怎样学习嵌入式软件
2017-07-30 19:05 tlnshuju 阅读(458) 评论(0) 编辑 收藏 举报什么是嵌入式?
嵌入式分为广义和狭义两种。广义的嵌入式就是片上系统(system on a chip),包含单片机、PSOC、NIOS、Microblaze等。而狭义的嵌入式就是ARM9、cortex A8等特定的跑操作系统的芯片。这里主要介绍狭义嵌入式的学习路线。
还是主流的方法。先学会使用它。再深入研究底层。
经常使用的操作系统有linux、WIN CE、安卓、Vxworks、QNX、OSE等。眼下资料最多的是linux,所以以下以linux为例。
一、安装虚拟机和linux系统。
一般人用的电脑都会装Windows系统,要想在Windows上跑其他系统。得安装虚拟机。
而眼下主流的虚拟机有vmware、VirtualBox、hyperV等,你能够随便选一个安装。然后去官网下载个人版的linux镜像(.iso文件)并把它安装在虚拟机里面就可以。这里给出主流linux系统的官网链接:ubuntu、fedora、centos、debian、suse。假设你没实用过linux的话,推荐使用ubuntu。由于RedHat要收费。并改名为RHEL,所以这里不作介绍。
先下载一本《鸟哥私房菜》。
然后进入第二、三、四阶段(前期的学习不须要开发板)。
二、学会使用linux经常使用命令。
这里,必须改改在Windows下点鼠标的习惯。在linux下做事得用命令行。此外,在linux下载软件。不须要在百度下载,而是用linux自带的软件包管理工具(如:apt-get、dnf、rpm等)。假设你用ubuntu的话,得改动软件源(下载软件的网址),由于国外的源比較慢,百度上有具体说明。接下来,得学会最主要的命令,如:ls、cd、find、grep、ps、diff、fdisk、ifconfig等。
跟着教材多操作几遍就会了。没有非常深的理论知识,不须要掌握全部的命令,也不须要记住全部命令的选项。用到的时候会查就能够了。
三、学会使用linux经常使用工具。
1、编辑器(写代码必备的)。
有gedit,vim,emacs,sublime等。推荐学vim。
3、makefile、autoconf、automake。这里可不像VC++6.0这样的工具。点个鼠标就给你编译好。
在linux下,你得用makefile和make工具,来编译代码。
当中autoconf和automake能够自己主动生成makefile。
4、ssh、tftp。
假设你在ARM开发板上弄了个Webserver,那么。你就能够用这些工具去訪问它。当中,ssh工具建议用SecureCRT或者MobaXterm。
5、samba。要想用linux跟windows交换数据,还能够搭建sambaserver。
6、版本号控制器。有svn,cvs,git等。推荐学git。
有了git。你就不必手动备份代码了。
四、学会编写shell脚本。
在实际工作中,复杂的系统管理操作,不会一行一行地敲命令,而是用脚本(命令是基础)。
脚本也是一种编程语言,仅仅只是是解释型语言。相比C/C++、C#、JAVA这类高级语言。脚本要易学非常多(由于添加了语法糖)。在linux下,shell也有非常多种。如:bsh、bash、csh、tcsh、ksh、zsh等,通常是学bash,其他的遇到再学也不迟。由于都是大同小异的。
此外,bash语法比較奇特,非常多符号(如:$#,$0,$?等)比較难记,只是也不是必需特意去死记它,有个印象就能够了。用到的话再查手冊,这里重点掌握正則表達式。
假设有时间的话,建议再学python脚本。python的语法要easy非常多。用途也比bash广非常多。
推荐《Shell脚本编程诀窍》。
五、学会linux下C编程。
虽然学会bash已经能做非常多事情了。可是驱动和内核开发还是用C语言,由于那时候系统还没起来。bash是用不了的。此外。C语言的运行效率比bash要高,网络编程的Socket也经常常使用C语言开发。在这里,得掌握主要的文件操作、进程/线程控制、Socket等。推荐《Linux环境C程序设计》、《UNIX环境高级编程》、《UNIX网络编程
卷1》、《UNIX网络编程 卷2》,也许这些教材有点难。可是,请不要钻牛角尖。不懂的临时跳过,在学完下一阶段的理论之后,再来看。之前不懂的东西就变得easy。
六、增强理论知识。
由于有的人打着嵌入式硬件project师的名号装逼,事实上嵌入式硬件就是普通硬件project师做的工作。我们这里都是讨论软件方面的内容,并且嵌入式是以软件为主导的(工资上有较大差距)。假设对硬件感兴趣的。能够參考本博客《怎样学习硬件设计——理论篇》和《怎样学习硬件设计——实践篇》,这里不要求掌握硬件,有一定程度的了解就可以。
1、单片机。
详细的学习路线请參考本博客的《怎样学习单片机》。
不想学单片机的话,能够学计算机组成原理。
2、数据结构。主要掌握表和树,当中链表会在操作系统的调度算法中用到。
3、操作系统。所有都是重点,必须深入研究,才会对linux有个较全面的认识。
4、编译原理。有时间的话,最好多看看。没空的话,也得了解一下。
对于提高编程能力,有一定的帮助。
5、数据库。除了主要的数据库理论之外,还得掌握SQLite或者Oracle。
6、ARM体系结构。介绍ARM的架构和指令集。在移植uboot和驱动中会用到。不做这两项工作的话,能够不学。
