嵌入式软件开发培训课程(嵌入式软件开发要学哪些课程)
今天给各位分享嵌入式软件开发培训课程的知识,其中也会对嵌入式软件开发要学哪些课程进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
本文目录一览:
- 1、深圳嵌入式软件开发要学哪些东西
- 2、搞嵌入式开发需要学习那些课程??
- 3、嵌入式开发要学哪些课程?
- 4、嵌入式开发培训都有哪些内容?
- 5、嵌入式软件开发要学什么?要学哪些东西?
- 6、嵌入式需要学什么?嵌入式需要学哪些课程和内容?
深圳嵌入式软件开发要学哪些东西
什么操作系统呢,深圳嵌入式很强啊,找个好的培训机构学起来比较快。
1.硬件基础,皮毛就可以,实在不会就算了,反正公司有硬件工程师,而且还可以找供货商要技术支持,如果要软硬件都通,那模电啊数电啊都是基础,跑不掉的;
2.c/c++/c#/java选一种,推荐c,汇编很少用没太大必要;
3.操作系统,linux/wince/ucos/android等任选一种,初学推荐ucos;
4.开发板,这个是重中之重,自己买的话,目前2440的板子是性价比最高的,比如友善的mini2440;
5.买个模块,gps/gsm/wifi/bt等等,选个喜欢的,做项目。
操作系统和语言:linux、ucos用c,wince用c++,android用java,其他还有一些不是主流的系统如qnx、lynxos等比较不常用
总结一下,涉及的课程主要有:电路分析,模拟电路,数字电路,c语言,c++,java,操作系统原理,微机原理,单片机原理与应用,数据结构,嵌入式系统。拓展部分(就是说不是必须会的,有些公司需要):dsp、fpga,传感器原理,信号分析。
重点在于编程语言,即c/c++/java等。
搞嵌入式开发需要学习那些课程??
转载:
嵌入式软件方面最重要的课程包括:
(1)
嵌入式微处理器结构与应用:这是一门嵌入式硬件基础课程,我院用这门课取代了传统的“微机原理与接口”课程(目前国内已有少部分高校IT专业这样做了,因为讲x86微机原理与接口很难找到实际用处,只为教学而已)。我们说过,嵌入式是软硬件结合的技术,搞嵌入式软件的人应对ARM处理器工作原理和接口技术有充分了解,包括ARM的汇编指令系统。若不了解处理器原理,怎么能控制硬件工作,怎么能写出节省内存又运行高速的最优代码(嵌入式软件设计特别讲究时空效率),怎么能写出驱动程序(驱动程序都是与硬件打交道的)?很多公司招聘嵌入式软件人员时都要求熟悉ARM处理器,将来若同学到公司中从事嵌入式软件开发,公司都会给你一本该设备的硬件规格说明书
(xxx
Specification),您必须能看懂其中的内存分布和端口使用等最基本的说明(就像x86汇编一样),否则怎么设计软件。有些同学觉得嵌入式处理器课程较枯燥,这主要是硬件课程都较抽象的原因,等我们的嵌入式实验室10月份建好后,您做了一些实验后就会觉得看得见摸得着。还有同学对ARM汇编不感兴趣,以为嵌入式开发用C语言就足够了。其实不应仅是将汇编语言当成一个程序设计语言,学汇编主要是为了掌握处理器工作原理的。一个不熟悉汇编语言的人,怎么能在该处理器写出最优的C语言代码。在嵌入式开发的一些关键部分,有时还必须写汇编,如Bootloader等(可能还包括BSP)。特别是在对速度有极高要求的场合(如DSP处理器的高速图像采集和图像解压缩),目前主要还要靠汇编写程序(我看到过很多公司是这样做的)。当您在一个嵌入式公司工作时,在查看描述原理的手册时,可能很多都是用汇编描述的(我就遇到过),这是因为很多硬件设计人员只会写或者喜欢用汇编描述,此时您就必须看懂汇编程序,否则软硬件人员可能就无法交流。很多嵌入式职位招聘时都要求熟悉汇编。
(2) 嵌入式操作系统类课程
除了WinCE的实时性稍差外,大多数嵌入式操作系统的实时性都很强,所以也可称为实时操作系统Real Time
Operating
