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本節(jié)結合迅為的 iTOP-4412 開發(fā)板來介紹一下嵌入式技術的學習步驟。 大家都知道，嵌入式技術的知識面非常廣，學起來往往不知道如何下手，我們通過這一小節(jié)給大家闡述一下嵌入式技術應該從哪里開始學起，以及按照什么樣的步驟深入下去，最后順利入門，成為一個合格的嵌入式工程師。 這節(jié)的教程很重要，希望通過這次的講解能起到提綱挈領的作用，讓大家能夠在大量的學習資料中有一個比較清晰的學習脈絡。 前面已經(jīng)介紹過，嵌入式系統(tǒng)的學習方法，首先要掌握架構，那么什么是架構呢，這里再強調一遍，那就是要搞清楚幾個概念：弄明白什么是 BootLoadre 引導程序，什么是 Linux 操作系統(tǒng)內核 Kernel，什么是文件系統(tǒng)。這個很重要，如果搞不明白，直接去學其他的內容，學起來就比較迷糊，實際上是在走彎路，這里推薦大家首先要看一篇文章，也就是迅為用戶QQ 群的一個聊天記錄：《澄清幾個基本概念-迅為 QQ 群聊天記錄》，這個文件在迅為 QQ群的共享里有，在網(wǎng)盤里也有提供，大家可以去研讀一下。 相信大家看了這個對話以后，就應該明白 u-boot、Kernel 和文件系統(tǒng)這幾個文件的作用和意義。接下來大多數(shù)工作都是圍繞這幾個文件展開的，比如編譯環(huán)境的搭建， 源代碼的編譯和燒寫， 應用程序和驅動程序的編程等等，就是說這幾個文件是貫穿我們整個嵌入式學習的始終的。把這幾個文件搞明白了，后面的學習也就有了目標，所以說搞明白這幾個文件的含義非常重要。 接下來需要我們做的是搭建編譯環(huán)境，在教程里建議大家安裝 64 位的 WIN7 系統(tǒng)，并且在 WIN7 或者 WIN10 系統(tǒng)上安裝虛擬機，然后在虛擬機上再安裝 ubuntu。這里需要說明的是，大家在初學的時候要盡量按照教程里的方法一步步的來，這樣學習的效率比較高，如果你使用 XP 系統(tǒng)或者 WIN8 系統(tǒng)不是說不行，但是在安裝和編譯過程可能遇到很多別人沒有遇到的問題，解決起來就比較麻煩，所以在可能的情況下一定要按照手冊的要求來做，尤其是初學者；當然大家熟練以后可以去做下創(chuàng)新，做不同的嘗試。 安裝編譯環(huán)境是個很費事的過程，雖然說沒有太多的技術含量，但是在這個過程中也要客服很多困難，開源系統(tǒng)就是這樣，時常會遇到一些這樣那樣的問題，很多時候是不可預測的，或許大家會覺得安裝系統(tǒng)是浪費時間很困惑，其實這個過程也是很重要的，中間要學習很多的知識，只要大家不怕折騰，這些過程當中的困難都是可以克服的，迅為公司為了讓大家少走彎路，已經(jīng)把安裝步驟做了很大程度的簡化，比如已經(jīng)做好了虛擬機的 ubuntu 鏡像，直接拷貝進去就可以使用了。 開發(fā)環(huán)境搭建起來以后，這個時候可以學習一下對源碼進行編譯，同時也可以學習一下燒寫，一步步按照教程去做就可以了。再次強調一下，所有這些工作都是圍繞我們前面所講的那三個文件進行的，也就是 Uboot， Kernel 和文件系統(tǒng)。 系統(tǒng)的編譯和燒寫都是依賴于這個開發(fā)環(huán)境的，也就是必須在虛擬機上安裝好 ubuntu， 并且把源代碼從光盤中拷貝到 ubuntu 的環(huán)境下面，只要按照教程的提示往下做就可以了。 在熟練掌握系統(tǒng)的編譯和燒寫以后，就可以進一步開始嵌入式開發(fā)了，那么這個時候建議先學習一下 Linux 應用程序的設計，也就是按照教程開始逐步深入。 這個時候要按照網(wǎng)盤里的‘iTOP-4412 開發(fā)板視頻教程及其相關’里的‘嵌入式 linux 視 頻’進行學習。 