《電子技術(shù)應(yīng)用》
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嵌入式各階段學(xué)習(xí)歷程

嵌入式只是一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,不是一個(gè)行業(yè)!
2022-08-10
作者:夢(mèng)人亦冷
來(lái)源:知乎
關(guān)鍵詞: 嵌入式

  階段 1

  大一到大三這個(gè)階段我與大多數(shù)學(xué)生相同:

  學(xué)習(xí)本專業(yè)知識(shí)(EE專業(yè)),

  學(xué)習(xí)嵌入式軟件開發(fā)需要的計(jì)算機(jī)課程(匯編原理,計(jì)算機(jī)組成原理,操作系統(tǒng),C語(yǔ)言等),

  學(xué)習(xí)嵌入式項(xiàng)目(來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目,自己想到的項(xiàng)目以及各種比賽)。

  關(guān)于如何學(xué)習(xí)嵌入式軟件開發(fā):

 ?、?學(xué)習(xí)51單片機(jī)。

  這個(gè)階段你只需要跟著郭天翔的視頻去學(xué),只要求實(shí)現(xiàn)功能,不求甚解。

  但建議能夠提出問(wèn)題,比如“為什么往IO控制寄存器寫入特定值能點(diǎn)亮LED燈?”

  “IO口的電路結(jié)構(gòu)是什么樣子的?”

  “什么是上拉下拉,灌電流拉電流?”,

  這一階段主要是熟悉單片機(jī)的使用,并且在使用中思考發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,還能熟悉一些基本概念。

 ?、?開始查資料看書。

  看模擬電路數(shù)字電路等等,開始去弄明白1中所提出的問(wèn)題。這時(shí)候問(wèn)題主要集中在電路方面。

  ③ 開始學(xué)習(xí)STM32。

  隨便買個(gè)板子,看原子的書跟著一步步去做。

  這時(shí)候你會(huì)遇到很多計(jì)算機(jī)方面的問(wèn)題,這時(shí)候一邊學(xué)習(xí)教程,一邊學(xué)習(xí):微機(jī)原理,編譯原理,操作系統(tǒng)。

  你要弄清楚 ARM 架構(gòu),弄明白 CPU 如何取指,譯碼,執(zhí)行,知道地址總線,控制總線,數(shù)據(jù)總線如何工作。

  要弄明白你編譯各個(gè)階段產(chǎn)生的各個(gè)文件是什么,什么是分散加載,什么是重定位,什么是代碼段,什么是數(shù)據(jù)段,等等。

  弄明白 CPU 如何啟動(dòng),程序鏡像在內(nèi)存中如何布局。

  要知道中斷的原理,以及現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)等等。最后你了解了各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之后,轉(zhuǎn)向 GCC 開發(fā) STM32,這時(shí)候你如果知識(shí)掌握得不錯(cuò),你應(yīng)該可以很快地學(xué)會(huì)編寫鏈接器腳本并且明白每一條語(yǔ)句所代表的含義。

 ?、?開始增強(qiáng) C 語(yǔ)言。

  深入挖掘C語(yǔ)言的各個(gè)死角。

  最好可以做到當(dāng)你寫下一條語(yǔ)句的時(shí)候知道編譯器會(huì)如何處理。

  還需要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件工程,建議最好還要學(xué)習(xí)一下設(shè)計(jì)模式。

  開始學(xué)習(xí)養(yǎng)成良好的代碼風(fēng)格,開始思考代碼的結(jié)構(gòu)。

  可以說(shuō)設(shè)計(jì)模式如果能學(xué)好,在往后學(xué)習(xí) LINUX 內(nèi)核時(shí)大有裨益。

  你會(huì)發(fā)現(xiàn) LINUX 的輸入子系統(tǒng)有點(diǎn)像職責(zé)鏈模式,會(huì)發(fā)現(xiàn) ASOC 音頻系統(tǒng)有點(diǎn)像模板方法模式。