System.从事嵌入式的人至少须掌握一个嵌入式操作系统(当然掌握两个更好),这在嵌入式的所有技术中是最为关键的了。目前最重要的RTOS主要包括:
第一类、传统的经典RTOS:最主要的便是Vxworks操作系统,以及其Tornado开发平台。Vxworks因出现稍早,实时性很强(据说可在1ms内响应外部事件请求),并且内核可极微(据说最小可8K),可靠性较高等,所以在北美,Vxworks占据了嵌入式系统的多半疆山。特别是在通信设备等实时性要求较高的系统中,几乎非Vxworks莫属。Vxworks的很多概念和技术都和Linux很类似,主要是C语言开发。像Bell-alcatel、Lucent、华为等通信企业在开发产品时,Vxworks用得很多。但Vxworks因价格很高,所以一些小公司或小产品中往往用不起。目前很多公司都在往嵌入式Linux转(听说华为目前正在这样转)。但无论如何,Vxworks在一段长时间内仍是不可动摇的。与Vxworks类似的稍有名的实时操作系统还有pSOS、QNX、Nucleus等RTOS。
第二类、嵌入式Linux操作系统:Linux的前途除作为服务器操作系统外,最成功的便是在嵌入式领域的应用,原因当然是免费、开源、支持软件多、呼拥者众,这样嵌入式产品成本会低。Linux本身不是一个为嵌入式设计的操作系统,不是微内核的,并且实时性不强。目前应用在嵌入式领域的Linux系统主要有两类:一类是专为嵌入式设计的已被裁减过的Linux系统,最常用的是uClinux(不带MMU功能),目前占较大应用份额,可在ARM7上跑;另一类是跑在ARM
9上的,一般是将Linux
2.4.18内核移植在其上,可使用更多的Linux功能(当然uClinux更可跑在ARM
9上)。很多人预测,嵌入式Linux预计将占嵌入式操作系统的50%以上份额,非常重要。缺点是熟悉Linux的人太少,开发难度稍大。另外,目前我们能发现很多教材和很多大学都以ucOS/II为教学用实时操作系统,这主要是由于ucOS/II较简单,且开源,非常适合入门者学习实时操作系统原理,但由于ucOS/II功能有限,实用用得较少,所以我院不将其作为教学重点,要学习就应学直接实用的,比如
uClinux就很实用。况且熟悉了Linux开发,不仅在嵌入式领域有用,对开发Linux应用软件,对加深操作系统的认识也有帮助,可谓一举多得。据我所知,目前Intel、Philip都在大搞ARM+LINUX的嵌入式开发,Fujitum则是在自己的处理器上大搞Linux开发。目前在嵌入式Linux领域,以下几个方面的人特别难找,一是能将Linux移植到某个新型号的开发版上;二是能写Linux驱动程序的人;三是熟悉Linux内核裁减和优化的人。我院在该嵌入式Linux方面的课程系列是:本科生操作系统必修课,然后是Linux程序设计选修课,最后是嵌入式Linux系统选修课。我院在Linux方面目前已有较强力量,魏老师和张老师熟悉Linux开发,金老师和唐老师熟悉Linux系统管理。
第三类、 Windows
CE嵌入式操作系统:Microsoft也看准了嵌入式的巨大市场,MS永远是最厉害的,WinCE出来只有几年时间,但目前已占据了很大市场份额,特别是在PDA、手机、显示仪表等界面要求较高或者要求快速开发的场合,WinCE目前已很流行(据说有一家卖工控机的公司板子卖得太好,以至来不及为客户裁减WinCE)。WinCE目前主要为4.2版(.NET),开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用,由于WinCE开发都是大家熟悉的VC++环境,所以我院学过Windows程序设计课程的同学都不会有多大难度,这也是WinCE容易被人们接受的原因,开发环境方便快速,微软的强大技术支持,WinCE开发难度远低于嵌入式Linux。对于急于完成,不想拿嵌入式Linux冒险的开发场合,WinCE是最合适了(找嵌入式Linux的人可没那么好找的),毕竟公司不能像学生学习那样试试看,保证开发成功更重要。