嵌入式学习阶段分享

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阶段 1

大一到大三这个阶段我与大多数学生相同:

学习本专业知识(EE专业),学习嵌入式软件开发需要的计算机课程(汇编原理,计算机组成原理,操作系统,C语言等),学习嵌入式项目(来源于实验室项目,自己想到的项目以及各种比赛)。

关于如何学习嵌入式软件开发:

① 学习51单片机。

这个阶段你只需要跟着郭天翔的视频去学,只要求实现功能,不求甚解。

但建议能够提出问题,比如“为什么往IO控制寄存器写入特定值能点亮LED灯?”

“IO口的电路结构是什么样子的?”

“什么是上拉下拉,灌电流拉电流?”,

这一阶段主要是熟悉单片机的使用,并且在使用中思考发现问题,还能熟悉一些基本概念。

② 开始查资料看书。

看模拟电路数字电路等等,开始去弄明白1中所提出的问题。这时候问题主要集中在电路方面。

③ 开始学习STM32。

随便买个板子,看原子的书跟着一步步去做。

这时候你会遇到很多计算机方面的问题,这时候一边学习教程,一边学习:微机原理,编译原理,操作系统。

你要弄清楚 ARM 架构,弄明白 CPU 如何取指,译码,执行,知道地址总线,控制总线,数据总线如何工作。

要弄明白你编译各个阶段产生的各个文件是什么,什么是分散加载,什么是重定位,什么是代码段,什么是数据段,等等。

弄明白 CPU 如何启动,程序镜像在内存中如何布局。

要知道中断的原理,以及现场保护等等。最后你了解了各个知识点之后,转向 GCC 开发 STM32,这时候你如果知识掌握得不错,你应该可以很快地学会编写链接器脚本并且明白每一条语句所代表的含义。

④ 开始增强 C 语言。

深入挖掘C语言的各个死角。

最好可以做到当你写下一条语句的时候知道编译器会如何处理。

还需要数据结构和软件工程,建议最好还要学习一下设计模式。

开始学习养成良好的代码风格,开始思考代码的结构。

可以说设计模式如果能学好,在往后学习 LINUX 内核时大有裨益。

你会发现 LINUX 的输入子系统有点像职责链模式,会发现 ASOC 音频系统有点像模板方法模式。

私以为,如果能在两个以上不同方面考察同一种编程思想,你会得到更加深刻的理解,更能领会其精华。

⑤ 认真研读 OS 方面的书。

各个知识点都要弄明白,进程是什么,程序是什么,线程是什么,竞争死锁优先级反转,虚拟地址空间物理地址空间,用户空间内核空间等等。

开始学习 ucos,这个没什么可说的,如果在 2 中能熟练掌握各种知识点,知道 CPU 如何中断如何保护恢复现场,那么读ucos 的源码时候,在原理上就不会有什么疑惑。