  私以為,如果能在兩個(gè)以上不同方面考察同一種編程思想,你會(huì)得到更加深刻的理解,更能領(lǐng)會(huì)其精華。

  ⑤ 認(rèn)真研讀 OS 方面的書。

  各個(gè)知識(shí)點(diǎn)都要弄明白,進(jìn)程是什么,程序是什么,線程是什么,競(jìng)爭(zhēng)死鎖優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn),虛擬地址空間物理地址空間,用戶空間內(nèi)核空間等等。

  開始學(xué)習(xí) ucos,這個(gè)沒什么可說(shuō)的,如果在 2 中能熟練掌握各種知識(shí)點(diǎn),知道 CPU 如何中斷如何保護(hù)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng),那么讀ucos 的源碼時(shí)候,在原理上就不會(huì)有什么疑惑。

  如果能在 4 中養(yǎng)成把握代碼整體結(jié)構(gòu)的能力并且學(xué)習(xí)好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基本的算法,讀源碼就沒有什么障礙。

  一旦原理弄通了,源碼也能讀懂,那么吃透 ucos 就是順理成章的事情。

 ?、?自己仿照 ucos 寫一個(gè) stm32 上的實(shí)時(shí) os 出來(lái)。

  ⑦ 進(jìn)軍 LINUX。

  學(xué)習(xí) LINUX 的基本使用,看趙炯那本內(nèi)核剖析,啃 LINUX 內(nèi)核設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),把握總體的內(nèi)核架構(gòu)。

  之后可以學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng),看建議陳學(xué)松老師的書,弄明白基本的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)和如何編寫簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng),認(rèn)真對(duì)待,這里強(qiáng)調(diào)一下設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型。

  最后啃 LINUX 內(nèi)核源碼情景分析,上下兩冊(cè)用心讀,這里著重強(qiáng)調(diào)一下內(nèi)核中的 VFS 部分。

  之后就是看宋寶華老師的書,進(jìn)一步學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)開發(fā)。

  最后,看內(nèi)核源碼看內(nèi)核源碼看內(nèi)核源碼。

  ⑧ 其它的什么 SPI,IIC,什么 DMA,都只是技能問(wèn)題,只要知識(shí)學(xué)的好,技能想咋點(diǎn)就咋點(diǎn)。

  階段 2

  大三到研究生入學(xué)前這個(gè)階段我在工作與考研之間無(wú)比糾結(jié),并在此期間無(wú)數(shù)次常思考嵌入式開發(fā)到底是什么,如何把嵌入式開發(fā)做好,以后該選擇怎樣的一條職業(yè)道路。

  為此,像很多人一樣,在知乎上像做嵌入式開發(fā)的前輩們咨詢過(guò)多次。

  在這個(gè)階段,我學(xué)習(xí)了 Linux 驅(qū)動(dòng)開發(fā),并漸漸認(rèn)識(shí)到,嵌入式開發(fā)是一個(gè)比較偏軟件的崗位(我認(rèn)為大多數(shù)學(xué)生做的工作都是嵌入式軟件開發(fā),而不是硬件開發(fā)),

  應(yīng)該深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的知識(shí),而不是把那些無(wú)聊的嵌入式相關(guān)項(xiàng)目翻來(lái)覆去的做(尤其少參加亂七八糟的比賽)。

  最終,我選擇了讀研,想站的再高一點(diǎn)看這件事。

  階段 3

  研一進(jìn)入研究生階段(2018),當(dāng)大家都火急火燎的加入 AI 的陣營(yíng)時(shí),我依然對(duì)嵌入式愛的深沉。

  選課時(shí),我選擇了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),計(jì)算體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的課程,還看了很多相關(guān)的書籍,依然每周保持嵌入式 Linux 的學(xué)習(xí)。

  時(shí)不與我,明明選擇了做底層的導(dǎo)師,結(jié)果導(dǎo)師轉(zhuǎn)做深度學(xué)習(xí)了,還好是做終端+AI相關(guān)的方向,也不算完全偏離嵌入式,這讓人多少有點(diǎn)欣慰(畢竟我還是放不下嵌入式的)。

  在這個(gè)階段,由于接觸了不少的人和事,我越來(lái)越認(rèn)識(shí)到,嵌入式只是一個(gè)平臺(tái),切勿把嵌入式看作一個(gè)具體的崗位,無(wú)論硬件還是軟件。