根据不同的侧重点,WinCE还有两个特殊版本,一个是MS PocketPC操作系统专用于PDA上(掌上电脑),另一个是MS SmartPhone操作系统用于智能手机上(带PDA功能的手机),两者也都属于WinCE平台。在PDA和手机市场上,除WinCE外,著名的PDA嵌入式操作系统还有Palm OS(因出现很早,很有名)、Symbian等,但在WinCE的强劲冲击下,Palm和Symbian来日还能有多长?我院可能是全国高校中唯一一家开设专门的“Windows CE嵌入式操作系统“课程的学校,这主要是基于以下原因:我院本身前面便有Windows程序设计课程,同学学过VC++后再学WinCE,非常方便自然,通过学习WinCE同样也可了解嵌入式软件的一般开发过程,对Linux有惧怕心理的同学也很合适。很显然,嵌入式Linux永远不可能替代WinCE,而且将来谁占份额大还很难讲,毕竟很多人更愿意接受MS的平台,就像各国政府都在大力推LINUX已好长时间,但您能看到几个在PC机上真正使用LINUX的用户?据我观察,目前在嵌入式平台上,LINUX是叫得最响,但还是WinCE实际用得更多.嵌入式LINUX可能更多地是一些有长远产品计划的公司,为降低成本而进行长远考虑;
二是微软亚洲研究院对我院WinCE课程的支持计划,我们也很希望将来我院能有同学通过微软的面试去实习。WinCE和多媒体(如MPEG技术)是微软亚洲工程院目前做得较多的项目领域之一,他们很需要精通WinCE的人。
总结关于嵌入式操作系统类课程,若您觉得自己功底较深且能钻研下去,则可去学嵌入式Linux;若您觉得自己VC++功底较好且想短平快地学嵌入式开发,则我院的WinCE课程是最好的选择。
(3) 嵌入式开发的其它相关软件课程
搞嵌入式若能熟悉嵌入式应用的一些主要领域,这样的人更受企业欢迎。主要的相关领域包括:
A、数字图像压缩技术:这是嵌入式最重要最热门的应用领域之一,主要是应掌握MPEG编解码算法和技术,如DVD、MP3、PDA、高精电视、机顶盒等都涉及MPEG高速解码问题。为此,我院已预订了一位能开设数字图像处理课程的博士。
B、通信协议及编程技术:这包括传统的TCP/IP协议和热门的无线通信协议。首先,大多数嵌入式设备都要连入局域网或Internet,所以首先应掌握TCP/IP协议及其编程,这是需首要掌握的基本技术;其次,无线通信是目前的大趋势,所以掌握无线通信协议及编程也是是很重要的。无结通信协议包括无线局域网通信协议802.11系列,Bluetooth,以及移动通信(如GPRS、GSM、CDMA等)。
C、网络与信息安全技术:如加密技术,数字证书CA等。我院有这方面的选修课。
D、DSP技术:DSP是Digital Signal
Process数字信号处理的意思,DSP处理器通过硬件实现数字信号处理算法,如高速数据采集、压缩、解压缩、通信等。数字信号处理是电子、通信等硬件专业的课程,对于搞软件的人若能了解一下最好。目前DSP人才较缺。如果有信号与系统、数字信号处理等课程基础,对于学习MPEG编解码原理会有很大帮助。
(4)嵌入式开发的相关硬件基础
对于软件工程专业的学生,从事嵌入式软件开发,像数字电路、计算机组成原理、嵌入式微处理器结构等硬件课程是较重要的。另外,汇编语言、C/C++、数据结构和算法、特别是操作系统等软件基础课也是十分重要的。我们的主要目地是能看懂硬件工作原理,但重点应是在嵌入式软件,特别操作系统级软件,那将是我们的优势。
我们的研究生里有些是学电子、通信类专业过来的,有较好的模拟电路和单片机基础,学嵌入式非常合适。嵌入式本身就是从单片机发展过来的,只是单片机不带OS,而现在很多嵌入式应用越来越复杂,以至不得不引入嵌入式操作系统。另外,为追求更高速的信号处理速度,现在在一些速度要求较高的场合,有不少公司是将一些DSP算法,如MPEG压缩解压缩算法等用硬件来实现,这就涉及到HDL数字电路设计技术及其FPGA/IP核实现技术,这方面的人目前市场上也很缺。
嵌入式开发要学哪些课程?
