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對嵌入式系統(tǒng)工程師及嵌入式硬件工程師而言，2020年將是振奮人心的一年。隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的普及，MCU市場將再次繁榮。因此，市場上對嵌入式系統(tǒng)工程師人才的需求也將出現(xiàn)新高。這些都是底層編程領域中即將出現(xiàn)的趨勢。 先搞清楚什么是嵌入式 我們已經(jīng)習慣了使用強大的計算能力來處理機器學習，那么嵌入式是這樣的嗎？ 一般的機器學習工程師很少考慮計算資源。而且他們也很少關心內(nèi)存的使用情況。為什么？因為這些硬件都很便宜，甚至是你的手機都擁有相當不錯的CPU和大量內(nèi)存。 你已經(jīng)很久沒有過聚會拍照時發(fā)現(xiàn)自己手機上的存儲不夠的情況了吧？想象一下，你使用的是只有256KB閃存的TrueTouch感應控制器。沒錯，只有 256KB。而且由于固件占用了一部分， 因此你不能完全使用這點存儲。算下來，你能使用的也就是大約100KB。回頭再看看你的上一個模型的大小。可能比這個大多了。 有意思吧？我們來繼續(xù)看。 當聽到“嵌入式設備”時你會想起什么？記住腦海中出現(xiàn)的第一印象。 嵌入式設備可以是任何 電動機械，甚至是微波爐和洗衣機 沒錯，你答對了！ 如今，幾乎所有的電氣設備都是嵌入式的。這些設備內(nèi)部可能擁有一個或多個控制器來負責每個功能：觸摸感應、發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控等。 這是一種特殊的開發(fā)套件，簡稱迷你計算機，專門為運行機器學習模型而開發(fā)。它非常強大，而且非常酷。 但似乎有些不對。 信盈達小編 有很多朋友都在做一些很棒的硬件業(yè)余項目。通常他們會使用Arduino或 STM32。 那么，接下來請考慮這樣一個問題：“這些設備有多少用在了生產(chǎn)級別的產(chǎn)品中？” 答案：微乎其微 想一想家中有多少電氣設備，然后再想想汽車中包含的大量控制器，以及工作上用到的安保系統(tǒng)，等等。 每個設備都有一個控制器。通常，這些控制器都是微型，且超級便宜。 祝你好運，歡迎來到“嵌入式AI”的世界。 重點：真正的嵌入式世界，由資源極其有限的 1-2 美元芯片組成。而生產(chǎn)級別的產(chǎn)品使用的就是這種芯片。 2020年軟硬件有什么值得學習的新技術(shù) 編程語言 當我們談及編寫圍繞硬件層運行的代碼時，最常提起的就是C語言。25年前，當我們從匯編語言過渡到C語言時，整個過程非常緩慢，且需求很高。如果你想進入嵌入式編程領域，那么2020年C以及C++仍然是你應該重點學習的編程語言。 如果你想嘗試嵌入式編程，那么可以從下面幾個方面著手： https://www.learn-c.org/ Learn-c.org 是 Ron Reiter 的私人項目。雖然這個項目與嵌入式或硬件的關系不大，但作為C語言入門還是很不錯的。 買個微處理器 就小編個人而言，實際操作才是最佳的學習途徑。所以，你也可以買一個微處理器，實際接觸硬件，親眼看到實際結(jié)果才是你最應該做的事情。 閱讀書籍和文檔 閱讀書籍和文檔是最關鍵的學習方式。你可以根據(jù)自己選擇的方向（嵌入式系統(tǒng)、固件開發(fā)、驅(qū)動程序開發(fā)等），選擇相應的書籍。 除了C/C++之外，該領域沒有真正占據(jù)實際市場份額的編程語言，但是下面的新起之秀值得關注。 硬件 除了編程語言之外，硬件設計方面也有一些有趣的趨勢。小編想提及的第一件事情是：RISC-V。 RISC-V 是一種開源硬件指令集體系結(jié)構(gòu)。它基于精簡指令集計算機原理，即所謂的 RISC。與 Arm 相比，制造商不需要支付許可費用即可使用 RISC-V。 面向服務器和消費者的硬件大多采用了x86硬件。我認為 RISC-V 不會很快在這部分市場中贏得份額，但是它有可能應用于其他幾個市場。路由器和交換機等嵌入式設備以及智能手機制造商或物聯(lián)網(wǎng)設備都可能切換到 RISC-V 架構(gòu)。 現(xiàn)在市場已有 RISC-V 的電路板，雖然價格仍然偏高，但值得關注。 除了這些還要學什么？ 1、打好嵌入式編程的基礎 這一階段重點打好嵌入式軟件編程的基礎，包括學習Linux系統(tǒng)的基本應用，Linux的常用命令、C語言編程基礎、常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 特別是C語言中對指針的理解和應用。