大家在初學的時候，還是要按照這個實驗的順序來走一遍，這里強調兩個方面，來幫助大家理解： 一、第一個實驗也就是第 0 個，是制作 linux 的最小系統(tǒng)，那么什么是最小系統(tǒng)呢，就是Linux 運行的時候能跑的起來的最小系統(tǒng)，也就是說我們在文件系統(tǒng)當中把圖形系統(tǒng)的內容從這個文件系統(tǒng)里面砍掉了；在很多設備里面，比如說路由器，或者一些通訊類或者控制類的產品中是不需要圖形界面的，這樣我們就可以做一個簡化的 Linux 文件系統(tǒng)，這時候最小系統(tǒng)的設計就排上用場了。 二、這些實驗都是通過燒寫文件系統(tǒng)的方式來測試的，其實有一種比較簡單和實用的方 法，那就是通過網(wǎng)絡文件系統(tǒng)來進行（NFS)，至于什么是 NFS，以及如何搭建，大家一定要 學習一下，具體可以參考第 12 個試驗，就是‘實驗 12’，因為將來我們調試應用程序或者驅動都是要通過這個手段來進行的，它是公認的比較好用的調試辦法。也就是說我們這些實驗回過頭來，都是可以通過 NFS 來進行調試的，這時候就不用每次燒寫，整個調試工作變得更容易，在實際的 Linux 調試中，多數(shù)是通過這種方式來進行的。 所以說大家一定要學會 NFS 的調試方法。 學完 Linux 的應用程序設計，接著應該學習一下 Linux 驅動方面的編程了。Linux 驅動程序全部掌握是非常困難的，但是要明確我們的目標是能利用 Linux 這個操作系統(tǒng)來開發(fā)產品。大家都知道，Linux 的驅動分為網(wǎng)絡設備驅動、塊設備驅動以及字符類設備驅動，如前面所述，我們只需要把字符類設備的驅動掌握好就可以了。 因為在開發(fā)產品的時候，網(wǎng)絡設備以及塊設備驅動在開發(fā)套件里都是做好的，直接用就可以了，幾乎沒有人從頭去做，就算開發(fā)不同的網(wǎng)絡接口驅動，也是直接把現(xiàn)成寫好的驅動拿來直接調試一下。所以說塊設備和網(wǎng)絡設備不需要我們去太多關注，但是對于字符類設備驅動就需要我們仔細研究并且完全掌握了，那么最基本的字符類驅動就是針對 GPIO 的驅動設計，這個是一定要掌握的。比如我們的產品增加一個步進電機，驅動幾個開關、繼電器、采集電流電壓模擬量、擴展并對外部 RAM 內存數(shù)據(jù)的讀取等等，都是基本的字符類的驅動，至于RFID、GPS 模塊、GPRS 模塊、CAN 總線等等實際都是利用 Linux 本身已經(jīng)做好的驅動，歸根到底是使用串口、I2C 以及 SPI 等來實現(xiàn)的，很多開發(fā)并不需要我們做什么。對于網(wǎng)絡設備，只需要在上層做個應用程序，用 SOCKET 來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊就可以了。 那么在學習這部分內容之前呢，建議大家讀一下另一個聊天記錄：‘Linux 驅動初探_精 英版 QQ 群聊天記錄.doc’，這個文檔會對大家理解驅動的架構很有好處。 那么我們前面說到了，應用程序的調試要通過 NFS 來進行，驅動也是這樣的，而且要學會用模塊的方法來調試驅動。 我們在 Android 的視頻中比較詳細的介紹了 Linux 的底層如何構建 LED 的驅動程序。除此之外呢，我們會在補充文檔里面跟大家說明如何使用模塊，也就是 module 的方法來調試驅動程序。掌握這些方法是很重要的。也就是說大家一定要掌握通過 module 的方法動態(tài)加載和卸載驅動來調試驅動程序。 當大家熟練學會了以上強調的 Linux 系統(tǒng)的開發(fā)技術，我想大家對 Linux 的體系有了基本的了解，這個時候其實已經(jīng)算是入門了，也就是說可以嘗試去做一些產品，并不是說我們對Linux 的源碼分析一遍才能真正做事情，不是那樣的，我們的目標是做產品，學會利用 Linux這個操作系統(tǒng)，開發(fā)出目標產品！ 
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