嵌入式软件开发专业主要课程如下:
主干学科:马克思主义理论、大学外语、高等数学、大学物理、物理实验、线性代数、概率论与数理统计、程序设计语言、数据结构、离散数学、操作系统、编译技术、软件工程概论、统一建模语言、软件体系结构、软件需求、软件项目管理
该专业除了学习公共基础课外,还将系统学习离散数学、数据结构、算法分析、面向对象程序设计、现代操作系统、数据库原理与实现技术、编译原理、软件工程、软件项目管理、计算机安全等课程,根据学生的兴趣还可以选修一些其它选修课。
实践环节:毕业实习、课程设计、计算机工程实践、生产实习、毕业设计(论文)。
扩展资料:
嵌入式开发技能及就就业方向:
1、可视化编程掌握程序设计方法及可视化技术,精通一种可视化平台及其软件开发技术。获取Delphi程序员系列、Java初级或VB开发能手认证。 就业方向:企业、政府、社区、各类学校等可视化编程程序员。
2 、WEB应用程序设计 具有美工基础和网页动画设计能力,掌握交互式网页程序的设计技术,能进行网站建设和维护。获取Macromedia多媒体互动设计师或Delphi初级程序员或Delphi快速网络开发工程师认证。 就业方向:企业、政府、社区、各类学校等WEB应用程序员。
3 、软件测试 掌握软件测试的基本原理、方法和组织管理,精通软件测试工具。获取ATA软件测试工程师或Delphi初级程序员或Java初级程序员认证。 就业方向:企业、政府、社区、各类学校等软件测试员。
4 、数据库管理 能应用关系范式进行数据库设计,精通SQL语言,胜任数据库服务器管理与应用工作。获取Oracle数据库管理或SQL Server数据库应用或Windows XP应用认证。 就业方向:企业、政府、社区、各类学校等部门的中、大型数据库管理员。
5 、图形图像制作 精通国际上流行的图形/图像制作工具(如CorelDraw、Photoshop、Pagemaker等)。获取平面设计师相关的认证。 就业方向:广告制作公司、建筑设计公司、包装装璜设计公司、居室装修公司、出版印刷公司。
6 、网络构建技术 熟悉网络结构和组网方式,掌握建网方法,能利用工具分析和排除常见网络故障。获取Cisco路由配置或华为网络工程或AMP应用工程师认证。 就业方向:企业、政府、社区、各类学校等网络构建工程师。
7 、网络系统管理 掌握网络系统管理的基本知识与应用技能,能进行网络系统的安全设置。获取Window2000 Server或TurboLinux TLCE或Cisco路由配置专家认证。 就业方向:企业、政府、社区、各类学校等网络系统管理员。
8 、多媒体制作 具有多媒体程序设计与多媒体制作策划的能力。基本掌握面向对象程序设计与建模、造型设计、场景设计、分镜头原理等技能。获取多媒体设计师相关的认证。 就业方向:多媒体设计与制作公司、动画美术制作出版公司、广告制作公司。
9、 计算机办公应用 精通办公自动化应用与管理,熟悉服务器的安装、管理和维护,基于应用服务器的相关服务和软件系统,具备对服务器的网络安全设置、邮件、网页发布、FTP、OA、BBS等系统的应用和维护能力。 就业方向:企业、政府、社区、各类学校等系统管理。
参考资料来源:百度百科-软件工程
嵌入式开发培训都有哪些内容?
