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做嵌入式门槛高吗?如何学习嵌入式ARM?需要996吗? [复制链接]

以前,我总是听说已经工作多年,具有一定的行业经验的工程师,或者是师兄师姐们告诉我们,说是嵌入式是有多难学,门槛有多高,既要懂软件,也要懂硬件,还要搞懂各种某某原理、协议、算法等。在学习嵌入式的过程中,也遇到不少的难题,走过不少弯路,无的放矢地学习杂七杂八的知识,才能找到一份还凑合的工作。
 
但是,在我跟很多面试过的应届生,以及一些在校学生交流的时候,发现他们掌握的很多我们在工作了2-3年工作经验才掌握的知识,明显在新一代的佼佼者,可以花更少的时间,学习到我们之前在不断踩坑和弯路才能获得的知识。归根结底,这是老一辈的嵌入式工程师长期的意识和观念,由于受到当时成长环境和时代的影响,在技术成长过程中产生的,对学习嵌入式技术认知上的主观偏见。

比如,几大科学进步的里程碑,像牛顿力学、元素周期表、欧姆定律、高斯分布等科学理论知识,是人类中杰出的精英探索研究了几百年、上千年才得到,在以前,只有社会上的杰出精英才能学到,现如今,我们只需要读到高中毕业就可以完全掌握,不需要重复探索,重新沿着前人的老路再探索一遍。
 
踩在巨人的肩膀上,学习过去已有的知识,我们也就不需要跨过那么高的技术门槛,也不用在暗黑中摸索,以至于走了那么多前人的弯路。

所以,在这个移动互联网所带来的一切改变,不知不觉侵蚀了嵌入式所谓的高门槛,让老工程师年代信息相对匮乏所经历的诸多困难,在当下都不算是门槛,所以你如果想学习嵌入式技术,尽管可以把目标放得更长远一些,关注当前嵌入式技术未来的发展,会让你更加地有信心去努力学习好。
 
从事嵌入式行业的工作,是否996要根据公司的制度相关。建议学习的学员,先去芯片公司工作一段时间,芯片原厂都会提供了SDK供给方案商使用,遇到大部分的难题、bug,也基本都会仍回原厂来解决。如果工作中重复经历这样的情况,很容易会陷入嵌入式学习陷阱“调包侠”,学习嵌入式最重要的要发挥主观能动性,比如在开源项目中反复折腾,同时,搞嵌入式的需要掌握扎实的电路基础,甚至需要做过一定量的电路相关实验,工作动手经历。

那么,学习嵌入式开发,掌握嵌入式系统,具体包含哪些内容呢?一般而言,嵌入式系统涵盖了嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式OS及用户应用程序,主要包含硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统 软件(OS)(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。

嵌入式系统硬件架构
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嵌入式系统的硬件架构,是以嵌入式处理器为中心,由存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。嵌入式系统是量身定做的专用计算机应用系统,又不同于普通计算机组成,在实际应用中的嵌入式系统硬件配置非常精简,除了微处理器和基本的外围电路以外,其余的电路都可根据需要和成本进行裁剪、定制,非常经济、可靠。

嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器,有时为了提高系统的信息处理能力,常外接DSP和DSP协处理器(也可内部集成),以完成高性能信号处理。

随着计算机技术、微电子技术、应用技术的不断发展及纳米芯片加工工艺技术的发展,以微处理器为核心的集成多种功能的SoC系统芯片已成为嵌入式系统的核心。在嵌入式系统设计中,要尽可能地满足系统功能接口的SoC芯片。这些SoC集成了大量的外围USB、UART、以太网、AD/DA、IIS等功能模块。

可编程片上系统SOPC(System On Programmable Chip)结合了SoC和PLD、FPGA各自的技术优点,使得系统具有可编程的功能,是可编程逻辑器件在嵌入式应用中的完美体现,极大地提高了系统的在线升级、换代能力。

以SoC/SOPC为核心,用最少的外围部件和连接部件构成一个应用系统,满足系统的功能需求,这也是嵌入式系统发展的一个方向。

因此,现代嵌入式设计是以处理器/SoC/SOPC为核心来完成系统设计的,其外围接口包括存储设备、通信扩展设备、扩展设备接口和辅助的机电设备(电源、连接器、传感器等),构成硬件系统。

嵌入式系统软件架构

 
嵌入式系统软件组成如下:

一、高端嵌入式系统的软件组成

1. 应用程序
2. 应用程序接口函数库
3. 文件系统、图形用户界面、网络协议栈
4. 操作系统
5. 引导加载程序、驱动程序

除了操作系统、设备驱动程序和应用软件之外的系统软件称为中间件。

二、嵌入式系统软件和通用计算机系统软件的异同

1. 嵌入式操作系统的软件配备没有通用系统多,嵌入式系统软件和通用计算机系统软件都可以实现用户界面。

2. 通用软件系统无疑是以操作系统为核心,不可或缺,但是嵌入式系统具有功能专用性,有些情况下可以不使用操作系统,特别是低端嵌入式系统功能单一,使用循环程序作为主控程序就能够满足需要。

3. 嵌入式系统应用软件具有内部结构精简化、代码轻量化、占用存储资源少等特点。

三、自由软件

1. 自由软件是一种可以不受限制的自由使用、赋值、研究、修改和分发的软件,并不代表四免费软件。

2. 大部分自由软件通过互联网发布,且不收取任何费用。

四、嵌入式软件特点

1. 软硬件一体,软件固化存储;
2. 软件对代码时空效率和实时性要求高;
3. 软件可裁剪,要尽可能去除冗余;
4. 大多数低端嵌入式系统不用操作系统,所以软件的生命周期相对较长。

五、嵌入式软件结构

1. 选择软件结构的一个基本原则是:选择可以满足响应时间需求的最简单的结构(而非轮询结构)

2. 简单的轮询结构只适用于系统的任务数量较少、任务处理简单,且实时性要求不高的场景。

3. 带中断的轮询结构也称为中断驱动结构或前后台结构,但并没有因为中断的引入而使软件的复杂度明显降低。

如何学习嵌入式系统开发(基于ARM)?

 
学ARM,从硬件上讲,一方面就是学习接口电路设计,另一方面就是学习汇编和C语言的板级编程。如果从软件上讲,就是要学习基于ARM处理器的操作系统层面 的驱动、移植了。这些对于初学都来说必须明确,要么从硬件着手开始学,要么从操作系统的熟悉到应用开始学,但不管学什么,只要不是纯的操作系统级以上基于 API的应用层的编程,硬件的寄存器类的东西还是要能看懂的,基于板级的汇编和C编程还是要会的。因此针对于嵌入式系统的硬件层和驱动程的人,ARM的接 口电路设计、ARM的C语言和汇编语言编程及调试开发环境还是需要掌握的。

对于初学者必然要把握住方向,自己学习嵌入式系统的目标是什么,自己要在那一层面上走。然后再着手学习较好,与ARM相关的嵌入式系统的较为实际的两个层面硬件层和驱动层,不管学好了那一层都会很有前途的。

如果想从嵌入式系统的应用层面的走的话,可能与ARM及其它体系相去较远,要着重研究基嵌入式操作系统的环境应用与相应开发工具链,比如WinCe操作系统下的EVC应用开发(与windows下的VC相类似),如果想再有突破就往某些音视频类的协议上靠,比如VOIP领域的基于SIP或H.323协议的应用层开发,或是基于嵌入式网络数据库的开发等等。

如何选择一款适合的嵌入式开发系统?

 
很多ARM初学者都希望有一套自己能用的系统,但他们住住会产生一种错误认识就是认为处理器版本越高、性能越高越好,就象很多人认为ARM9与ARM7好, 小编认为对于初学者在此方面以此入门还应该理智,开发系统的选择最终要看自己往嵌入式系统的那个方向上走,是做驱动开发还是应用,还是做嵌入式系统硬件层设计与板级测试。
 
ARM7比较适合于那些想从硬件层面上走的人,因为ARM7系列处理器内部带MMU的很少,而且比较好控制,就比如S3C44B0来讲,可以很容易将 Cache关了,而且内部接口寄存器很容易看明白,各种接口对于用硬件程序控制或AXD单步命令行指令都可以控制起来,基于51单片机的思想很容易能把他 搞懂,就当成个32位的单片机,从而消除很多51工程师想转为嵌入式系统硬件ARM开发工程师的困惑,从而不会被业界某此不是真正懂嵌入式烂公司带到操作 系统层面上去,让他们望而失畏,让业界更加缺少这方面的人才。
 

此帖出自stm32/stm8论坛

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