如果能在 4 中养成把握代码整体结构的能力并且学习好数据结构和基本的算法,读源码就没有什么障碍。

一旦原理弄通了,源码也能读懂,那么吃透 ucos 就是顺理成章的事情。

⑥ 自己仿照 ucos 写一个 stm32 上的实时 os 出来。

⑦ 进军 LINUX。

学习 LINUX 的基本使用,看赵炯那本内核剖析,啃 LINUX 内核设计与实现,把握总体的内核架构。

之后可以学习驱动,看建议陈学松老师的书,弄明白基本的驱动架构和如何编写简单的驱动,认真对待,这里强调一下设备驱动模型。

最后啃 LINUX 内核源码情景分析,上下两册用心读,这里着重强调一下内核中的 VFS 部分。

之后就是看宋宝华老师的书,进一步学习驱动开发。

最后,看内核源码看内核源码看内核源码。

⑧ 其它的什么 SPI,IIC,什么 DMA,都只是技能问题,只要知识学的好,技能想咋点就咋点。

阶段 2

大三到研究生入学前这个阶段我在工作与考研之间无比纠结,并在此期间无数次常思考嵌入式开发到底是什么,如何把嵌入式开发做好,以后该选择怎样的一条职业道路。

为此,像很多人一样,在知乎上像做嵌入式开发的前辈们咨询过多次。

在这个阶段,我学习了 Linux 驱动开发,并渐渐认识到,嵌入式开发是一个比较偏软件的岗位(我认为大多数学生做的工作都是嵌入式软件开发,而不是硬件开发),

应该深入学习计算机体系结构的知识,而不是把那些无聊的嵌入式相关项目翻来覆去的做(尤其少参加乱七八糟的比赛)。

最终,我选择了读研,想站的再高一点看这件事。

阶段 3

研一进入研究生阶段(2018),当大家都火急火燎的加入 AI 的阵营时,我依然对嵌入式爱的深沉。

选课时,我选择了嵌入式实时操作系统,计算体系结构相关的课程,还看了很多相关的书籍,依然每周保持嵌入式 Linux 的学习。

时不与我,明明选择了做底层的导师,结果导师转做深度学习了,还好是做终端+AI相关的方向,也不算完全偏离嵌入式,这让人多少有点欣慰(毕竟我还是放不下嵌入式的)。

在这个阶段,由于接触了不少的人和事,我越来越认识到,嵌入式只是一个平台,切勿把嵌入式看作一个具体的岗位,无论硬件还是软件。

因此,我对这个岗位以及行业就业现状有了更进一步的认识。

阶段 4

研二到研三在这个阶段,我对狭义嵌入式(驱动,应用开发)完全释怀,

我认为许多人喜欢的嵌入式并不是驱动或者应用等开发,而是对底层系统的一种好奇心与掌控时的快感。

与其说喜欢嵌入式,还不如说喜欢的是计算机体系结构。

因此,只要是涉及到硬件的软件开发,我都喜欢,我也将其均定义为嵌入式。

因为嵌入式软件开发就是建立在底层语言,计算机组成原理,操作系统等知识上的一种软件开发,

如果你想将嵌入式开发做好,你就得学好这几门课程 ,如果你学好了这几门课程,底层软件开发工作的岗位你应该都能胜任。

因此,又何必将嵌入式开发狭义的划到驱动开发,XX协议开发之类的呢?

最终,这个阶段我毅然放弃了 Linux 驱动的学习,投入了 Python 深度学习的怀抱中。

我不再关注我到底做的是不是嵌入式开发,只关注和嵌入式平台有没有关系。

我研究的是如何把一个深度学习模型部署到嵌入式平台上去。

有人可能会疑问,这和嵌入式开发有什么关系?为什么没有关系呢?在嵌入式平台上用 C 语言编写神经网络模型的前向推理,这不是把我们的C语言和组成原理的知识发挥出来了吗?

当图像处理程序性能不足时,查看生成的汇编程序,当汇编效率不高时,将 C 语言替换为我们自己写的汇编代码,这还不够嵌入式吗?

其实,当我们把思路放宽后,嵌入式就不再是某一个具体的岗位了,

它有可能是 AI 算子工程师,AI编译器开发工程师,FPGA加速工程师,高性能工程师等等。

这些岗位需要的技能与嵌入式工程师极为相似,年薪却最低 30W 起。

为什么?很简单,供需关系决定价格!嵌入式早已江河日下,但嵌入式+某一风口就能迈向高薪之路,这个道理在任何技术领域都是通用的。

2018年-2021年,嵌入式+AI=高薪,未来嵌入式+XX也可以。

至于未来的风口是什么,就要靠我们自己去探索了。只要保证我们自己有核心的知识储备,再学习一下风口相关的技术,立马就能咸鱼翻身。

回头看,我好像已经荒废技术好久了,但是好像依旧在嵌入式学习的路上。

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全部评论
学不完,根本学不完,要学的太多了,只能工作时慢慢学
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发布于 2024-01-02 18:51 河北
看来搞计算机四大件是关键
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发布于 2024-04-16 18:14 浙江
感觉你挺厉害的,说考研究生就考上了
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发布于 2023-12-22 22:09 黑龙江
大佬,嵌入式AI现在饱和了嘛,会很卷嘛
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发布于 2024-01-21 22:50 北京
有没有推荐的项目呀
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发布于 2023-12-28 14:50 重庆
研一开始学嵌入式来得及嘛
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发布于 2023-12-21 12:48 北京