职业专家介绍,目前培养嵌入式人才的主要通过两种途径:一种是高校开设嵌入式专业课程,另一种是通过专业的嵌入式培训机构培养企业所需的人才。本课程是为了适应目前发展迅速的嵌入式linux需求而设计,课程目标是让学员达到适应嵌入式应用软件开发、嵌入式系统开发或嵌入式驱动开发的基本素质。课程循序渐进的带领你进入嵌入式开发的世界,采用了目前应用最广泛的软硬件开发平台(Linux和Arm),可以保证你尽量贴近目前企业的需求。 嵌入式培训课程内容: 第一阶段:嵌入式C高级编程 1.嵌入式C语言高级编程 2.嵌入式C语言经典数据结构及算法编程 3.项目实战(一)《lrc歌词解析器》 在嵌入式领域中大部分开发都会用到C语言。C语言简洁、紧凑、使用方便灵活加上GNU在实际项目开发中所做的扩展,使得C语言在整个嵌入式开发过程中起着至关重要的作用。更重要的是用C语言开发的程序在嵌入式平台下可移植性比较强。一个精通C语言程序设计的程序员,可以很容易地从事Linux、WinCE、Vxworks、μc/os等嵌入式操作系统下的软件开发工作。本阶段学习目标是掌握C语言基本知识、巩固C编程语法基础,以及深入C语言高级编程和数据结构与算法,为将来的程序设计工作打下坚实的基础。 第二阶段:Linux应用及系统编程 1.Linux操作系统应用开发 2.嵌入式Linux高级系统编程 3.嵌入式数据库--SQLite 4.项目实战(二)《Mplayer播放器》 5.Linux网络编程 6.项目实战(三)《基于Linux的信息交换系统》 7.C++及基于QT的GUI开发 8.项目实战(四)《网络游戏对战平台》 嵌入式Linux应用开发和系统开发是嵌入式Linux中非常重要的一部分,也是企业人才需求最广的一部分。本阶段学习的主要目标是精通嵌入式Linux下的应用程序设计,熟练掌握嵌入式Linux的开发环境、常用Linux命令,精通Linux系统编程、网络编程、QT GUI编开发,熟练掌握整个嵌入式Linux项目开发流程,提升学员对Linux应用开发的能力。 第三阶段:嵌入式Linux平台开发 1.ARM体系结构 原理分析及其移植 2.ARM处理器编程 原理分析及其移植 3.基于ARM裸机驱动开发 原理分析及其移植 4.嵌入式Bootloader 原理分析及其移植 5.自制嵌入式系统启动代码 (Bootloader) 6.嵌入式Linux内核工作原理 分析及其移植 7.Linux内核调试技术 8.嵌入式Linux根文件系统 组成分析及其制作 8.嵌入式Linux开源工程 源码分析及其编程 9.项目实战(五) 《Web应用开发技术》 本阶段将使学员掌握从零开始搭建嵌入式Linux运行环境。首先通过基于ARM Cortex-A8处理器S5pv210了解芯片手册的基本阅读技巧,掌握S5pv210系统资源、时钟控制器、电源管理、异常中断控制器、nand flash控制器等模块,为底层平台搭建做好准备。Linux平台包括内核裁减、内核移植、交叉编译、GNU工具使用、内核调试、Bootloader介绍、制作与原理分析、根文件系统制作以及向内核中添加自己的模块,并在s5pv210实验平台上运行自己制作的Linux系统,集成部署Linux系统整个流程。同时了解Android操作系统开发流程。Android系统是基于Linux平台的开源操作系统,该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成,是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件,目前它的应用不再局限于移动终端,还包括数据电视、机顶盒、PDA等消费类电子产品。 第四阶段:嵌入式微处理器及Linux设备驱动开发 1.ARM硬件接口原理 2.嵌入式Linux设备驱动开发 3.嵌入式Linux高级驱动程序设计 4.项目实战(六) 《重力感应实战系统》 驱动程序设计是嵌入式Linux开发工作中重要的一部分,也是比较困难的一部分。本阶段课程让学员熟悉Linux的内核机制、驱动程序与用户级应用程序的接口,掌握系统对设备的并发操作。熟悉所开发硬件的工作原理,具备ARM硬件接口的基础知识,熟悉ARM Cortex-A8处理器s5pv210各资源、掌握Linux设备驱动原理框架,熟悉工程中常见Linux高级字符设备、块设备、网络设备、USB设备等驱动开发,在工作中能独立胜任底层驱动开发。 相关标签:嵌入式培训、嵌入式学习、北京嵌入式培训
嵌入式软件开发要学什么?要学哪些东西?
学习嵌入式软件开发应该从学习单片机开始,单片机是一切嵌入式的基础,最早的嵌入式系统就是以单片机为核心的,随着技术的进步和发展,才逐步发展到现在的DSP、ARM为核心的等高端高速控制系统。单片机是基础,同时也是现在较大系统不可分割的组成部分,比如汽车,主控系统是ARM,但各个子系统仍然是单片机完成的。所以一个出色的嵌入式软件工程师,必须具备单片机的知识,这样才能在实际工作中把控一切,应用自如。
嵌入式需要学什么?嵌入式需要学哪些课程和内容?
