• [转] 嵌入式入门学习法(写给惠州学院电子系学嵌入式的同学们)


    我是08届惠州学院电子系的毕业生,现在从事于linux嵌入式研发工作。本人写这一篇所谓的“嵌入式入门学习法”,是因为自己一开始学习嵌入式的时候,电子系里几乎没有人可以带自己入门或者教授相关学习方法,基本上都是自己摸索着学习,可想而知,这过程蛋疼的程度让人想死。所以希望通过这一年来自己的学习,整理出一条学习路线给以后电子系的师弟们作参考。

    废话不多说,进入正题。首先大家应该理解两个概念,什么是处理器,什么是控制器。相信很多电子系的学生,一开始是从玩51单片机开始进入电子研发领域的,再者就是AVR单片机,参加过飞思卡尔智能车比赛的同学,应该也玩过16位的飞思卡尔单片机芯片。那么,我们所使用的单片机,它就是一个控制器,我们在其芯片上进行编程,也就是计算机领域所谓的编写出应用程序。而像计算机系的同学,他们所写的软件都是在处理器上面跑的,就像我们的PC机一样。但是当你一开始接触嵌入式的时候,我们一般是从ARM芯片入门的,ARM具备了控制器和处理器的特性,它具有我们平时玩的单片机一样的IO功能口,也具有处理器一样可以搭载庞大的操作系统的特性。从这点上看,其实电子系的学生只要具备了操作系统的知识,入手嵌入式其实并不是件难事。

    然而当你选择了嵌入式学习并把它当做职业发展方向一样对待的时候,请记住,一当坚持下去了,你将选择了一条和玩单片机完全不同的道路。可以说,玩单片机的人,以后可以从事自动控制领域的相关工作,可以从事FPGA/CPLD这种芯片编程制作工作,也可以从事小家电领域的工作。但是玩嵌入式的电子系的学生,一开始便成为转行计算机工作的学生了,你每天都是对着电脑编写程序,没错,你就是个软件工程师,计算机软件工程师。当然,别怀疑自己选错方向,电子系的学生学习驱动开发自然有他的优势,但是,请别只让自己成为一个驱动程序开发者(虽然工作已经挺高的了),电子系的学生完全有能力成为一个系统级别的嵌入式专家。请记得,你玩硬件出身的,你只要软硬都会,整个产品你都可以了如指掌。

    那么,我们如何来开展嵌入式学习呢。

     

     

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    嵌入式五大板块介绍

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    首先,你应该了解嵌入式分为几大板块。

     

    应用程序

    文件系统

    Linux内核

    驱动程序

    bootloader

    我一一讲解你跟它们,在你毕业从事嵌入式工作时所接触的程度,以及你在学校至少要学习到什么样的程序才可以。

    应用程序,分为有用户界面的应用程序和没有用户界面的应用程序,前者可以简单说是我们平时所看到的软件。当然一般的嵌入式的软件是用QT语言编写出来的,计算机系的同学一般都从事这方面的工作,而没有用户界面的应用程序,电子系的同学是必须得会的。因为应用程序的编写是用linux系统所提供的接口所编写出来的,对于以后我们开发linux内核和驱动程序都是帮助非常大的(很简单,你要调试驱动或者内核,你肯定要写应用程序)。当然,一开始找工作,企业很希望你精通应用程序,因为这是最基本的要求,也是毕业生进入企业后唯一最能帮上忙的能力。

    文件系统,在学校的时候要了解其特性和相关使用,至少必须知道你所用到和见到的文件系统的特性是什么。每一个文件系统的诞生都有它的需求所在,而了解它对以后每一个阶段学习都会有帮助。但是为什么说了解就好,因为开发文件系统这活,至少要有五六年的工作经验才可能涉及到的。所以,了解好文件系统,也学下移植文件系统吧。

    Linux内核,是一个几千万代码组成的程序,汗,入门时想懂它,基本不可能,不过基本相关知识点还是要懂的,怎么懂,稍后介绍。

    驱动程序,简单地说,就是把硬件的功能通过一定的封装技术打包起来,供应给linux内核调用。那么也就是说,看datasheet就必不可少啦。Datasheet,你懂的,哥不多说。

    Bootloader,是一个引导芯片初始化工作和引导内核启动的程序包,基本上现在所用到的bootloader是U-BOOT。就U-BOOT目前来说,大部分工作都是在修改ARM初始化部分,也就是说,首先汇编语言你要懂,其次是ARM体系结构你要懂,还有就是相关ARM的datasheet你要会看。

     

    说到这里,其实可以说,电子系的学生学习嵌入式,优势就在于你看了很多datasheet和对硬件比较了解,开发驱动程序和bootloader会比较顺手。但是,入门学习嵌入式,先从开发驱动程序和bootloader入手?当然不是。

     