這一階段的主要目的是學習編程語言、開發(fā)環(huán)境、和培養(yǎng)自己的編程思維，為進一步學習嵌入式開發(fā)打下良好的基礎。 當然，現(xiàn)在講求的是軟硬結(jié)合的時代，除了C語言最好還會這些東西： 看懂芯片手冊 有編寫，移植驅(qū)動的能力 懂內(nèi)核的實現(xiàn)機制 懂C語言，C++, JAVA等 這一階段才是真正的嵌入式編程，首先我們要選擇一款嵌入式CPU和一款嵌入式開發(fā)平臺，目前ARM 嵌入式CPU應用最廣泛，這一階段重點是學習嵌入式CPU的裸機編程，熟悉中斷、定時器、串口、NAND FLASH、網(wǎng)絡控制器、LCD屏、觸摸屏等常用嵌入式外圍設備的硬件工作原理，以及如何使用C語言來編程、控制這些硬件。這一階段除了要學習對硬件編程之外，還需要學習嵌入式硬件的知識，但是對于嵌入式軟件工程師來講，重點是學習硬件的工作原理，在掌握硬件工作原理的基礎上，對硬件進行編程控制。這和硬件工程師學習的側(cè)重點有所不同。這一階段對應的學校的課程主要包括模擬電路、數(shù)字電路、微機原理和單片機。這一階段重點是要看CPU的芯片手冊，大部分的參考書也是對芯片手冊的翻譯。 3、學習嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)建 這一階段主要學習帶有操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)建，包括系統(tǒng)的啟動流程、Bootloader的工作流程、UBOOT的編譯、裁剪與移植、嵌入式Linux內(nèi)核的裁剪、移植與編譯，嵌入式根文件系統(tǒng)的定制、BootLoader、內(nèi)核和根文件系統(tǒng)的燒寫。這一階段的主要目的是掌握帶有操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)建和燒寫過程，以及對嵌入式系統(tǒng)軟件的總體構(gòu)成有個整體認識，為我們接下來學習嵌入式應用和驅(qū)動開發(fā)打下堅實的基礎。 4、學習嵌入式Linux應用程序開發(fā) 這一階段主要學習上層的嵌入式Linux應用程序開發(fā)，包括基于Linux多進程、多線程、網(wǎng)絡、文件與目錄和QT編程。掌握嵌入式Linux環(huán)境下應用程序開發(fā)技術(shù)。 5、學習嵌入式Linux驅(qū)動程序開發(fā) 這一階段主要學習底層嵌入式Linux設備驅(qū)動程序開發(fā)設計，包括常用的字符設備驅(qū)動、塊設備驅(qū)動、LCD設備驅(qū)動、觸摸屏設備驅(qū)動以及驅(qū)動程序開發(fā)中的核心技術(shù)。 如果你想乘風新基建，如果你想突破自我，如果你想改變目前的工作狀態(tài)，預約信盈達免費試聽課，有需要加18025267692（微信）私聊免費體驗名師面對面教導，多年實戰(zhàn)經(jīng)驗傾囊相授，少走彎路！ 6、根文件系統(tǒng) 在開發(fā)應用程序時，也需要搭建文件系統(tǒng)，把各種庫、配置文件放進去；在發(fā)布產(chǎn)品時，你還需要修改配置文件，使得產(chǎn)品可以自動運行程序；甚至你想實現(xiàn)插上U盤后自動啟動某個程序，這也要要修改配置文件；這一切，都需要你理解根文件系統(tǒng)的構(gòu)成，理解內(nèi)核啟動后是根據(jù)什么配置文件來啟動哪些應用程序。根文件系統(tǒng)相對比較簡單，可以根據(jù)以下路線學習： Linux根文件系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu) 移植Busybox init進程介紹及用戶程序啟動過程 使用glibc庫 制作/使用文件系統(tǒng)映象文件 7、完成一個綜合項目 嵌入式技術(shù)關鍵在于理論和實踐的結(jié)合，要能夠?qū)W以致用，完成了以上的所有階段的知識點學習后，到底有沒有學會，會不會用，能不能應用所學知識來解決實際開發(fā)中的問題，我們需要來完成一個綜合的嵌入式實訓項目，例如：基于嵌入式Linux平臺實現(xiàn)的飛行器、 基于嵌入式Linux平臺實現(xiàn)的智能機器人等，這些項目都綜合應用了嵌入式開發(fā)當中的應用，驅(qū)動和QT開發(fā)技術(shù)。
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發(fā)表于 2021-7-9 10:30:25
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