1.1 有哪些设备使用单片机或Linux
所有的电子产品,所用技术都可以认为要么是单片机,要么是Linux;GUI方面主要是QT/Android,它们都是运行于Linux之上的。我们说的单片机不使用操作系统,但是使用单片机设备肯定远远超过Linux。很多人也是先学习单片机,从单片机进入电子工程师行业,日常生活中,有哪些产品使用单片机、Linux呢?下面举一些例子:
我们设计一个产品时,是使用单片机还是Linux,取决于成本:硬件成本、软件成本、维护成本、升级成本。而不应该根据个人偏好来选择:我喜欢单片机,所以就排斥使用Linux;我喜欢Linux,就排斥使用单片机。为了有更多的选择,我们需要既懂单片机,又懂Linux。
1.2 在硬件操作上单片机和Linux是类似的
以点灯为例,
无论是单片机还是Linux,我们要做的事情都一样:
看原理图,确定引脚是哪一个,确定它输出什么电平才可以
看芯片手册,确定要怎么操作寄存器
写程序
但是,怎么编写程序,单片机和Linux有很大不同。
1.3 在单片机中点灯、使用LCD
使用单片机开发程序时,我们一上来就写一个main函数,下面是一些简化的代码:
LED程序里面的init_led、led_on、led_off函数是你一个人写的,爱取什么名就取什么名,爱怎么写就怎么写。
LCD程序里的函数也是你写的,完全是自由发挥。
很多单片机项目不是很复杂,2、3个人从上到下统统搞定,里面的函数大多时间是直接去读写寄存器。
很多单片机项目严重依赖于硬件,换一个芯片后怎么办?重写一套代码呗。
在单片机程序里,没有应用程序、驱动程序的概念,很可能一个人包揽了硬件设计、模块调试(或称之为驱动)、功能开发(或称之为应用)的全部活。
1.4 在Linux中点灯、使用LCD
在Linux中,不允许应用开发人员直接去操作硬件,比如你想点个灯,不好意思,你无法直接访问寄存器;你需要通过驱动程序来访问寄存器。
为什么?有几大原因:
Linux系统中运行着众多程序,必须保证质量差的程序无法破坏系统:假设你写的程序比较烂,那我不能让你去随便访问寄存器,把系统搞崩溃了怎么办?你本意是去点灯,但是你看错了寄存器,你把电源关了怎么办?所以这些操作硬件的活,还是交给信得过的人来做吧:交给驱动工程师,他既懂硬件又懂软件。
保证程序的可移植性:编写应用程序时,大家都使用统一的函数,以后换一个芯片时,应用程序不用变;只需要根据这个接口提供驱动程序就可以了。
团队协作:使用Linux系统的项目一般比较大,术业有专攻,一个人不太可能从上到下都全部掌握。比如做人脸识别项目,有擅长做图像处理的,他可不管你要用多少种摄像头,有图像给他就可以。而多种摄像头的硬件操作方法各有不同,这些交给驱动程序工程师。
所以,在Linux中应用程序和驱动程序是分开的。
以LED、LCD程序为例,简化的代码如下
也许你已经大概猜出来了,应用程序怎么调用驱动程序?通过标准的接口:
open:打开驱动程序。
read/write:读、写数据。
ioctl:传入各种参数,获得各种参数。
mmap:内存映射,比如映射之后,应用程序可以直接读写LCD的显存。
你看!从这些接口里,我们根本看不到寄存器的操作。底层的程序驱动会根据这些调用,去设置寄存器、操作硬件。
所以,我高大上的应用工程师,干嘛苦哈哈地去看原理图、看在片手册、读写寄存器,搞不好还要去调试硬件BUG。这些脏活、累活就交给驱动工程师吧。客户的需求千变万化,我996时间都不够用了。
我上懂软件、下懂硬件的驱动工程师,肯定不能把这么重要的活交给你去做了,把我的系统搞崩溃了怎么办。
开玩笑、开玩笑、开玩笑的,有应用工程师、驱动工程师的优劣之分,大家都是为了做出产品。现在有一个趋势,一个任务从上到下你都需要懂,这就是所谓的全栈工程师。
还是以LED为例,应用程序和驱动程序的协作如下图所示:
在Linux中,“一切皆文件”,要访问某个硬件,也是要打开文件、读写文件。应用程序要根据标准的文件接口:open/read/write/ioctl/mmap等来访问驱动程序。
既然如此,怎么写驱动程序呢?最简单的方法就是:APP要调用open来打开驱动程序,那驱动‘程序里就提供一个xxx_open函数来初始化硬件;APP要调用write来写数据,驱动程序里就提供一个xxx_write函数来接收数据并操作硬件。
用xxx_open、xxx_write来构成一个驱动程序,这就是驱动框架。
