌握扎实的电路基础，甚至需要做过一定量的电路相关实验，工作动手经历。那么，学习嵌入式开发，掌握嵌入式系统，具体包含哪些内容呢？一般而言，嵌入式系统涵盖了嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式OS及用户应用程序，主要包含硬件和软件两部分。硬件包括处理器／微处理器、存储器及外设器件和I／O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件（OS）（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。

2万 · 2023-4-26 16:11

嵌入式系统硬件架构

嵌入式系统的硬件架构，是以嵌入式处理器为中心，由存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。嵌入式系统是量身定做的专用计算机应用系统，又不同于普通计算机组成，在实际应用中的嵌入式系统硬件配置非常精简，除了微处理器和基本的外围电路以外，其余的电路都可根据需要和成本进行裁剪、定制，非常经济、可靠。嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器，有时为了提高系统的信息处理能力，常外接DSP和DSP协处理器（也可内部集成），以完成高性能信号处理。随着计算机技术、微电子技术、应用技术的不断发展及纳米芯片加工工艺技术的发展，以微处理器为核心的集成多种功能的SoC系统芯片已成为嵌入式系统的核心。在嵌入式系统设计中，要尽可能地满足系统功能接口的SoC芯片。这些SoC集成了大量的外围USB、UART、以太网、AD/DA、IIS等功能模块。可编程片上系统SOPC（System On Programmable Chip）结合了SoC和PLD、FPGA各自的技术优点，使得系统具有可编程的功能，是可编程逻辑器件在嵌入式应用中的完美体现，极大地提高了系统的在线升级、换代能力。
以SoC/SOPC为核心，用最少的外围部件和连接部件构成一个应用系统，满足系统的功能需求，这也是嵌入式系统发展的一个方向。
因此，现代嵌入式设计是以处理器/SoC/SOPC为核心来完成系统设计的，其外围接口包括存储设备、通信扩展设备、扩展设备接口和辅助的机电设备（电源、连接器、传感器等），构成硬件系统。
嵌入式系统软件架构

嵌入式系统软件组成如下：一、高端嵌入式系统的软件组成1. 应用程序
2. 应用程序接口函数库
3. 文件系统、图形用户界面、网络协议栈
4. 操作系统
5. 引导加载程序、驱动程序除了操作系统、设备驱动程序和应用软件之外的系统软件称为中间件。二、嵌入式系统软件和通用计算机系统软件的异同1. 嵌入式操作系统的软件配备没有通用系统多，嵌入式系统软件和通用计算机系统软件都可以实现用户界面。2. 通用软件系统无疑是以操作系统为核心，不可或缺，但是嵌入式系统具有功能专用性，有些情况下可以不使用操作系统，特别是低端嵌入式系统功能单一，使用循环程序作为主控程序就能够满足需要。3. 嵌入式系统应用软件具有内部结构精简化、代码轻量化、占用存储资源少等特点。三、自由软件1. 自由软件是一种可以不受限制的自由使用、赋值、研究、修改和分发的软件，并不代表四免费软件。2. 大部分自由软件通过互联网发布，且不收取任何费用。四、嵌入式软件特点1. 软硬件一体，软件固化存储；
2. 软件对代码时空效率和实时性要求高；
3. 软件可裁剪，要尽可能去除冗余；
4. 大多数低端嵌入式系统不用操作系统，所以软件的生命周期相对较长。五、嵌入式软件结构1. 选择软件结构的一个基本原则是：选择可以满足响应时间需求的最简单的结构（而非轮询结构）2. 简单的轮询结构只适用于系统的任务数量较少、任务处理简单，且实时性要求不高的场景。3. 带中断的轮询结构也称为中断驱动结构或前后台结构，但并没有因为中断的引入而使软件的复杂度明显降低。

2万 · 2023-4-26 16:12

如何学习嵌入式系统开发（基于ARM）

学习ARM通常是从明星产品STM32开始的。

学ARM，从硬件上讲，一方面就是学习接口电路设计，另一方面就是学习汇编和C语言的板级编程。如果从软件上讲，就是要学习基于ARM处理器的操作系统层面的驱动、移植了。这些对于初学都来说必须明确,要么从硬件着手开始学，要么从操作系统的熟悉到应用开始学，但不管学什么，只要不是纯的操作系统级以上基于 API的应用层的编程，硬件的寄存器类的东西还是要能看懂的，基于板级的汇编和C编程还是要会的。因此针对于嵌入式系统的硬件层和驱动程的人，ARM的接口电路设计、ARM的C语言和汇编语言编程及调试开发环境还是需要掌握的。对于初学者必然要把握住方向，自己学习嵌入式系统的目标是什么，自己要在那一层面上走。然后再着手学习较好，与ARM相关的嵌入式系统的较为实际的两个层面硬件层和驱动层，不管学好了那一层都会很有前途的。如果想从嵌入式系统的应用层面的走的话，可能与ARM及其它体系相去较远，要着重研究基嵌入式操作系统的环境应用与相应开发工具链，比如WinCe操作系统下的EVC应用开发(与windows下的VC相类似)，如果想再有突破就往某些音视频类的协议上靠，比如VOIP领域的基于SIP或H.323协议的应用层开发，或是基于嵌入式网络数据库的开发等等。