7、计算机网络基础。开发中用到的socket、ssh、tftp、http就会涉及到网络相关的知识。
8、接口应用。
如:串口、zmodem、IIC、SPI、1-wire、USB、HDMI、CAN、IIS、PCIE、蓝牙、陀螺仪等。
学完上面这些理论之后。得再复习一下linux下C编程。你会有更大的收获。
先下载一本韦东山的《嵌入式Linux应用开发全然手冊》。还要买一块2440的开发板(尽管s3c2440已经停产。可是这芯片按照是资料最多的一块)。然后进入七、八、九、十阶段。当中第七、八、九阶段。使用开发板自带的bootloader就可以,临时不必研究它。
七、文件系统。
在学习操作系统原理的时候,已经有介绍文件系统了,并且不须要深入研究文件系统的详细算法,仅仅须要了解其特性再学会使用它就能够了。
如:NFS、FAT32、NTFS、yaffs2、ext4、ZFS等。
八、内核裁剪。
一般初学。能够先掌握内核剪裁(详细工作就是填写若干个选项)。剪裁仅仅是去掉内核部分不须要的功能,以降低代码体积。
这里仅仅要求你对内核的各个功能选项都非常熟悉就能够了。假设剪裁还不能满足要求的话。得阅读内核源代码。改动内核了。推荐《Understanding
the Linux Kernel》和《Linux Kernel Development》。阅读内核源代码,推荐windows下的source insight。
九、驱动开发。
因为系统还没起来。所以驱动能用到的API(内核的部分API。如:kprintk、kmalloc等)并不多,非常多函数还是得自己写的。当中,会常常訪问临界资源。所以得掌握自旋锁、睡眠锁。此外。驱动程序出问题的话。整个系统就挂掉了,所以还要掌握各种调试驱动的方法,如:goto语句、日志系统、KDB等。接下来就要熟悉掌握字符设备和块设备的驱动程序了。
推荐《小白的博客》和《Linux
Device Drivers》(不建议看中文版)。
十、移植bootloader。
单片机也有bootloader,在keil C下的startup.a51。主要是做一些初始化工作。那么,在ARM上面的bootloader也是一样的功能,相同,也没有那么重要所以把它排在后面。
经常使用的bootloader有vivi和uboot。一般学习uboot。主要掌握uboot的启动流程和移植。
在经过前面的学习,那么uboot对你来说已经很easy的了,一般仅仅须要学会使用uboot或者用已经移植好的uboot,不须要深入研究它。
推荐看uboot自带的帮助文档。
阅读uboot源代码,推荐windows下的source
insight。
十一、图形界面开发。
经常使用的GUI图形库有:GTK++、QT、JAVA、安卓等。有C++基础的。建议学习QT,不会C++的,建议学JAVA。在前期的GUI开发,能够不须要使用开发板。而2440下适合跑QT。假设要跑JAVA、安卓的话。建议换一块开发板,能够考虑Exynos4412开发板。
此外,你还能够用python自带的TKinter来开发图形界面。
推荐《QT5编程入门》、《疯狂JAVA讲义》、《疯狂Android讲义》、《python编程入门》。
由于安卓系统是在linux的基础上封装了一层API,所以,假设做安卓驱动,就得掌握linux(上面前十个阶段)。假设仅仅做安卓app,你仅仅须要使用android studio或者eclipse配合安卓模拟器(最好用安卓手机)。就能够了,不须要学习linux,也不须要开发板。
在你做过几个GUI项目之后,再学习UML和设计模式。这会大大增强你的代码架构能力。
十二、Web开发。
有的时候得在ARM板上搭个webserver,这里。得学习HTML、CSS、Javascript、XML、Ajax、PHP等。看起来内容非常多。但事实上并不多。由于这些语言都非常easy上手。初学能够使用Adobe的Dreamweaver做开发,上手之后一个sublime text配合firefox浏览器就能够了(还要学习MVC模式)。此外,还得会用bash或者python编写CGI程序,这样才干够在网页上调用究竟层的C语言接口。推荐《疯狂HTML 5/CSS3/JavaScript讲义》。
十三、杂谈。
本文没有涉及流程图绘制软件、文档生成工具等(这两个东西在工作中会经经常使用到)。
由上文可知,嵌入式软件涉及非常多计算机相关的知识,这对于电子专业的学生来说。无疑相当于跨专业那么大难度。此外,就算你掌握了上面所提及的知识,那也仅仅是打开一扇小小的窗户而已,还有非常多事情做不了的。比方:二维码识别、视频採集卡等。
BTW,嵌入式的工作也分成几个岗位,各自是系统project师、驱动project师、软件project师(负责网页或GUI开发)、UIproject师(又称美工)。
系统project师:熟悉操作系统的内核原理、熟读内核源代码。
主要职责为系统打补丁或者加入新功能,如:热升级、提高系统的容错性等。
一般的公司是不做这样的开发的。
驱动project师:熟悉各种外设的驱动开发,为内核和GUI提供接口。
因为非常多IC厂商提供了相关芯片的驱动程序,而导致非常多驱动project师下岗(需求量降低)。
软件project师:熟悉各种编程语言和GUI图形库、框架(不是会查文档就能够的。而是要求很熟悉框架)。因为项目需求常常变更,开发效率跟不上变化,所以软件project师的需求量大大添加。
UIproject师:主要负责美化界面。
美术特长生更适合这类工作。