怎么实现这些xxx_open、xxx_write函数?我们要做的事情跟单片机是类似的,一样要去看电路图、看芯片手册,然后在这些函数里读写寄存器:这称为硬件操作。
所以,Linux驱动程序= 驱动框架 + 硬件操作。
有单片机基础的人,对硬件操作比较熟悉了,把重点放在驱动框架上就可以。
高能预警:驱动框架可不简单,对于LED来说是简单,但是还有更复杂的驱动程序,它要考虑“通用”,这很要命。
第2章 嵌入式Linux快速入门
这几天在群里跟学员聊天,有一位学员的学习方法很好:先观其广,再究其深。有时候要“不求甚解”,很多时候保持疑问先学下去,这些疑问就自然解决了。
比如课程中涉及汇编知识,如果你要彻底弄清楚,你需要去学习《ARM架构与编程》;当你学完这本书,你的同学搞不好已经可以上手工作了。
2.1 短期的目标是什么
我们先把学习目标定下来:快速了解嵌入式Linux开发的流程,知道要学什么,具备跟从业者交流的能力。
2.2 一个嵌入式Linux系统的组成
下面我们用类比和逻辑推导出嵌入式Linux系统的组成,没错,“推导”。
从上图可以知道:
组成:嵌入式Linux系统= bootloader + linux内核 + 根文件系统(里面含有APP)。
bootloader:它的目的是启动内核,去哪等读内核?读到哪里?去Flash等外设读内核,存到内存里去。所以需要有Flash里外设的驱动能力,为了调试方便还会有网络功能。所以,可以认为 booloader = 裸机集合,它就是一个复杂的单片机程序。
Linux内核:Linux内核的最主要目的是去启动APP,APP保存在哪里?保存在“根文件系统”里。“根文件系统”又保存在哪里?在Flash、SD卡等设备里,甚至可能在网络上。所以Linux内核要有这些Flash、SD卡里设备的驱动能力。
不仅如此,Linux内核还有进程调度能力、内存管理等功能。
所以:Linux内核 = 驱动集合 + 进程调度 + 内存管理等。
2.3 要学习bootloader吗
Bootloader有很多种,常用的叫u-boot。
在实际工作中,对于u-boot基本上是修修改改,甚至不改。但是u-boot本身是很复杂的,比如为了便于调试,它支持网络功能;有些内核是保存在FAT32分区里,于是它要能解析FAT32分区,读FAT32分区的文件。
花那么多精力去学习u-boot,但是工作中基本用不到,这对初学者很不友善。
所以,对于初学者,我建议:理解u-boot的作用、会使用u-boot的命令,这就可以了。
如果你的工作就是修改、完善bootloader,那么再去研究它吧。
2.4 要学习Linux内核、要学习驱动程序吗
之前我们说过Linux内核 = 驱动集合 + 进程调度 + 内存管理等,如果要学习Linux内核,从驱动程序入手是一个好办法。
但是人人都要学习Linux内核、人人都要学习Linux驱动吗?显然不是。
作为初学者,懂几个简单的驱动程序,有利于工作交流;理解中断、进程、线程的概念,无论是对驱动开发、应用程序开发,都是很有好处的。
所以对于初学者,建议前期只学习这几个驱动:LED、按键、中断。
LED驱动程序:这是最简单的驱动程序。
按键驱动程序:它也比较简单,从它引入“中断”。
中断:从“中断”它可以引入:休眠-唤醒、进程/线程、POLL机制、异步通知等概念。这些概念无论是对驱动开发,还是对应用开发,都很重要。
所以,对于初学者,我建议必须学习这几个驱动:LED、按键、中断。
入门之后,如果你想从事内核开发、驱动开发,那么可以去钻研几个驱动程序(输入系统、I2C总线、SPI总线等),掌握若干个大型驱动程序后,你对内核的套路就有所了解了,再去研究其他部分(比如进程管理、文件系统)时你会发现套路是如此通用。
摄像头(VL42)、声卡ALSA驱动是Linux中比较复杂的2类驱动,它们是很难的,如果工作与此相关再去研究。
2.5,要学习Linux应用程序吗?先学一些基础技能
要学,即使以后你只想研究内核,一些基本的应用开发编写能力也是需要的:
基本设备的访问,比如LCD、输入设备
进程、线程、进程通信、线程同步与互斥
休眠-唤醒、POLL机制、信号
网络编程
①②③部分的知识,跟驱动有密切的关系,它们是相辅相承的。
掌握了基本驱动开发能力、基本应用开发能力之后,在工作中你就可以跟别人友好沟通了,不至于一脸懵逼。
2.6,应用程序是怎么启动的?要了解一下根文件系统
你辛辛苦苦写出了应用程序,怎么把它放到板子上,让它开机就自动启动?