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    嵌入式入门学习规划

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    第一阶段

    先按着国嵌的视频教程开始,把虚拟机安装好,在虚拟机里面安装好linux发行版,也就是红帽子、fedora这些系统,最好装国嵌用的发行版。然后把相关命令学习一下,比如怎么查看内核版本,怎么解压安装包,怎么进入root权限,怎么打开文件,还有怎么编写程序,什么是交叉编译工具。其实就是把国嵌的第一阶段学习下,对整个linux环境和历史有个大概的了解。

    第二阶段

    首先去计算机系那边找本《计算机操作系统》的书,花半个月的时间,把计算机系统了解一遍,什么是文件系统,什么是进程,什么是文件,什么是上下文等等。但是不要深入去了解,要通读,就是说要把里面的概念理解清楚就好,但是有关于算法的,就不用去深入理解了,知道有这东西就行。为什么说要先了解操作系统呢,其实电子系的学生学习嵌入式,最头疼的地方就是一点都不了解操作系统是什么。就打个比方,输入命令这东西以前基本没怎么接触,可在嵌入式开发的过程中,输入命令是最基本的事情。

    第三阶段

    买一本叫做《Linux C程序设计大全》回来,一是对C语言进行复习以及指针这块知识进行学习;二是对Linux C语言学习,比如Linux C的编程风格和规范性;三是这本书的内容结构非常好,基于linux内核编程,由浅到深,算是涵盖了所有的linux编程内容。所以你搞完它,基本是对嵌入式应用程序编程应该入门了;四是这本书错误满多的,你要按着它所写的程序一个个试着自己去编写运行,当你发现错误的时候试着去寻找解决办法,这样你会很深刻地记住很多知识点。那,这本书大概要花一个半月的时间去学习吧。

    第四阶段

    搞一本有关linux内核的书籍,像《linux内核设计与实现》,把整个linux内核进行大致的了解,比如了解驱动程序在里面算什么。但是你肯定会疑惑,就只是为了了解驱动程序在内核中充当什么角色?NONONO,其实写驱动程序,就是在写内核。所以内核的很多机制很多接口你要懂。所以你先要去了解它。

    第五阶段

    从《嵌入式Linux应用开发完全手册》里对驱动开发进行学习吧,先了解驱动开发是什么,驱动开发具体的开发流程是什么。然后先自己对字符型的设备进行学习,开发出相应的驱动程序。

    第六阶段

    好了,如果学习到这里,不知道你要找工作了没。如果你想继续,那么就开始U-BOOT的相关学习吧,这方面的学习也就一本书《ARM 体系结构》,然后按着网上流传的教程进行学习,当然最好有开发板,推荐MINI2440,这货还是挺权威的。

    第七阶段

    到了这里,相信你对嵌入式开发已经算是入门了吧,嵌入式开发有哪些工作你也应该了如指掌,呵呵,五个东东:应用程序开发、文件系统移植、linux内核移植、驱动程序开发与移植、U-BOOT移植。当然最好配合开发板进行学习喔。然后在毕业前,请把应用程序开发学精,把C语言学透点,这样子去找工作是没问题的。当然,能够抽空学习C++也是很不错的,linux内核的编程思想很多都是参考C++面向对象思想的。为什么会用到,是因为面向对象的编程语言好管理和容易扩展开发,至于精粹嘛,自己去了解哈。

    喔,对了,还有一本书很好,《Unix高级编程》!最好学习下哦,我说整本都要喔!

     

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    结尾

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    就写到这里吧,这是我自己一路苦B过来,最后总结出来的。至于效果怎么样,我也不敢肯定什么。只能说一句:学习嵌入式,如果你爱上它,那么就坚持下去,它会给你带来很多意想不到的收获与升值。

    最后还想给大家说下平时如果没有老师帮忙或者同学帮忙,怎么办。网络资源很重要哦。论坛,Q群。论坛最好自己专注一个,多问多看,但是论坛的回复没有Q群那么及时。但是在这里有件个事情要告诉大家的,就是向别人问问题的时候一定要有逻辑,不然像一些人一样:“怎么学嵌入式?”这么一句话,汗,哥,请问谁有去鸟你呢。

    所以,大致可以这样子去问

    1.你目前在做什么内容,要达到什么效果

    2.你目前所遇到的问题是什么

    3.错误或者问题所产生的提示是什么,比如把“超级终端的错误信息提示”截图给大家看一下

     

    行吧,我也不是牛人,只是希望未来电子系的师弟们能越走得越来越顺,为自己的父母多争点气。加油!

     

     

    (文中涉及到“电子系”和“计算机系”等分类字眼,作者并无议论谁好谁坏之意,只是想借“电子系”和“计算机系”两个词来分别说明各个专业所学习科目不同而带来,对学习嵌入式的一些障碍而已。如文中所写内容有对“电子系”和“计算机系”学生有不敬之意,在此说声“对不起”!)

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