  因此,我對(duì)這個(gè)崗位以及行業(yè)就業(yè)現(xiàn)狀有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

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  階段 4

  研二到研三在這個(gè)階段,我對(duì)狹義嵌入式(驅(qū)動(dòng),應(yīng)用開發(fā))完全釋懷,

  我認(rèn)為許多人喜歡的嵌入式并不是驅(qū)動(dòng)或者應(yīng)用等開發(fā),而是對(duì)底層系統(tǒng)的一種好奇心與掌控時(shí)的快感。

  與其說(shuō)喜歡嵌入式,還不如說(shuō)喜歡的是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。

  因此,只要是涉及到硬件的軟件開發(fā),我都喜歡,我也將其均定義為嵌入式。

  因?yàn)榍度胧杰浖_發(fā)就是建立在底層語(yǔ)言,計(jì)算機(jī)組成原理,操作系統(tǒng)等知識(shí)上的一種軟件開發(fā),

  如果你想將嵌入式開發(fā)做好,你就得學(xué)好這幾門課程 ,如果你學(xué)好了這幾門課程,底層軟件開發(fā)工作的崗位你應(yīng)該都能勝任。

  因此,又何必將嵌入式開發(fā)狹義的劃到驅(qū)動(dòng)開發(fā),XX協(xié)議開發(fā)之類的呢?

  最終,這個(gè)階段我毅然放棄了 Linux 驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí),投入了 Python 深度學(xué)習(xí)的懷抱中。

  我不再關(guān)注我到底做的是不是嵌入式開發(fā),只關(guān)注和嵌入式平臺(tái)有沒有關(guān)系。

  我研究的是如何把一個(gè)深度學(xué)習(xí)模型部署到嵌入式平臺(tái)上去。

  有人可能會(huì)疑問(wèn),這和嵌入式開發(fā)有什么關(guān)系?為什么沒有關(guān)系呢?在嵌入式平臺(tái)上用 C 語(yǔ)言編寫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的前向推理,這不是把我們的C語(yǔ)言和組成原理的知識(shí)發(fā)揮出來(lái)了嗎?

  當(dāng)圖像處理程序性能不足時(shí),查看生成的匯編程序,當(dāng)匯編效率不高時(shí),將 C 語(yǔ)言替換為我們自己寫的匯編代碼,這還不夠嵌入式嗎?

  其實(shí),當(dāng)我們把思路放寬后,嵌入式就不再是某一個(gè)具體的崗位了,

  它有可能是 AI 算子工程師,AI編譯器開發(fā)工程師,F(xiàn)PGA加速工程師,高性能工程師等等。

  這些崗位需要的技能與嵌入式工程師極為相似,年薪卻最低 30W 起。

  為什么?很簡(jiǎn)單,供需關(guān)系決定價(jià)格!嵌入式早已江河日下,但嵌入式+某一風(fēng)口就能邁向高薪之路,這個(gè)道理在任何技術(shù)領(lǐng)域都是通用的。

  2018年-2021年,嵌入式+AI=高薪,未來(lái)嵌入式+XX也可以。

  至于未來(lái)的風(fēng)口是什么,就要靠我們自己去探索了。只要保證我們自己有核心的知識(shí)儲(chǔ)備,再學(xué)習(xí)一下風(fēng)口相關(guān)的技術(shù),立馬就能咸魚翻身。

  在視野拓寬后,我去了 2 家大公司實(shí)習(xí),后續(xù)我陸續(xù)收到了很多公司的offer。

  里面既有純算法(計(jì)算機(jī)視覺)的崗位(50-60W),也有異構(gòu)計(jì)算的崗位(45-55W),也有AI芯片工具鏈相關(guān)的崗位(45W-50W)。

  回頭看,我好像已經(jīng) 2 年沒有學(xué)習(xí)過(guò)嵌入式開發(fā)了,但是好像依舊在嵌入式學(xué)習(xí)的路上。



  作者:夢(mèng)人亦冷

  鏈接:https://www.zhihu.com/question/370606355/answer/1865920389

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