你写的程序,它依赖于哪些库,这些库放到板子上哪个目录?
怎么做一个可升级的系统?即使升级中途断电了,也要保证程序至少还可以运行老的版本?
这些都需要我们了解一下根文件系统。
先了解一下init进程:它要读取配置文件,根据配置文件启动各个APP。
了解了init进程,你就了解了根文件系统的组成,就可以随心所欲裁剪系统,为你的项目制作出最精简的系统。
第3章 学习方法
3.1 先不要打破砂锅问到底
嵌入式涉及的东西太多太杂了,如果心里没有主线,碰到什么都要去研究个透彻,最终反而忘记自己要学什么了。
嵌入式涉及硬件知识、软件知识,软件里涉及汇编、ARM架构、C语言、Makefile、Shell;又分为bootloader、内核、驱动、基本的APP、GUI。
比如我们会用到Makefile,了解它的基本规则,会用我们提供的Makefile就可以。
不需要深入研究那些make函数,因为在工作中都有现成的Makefile给你使用,不需要自己去编写一套Makefile。何必花上好几天去深入研究它呢?
比如我们会用到bootloader,难道又要花上几个月来深入研究u-boot吗?工作中基本不需要改u-boot,会用那几个命令就可以。
甚至有些学员先去买本shell的书来学习shell命令,何必?我们在视频中用到什么命令,你不懂时再去百度一下这些命令就可以了。
不要脱离初学者的主线:应用基础、驱动基础。有了这2个基础后,你想深入研究某部分时,再去花时间吧。
3.2 思路要清晰,不怕抄代码
视频里的代码,请你一定要自己去写一次、写多次。为什么我现在写驱动那么熟?我2009年在华清远见上课时,
每次上课我都要给学生写一次那些驱动,十几次下来闭着眼睛都知道内核的套路了。
记不住那些函数?我也记不住,我都是去参考同类的驱动程序,这又不是闭卷考试。
但是要理清楚思路,你写这个程序要完成什么功能、怎么实现这些功能?这个要弄清楚。
有了思路后再写代码,不知道怎么写?没关系,看看视频,看看示例,然后关闭视频看看能否自己写出来。
3.3 对自己的方向很了解,我只能带你到这里了
我的专长是操作系统,是快速地带领大家掌握一些项目开发的基础知识。
如果你决定深入研究某方面时,我并不能带你多久。你要去看源码,去看这方面的专业书籍。
比如想深入钻研内核的内存管理时,它有页表映射(你需要阅读ARM架构的手册)、SLAB分配器、vmalloc/malloc实现、mmap实现、缺页中断、父进程子进程之间的页面管理等等,内容非常多。有时候连书籍都没有,你需要直接啃代码。
当你想从事某个行业时,就需要深入研究行业相关的知识。
比如CAN总线,它可以写成一本书:CAN协议、CAN报文、Socket CAN、车身网络拓扑结构,CAN应用报文,CAN网络管理报文,CAN诊断报文。
想做物联网网关,需要深入研究MQTT,MQTT协议相对简单,但是MQTT英文原版协议有130多页,中文版有近100页,是一本小书了。
每个行业都有自己的业务逻辑,在掌握基本的编程能力之一,你需要结合具体的业务去深入学习。
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