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一、学习方向选择以下仅代表笔者个人看法:嵌入式软件总体分为linux和mcu方向。这两个方向的应用场景不同,导致无法在同一份工作中既做Linux,又做mcu。因此,如果在时间不充裕的情况下,大家根据自身情况挑一个方向去学习就够了。mcu方向(也称为嵌入式软硬件方向)更专注于软硬件结合,也就是说除了软件部分之外,还需要懂硬件。如果在软件和硬件分的没那么开的公司,作为一名嵌入式软件工程师,不仅要自己写代码,还需要自己画原理图,画PCB。在软硬件分开的情况下,基本要求是要能看的懂电路原理图,这也是大多数转行者很容易忽视的点。linux方向由于岗位较少,通常需要驱动/内核/应用一起做,仅有部分公司或者原厂才会放出单一的岗位出来,如单独的linux驱动岗位,内核/应用岗位等,这个方向比较偏软件一点。但由于岗位较少,门槛也就稍微高一些。二、mcu方向学习路线0基础的同学建议按照步骤走(再次重申是个人看法,如果你觉得不对,就不要看下去了):1、掌握基本电路知识,重点主要为电容、电感及滤波电路,还有一个傅立叶变换(可以看刘陈版本的电路分析基础这本书或者是b站进行学习)2、模电(主要掌握二极管、稳压管、三极管、mos管、放大电路、运算放大器、反馈电路);笔者个人推荐的书籍是黄丽亚的第三版模拟电子技术基础,学完前7章就够了。当然,也可以选择其他版本的,看个人喜好。3、数电(主要掌握进制转换,反码补码、逻辑电路、触发器、寄存器、AD转换及存储器知识),推荐书籍为华中科技大学的电子技术基础(数字部分)。上述三步就是为了打牢硬件基础,能看懂电路原理图。4、接下来学习一款EDA工具的使用,不要再去学嘉立创了!企业里边只有三大EDA工具:Altium Designer/Candence/Pads,任意挑一个去学习。个人比较推荐学习AD,可以在b站上看凡亿教育的课程进行学习。5、学习C语言,个人还是推荐谭浩强红色的那本高校书籍,当然也有其他优秀课程,大家可以自行选择。C语言的学习是一个持续加深的过程,前期先掌握基础就行,需要学习的是前1-7章,第8章的指针变量/数组指针,第9章的结构体/共用体/枚举/typedef。6、学习stm32,不要再浪费时间去学51老古董了。个人推荐正点原子,资料很充足,按照资料学基本就够了。同时一定要学标准库,前期不要把精力浪费在学hal库上,hal库等后边自己看一下就行。学习方法是买一款开发板(F1/F4都可以),跟着资料一步一步学,掌握基本常用外设如串口/GPIO/定时器/中断/PWM/输入捕获/LCD/ADC/IIC/SPI/485/CAN/IAP等。ps:学习过程中不要只看,一定要做!看懂了不等于你掌握了,毕竟实践是检验真理的唯一标准!7、做完上述步骤,恭喜你已经打好基础了,进一步继续深入学习c语言的提高部分,把前边说的第8章的二维指针/数组指针/指针数组等等指针的高阶用法掌握,以及动态内存分配函数等;还有第9章的链表;此处笔者推荐看人民出版社的c和指针一书,进行c语言的加深学习。这本书需要掌握如编译的底层原理/指针的高阶用法/递归函数/单向或者双向链表/预处理器等。8、完成c语言的进阶学习之后,开始学习stm32内核,这里推荐看CM3权威指南这本资料,主要看前9章内容,至少要知道寄存器组/PendSV/SVC/systick定时器等,为学习RTOS打好基础。9、开始学习RTOS,自行挑选一款rtos进行学习(ucos/freertos/rt-thread),笔者是同时学了ucos和free,个人比较推荐从ucos学起(也是正点原子的资料),毕竟资料比较多,底层原理讲的比较细,比如任哲老师的嵌入式实时操作系统原理及应用就是以ucosii进行讲解的。当然大家也可以选择其他的,这个阶段建议还是多看资料,少看课。因此笔者并没有什么推荐的课程。ps:到这一步要开始做32和rtos的项目了,做完项目以后就可以去投实习/秋招,这个程度已经够找工作了。10、学习常用数据结构:数组/堆/栈/链表/树/哈希表/队列,图不要求掌握,树学二叉搜索树就够,在弄清楚基本数据结构以后再去力扣上进行刷题,比如要知道栈不仅可以用数组实现,还可以用链表实现。ps:这一步想进大厂必不可少,毕竟面试都是要手撕的!11、学习RTOS源码,弄清楚任务调度/任务通信/时钟及延时/内存管理等。为什么要先去学习数据结构再回来看rtos源码,就是因为其源码中包含大量链表和队列的使用,如freertos中列表与列表项中涉及到双向链表的插入和删除操作,这样才能看得懂源码。ps:到这一步已经够卷了,笔者觉得不用担心找不到工作了。接下来说的东西可以入职以后再进行学习12、其他通用中间件的学习,如网络协议(mqtt/lwip协议等),选一个进行学习。还有图形库lvgl/ewmin等,也是选择一个进行学习。学习方法也是找资料,我依然用的是正点原子。13、学习代码版本管理工具git的使用,需要掌握常用命令,如克隆,提交,上传以及创建分支等。学习方法笔者推荐是看官网。三、linux方向学习路线linux方向笔者还在摸索中,因此就简单说一下1、先学会使用linux系统,学会Linux基本命令使用,学习方法推荐b站尚硅谷。2、学习gcc、make工具链的使用及makefile脚本。3、学习c++,主要掌握面向对象特性,如类和对象/继承/重载/多态/封装/虚函数/智能指针/动态内存等。推荐书籍为c++ primer第五版以及菜鸟编程网站。4、Linux应用编程,如进程/线程、文件io、网络编程等。推荐资料--正点原子。5、学习QT开发,推荐资料正点原子。6、Linux下的裸机开发(推荐买板子学习,如imx6ull;掌握常用外设以及CortexA处理器架构),推荐资料--正点原子或者韦东山。ps:学习linux驱动需要有电路原理图能力。7、Linux驱动开发(结束裸奔,上操作系统了, 包括移植uboot/linux内核/根文件系统等、掌握Linux三大类驱动,包括字符设备/块设备/网络设备驱动),同时需要掌握GDB调试。可以看到嵌入式两个方向的内容都非常多,因此大家选一个学,找工作足够了。本次讲解就到这里,感谢观看!
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