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    嵌入式開發需要學習哪些基礎東西?

    • 發布:嵌入式培訓
    • 來源:嵌入式資訊
    • 時間:2020-06-30 15:52

    嵌入式技術是一門邊緣科學(又稱交叉科學),涉及的內容非常廣泛,前幾年很多學校,包括一流的大學都在討論要不要設置這個專業。不是說設置這個專業本身有什么問題,而是因為課程設置不容易安排,如果偏硬件的話那就成了電子工程一類的專業,如果偏軟的話就成了計算機專業。

    正因為如此,很多人在學習嵌入式技術的時候,不知道從哪里方面入手,因為知識體系非常龐雜,如果沒有指導,很可能會長時間不得要領,學習效率會很差。那么,下面探討一下學習方法,用比較簡潔的方式,讓大家明白嵌入式系統知識體系,以及它的整個脈絡。

    嵌入式開發框架學習:

    首先來說,學習有沒有捷徑呢?一種說法是可以速成,幾天就可以學會,我認為速成的說法太夸張了,那是不可能的事情。

    有些人講學習沒有捷徑,你必須經過長期的努力,所謂功到自然成。但是學習嵌入式技術,如果說沒有好的方法那也是不對的,學習一門新的知識體系肯定是要下工夫,但是也需要有好的指引,也就是捷徑,實際上這里是講的就是學習方法和效率。

    方法很重要,如果沒有方法,閉著眼亂學亂撞,肯定是不行的。就像我們去找一個沒有去過的地方,自己跟著感覺去找,找到的希望很小,如果手里面有張地圖,并且還有指南針,那就快很多;如果我們有導航,自然是更快更方便了。實際上,這就是方法的重要性。

    我們覺得,‘框架學習法’是最適合初學者采用的一種方法,這里面包含了快速原型的思想;也就是框架學習,快速原型。那么這里面的主導思想呢,就是從一開始就要看到嵌入式系統知識領域的全貌,然后逐漸深入!

    比如說,我們想了解北京這座城市,如果在胡同里轉來轉去,可能幾年都搞不清楚這個城市是什么情況,如果我們先通過北京地圖學習一下,了解下天安門在什么地方,鳥巢在什么地方,香山八達嶺在哪里。再加上我們到這些地方去看一看,可能很快就掌握了這座城市的全貌。

    在這里需要注意的是,即便是我們有了地圖,也需要有一些基礎,比如我們要知道什么是天安門,知道鳥巢的來歷,明白八達嶺是怎么回事,實際上這些就是基礎知識。也就是說我們在學習系統框架之前要具備一定的基礎,否則這張地圖也是看不懂的。

    接下來如果我們想進一步的了解這座城市,就要去研究這座城市的歷史,甚至是中國的歷史。更細一步呢,還可以進一步研究故宮本身的地圖。那么這樣一環套一環。經過不斷的研究,逐漸就會掌握這座城市的地理、文化、政治經濟等特點。

    通過了解北京城這個簡要的例子,運用框架學習法,在對不同層次的框架的學習過程中,逐漸了解和掌握整個系統。如果我們不注意方法,每天在胡同里面來回轉悠,肯定是事倍功半,將在很長時間不得要領。

    嵌入式系統學習的框架:

    學習嵌入式也是這樣。必須掌握一定的方法,才能比較快速有效的學習。

    那么這個方法就是框架學習法,剛才我們也講了,首先在了解這個基礎框架之前我們要有一定的基礎,那么這個基礎呢就是單片機和C語言,不需要你掌握的有多好,但一定要具備一定的C語言編程能力。像其他有些課程,比如計算機專業的編譯原理、數據結構,計算機系統體系結構,這些知識實際上還不太需要,了解一下就可以了。

    有了C語言編程基礎,并且學過單片機,這個時候就可以學習一下嵌入式Linux的基本框架了,很簡單,那就是要搞清楚bootloader、Kernel、和文件系統,接下來簡單介紹一下。

    什么是BootLoader呢?

    實際上它是個引導程序,也就是硬件復位以后第一個要執行的程序,它主要工作就是初始化操作系統運行的環境,比如說內存、定時器、緩沖器等,當這個工作做完以后,再把操作系統的代碼加載到內存,然后操作系統就可以啟動并執行,到此為止,bootloader的任務就完成了。

    那么有人問了,沒有bootloader行不行呢,可以的!但是呢,因為操作系統本身一般是個通用的軟件,它要在不同的平臺上運行,比如X86,ARM,POWERPC等等,而不同的處理器的初始化操作是不同的,如果操作系統的軟硬要考慮在啟動時候各種平臺的差異性,那就顯得過于復雜。除此之外,也有其他方面的原因,比如燒寫系統的便捷性考慮等等,這里暫不做深入的探討。

    常用的bootloder有很多種,比如U-BOOT、REDBOOT、LILO等等,我們開發板用的是Uboot。

    什么是Kernel呢?

    Kernel就是Linux的內核,也就是說Linux操作系統本身的代碼。那么U-BOOT啟動到最后,就是把它加載到內存,并且跳轉到Kernel來執行。

    什么是文件系統呢?

    現在我們來介紹一下文件系統,這里需要了解一個事實,就是說Linux啟動到最后一定要掛載一個文件系統。這個是Linux的一個特點,它不像其他操作系統,比如像VxWorks,是不需要文件系統的,VxWORKS沒有文件系統也可以運行。 而且還需要了解一點,像QT系統、Android、以及Ubuntu系統它們的底層都是Linux內核,不同的是她們的文件系統不一樣,也就是說,Android系統相關的一些代碼,比如說圖形界面系統、Android的虛擬機,Android的框架代碼都在Linux最后掛的文件系統里面。 如果大家理解了這點,那么這幾個系統的基本架構也就清楚了。

    搞清楚了這幾個概念,實際我們就了解了Linux系統最基本的框架,然后呢我們根據開發板配套的資料,去學習如何編譯這幾個文件,因為像Uboot、Kernel、文件系統,最后編譯生成出來分別是一個獨立的文件,就是說會生成三個文件,最后我們要學會把這幾個文件燒寫到板子上。

    最后,達內嵌入式培訓機構提醒每一個it愛好者:如果你想要在短時間內快速入門,順利掌握一門技術,建議還是認真學習視頻。多練習,多動手。

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