前言
其實一直有人問我嵌入式怎麼學，今天跟大家講講我的理解。因爲嵌入式是一個泛的概念，可能很多人認爲嵌入式就是嵌入式Linux。但是其實並不僅僅只有Linux， 像STM32，51單片機也屬於這個範疇之內的，它們有的也可以跑協議棧，跑ucos等系統。所以其實嵌入式是有很多方向的，選擇一個方向，做好，做精，都是有前途的。接下來，跟大家探討一下嵌入式的一些方向，和如何去學習。我以前也是摸索着過來的，沒人告訴我如何學習，也沒有學習線路，所以走了很多彎路。所以希望這篇文章可以幫助到一些正在學習的人，當然這些內容可能有主觀的東西，歡迎大家一起探討吧。如下僅討論軟件方面_。 以下內容對牛人不適用。
嵌入式方向
- 單片機開發
單片機開發在這個市場上的需求還是很大，因爲製造業公司還是很多，單片機更多用在工業控制，機械控制等上面，當然也會涉及物聯網。單片機有8位，16位，32位的，一般8位用得比較多的就是51單片機和STM8，32位用得比較多的就是STM32，還有NXP的芯片，比如K60，K22等。一般學完51和STM32之後，找個單片機的工作應該是沒什麼問題了。單片機的門檻其實並不高，但是做好也不容易就是了，可能因爲門檻問題，導致薪資上面並不會特別高(能力牛逼者例外)。
- Linux應用開發
以前很多人問我“Linux應用到底在做什麼？”。其實應用就是在做功能，在操作系統中，因爲分層的原因，把應用和驅動區分開，也是爲了方便開發分工。因爲單片機中基本都是驅動和功能混在一個程序中，所以轉到Linux開發中，突然被細分了，就會不清楚應用到底是幹啥的。Linux應用使用到的編程語言基本就是C和C++了。所以Linux應用開發一定要掌握好C語言，大學課本中的C語言只是入門，像多線程，多進程，網絡通信，還有一些其他的庫都沒講到。Linux應用在市場需求上還是很多的，基本有涉及Linux開發的，都需要，它的崗位需求會比驅動多。比如做網絡設備，做路由，做POS機, 做樓宇對講等等。薪資上大家可以參考各個地區招聘網站，相對來說，一般會比單片機高。
- Linux驅動開發
Linux驅動開發是難度最高的，因爲它涉及的方面比較多。你必須要會看原理圖，datasheet，要了解許多驅動框架，然後還要能寫一些應用來調試驅動。驅動入門時間是比較長的，這一塊的工作機會在芯片原廠比較多，雖然一些公司也會需要，但是大部分是移植調試，對接原廠工程師等工作。驅動工程師要求高，所以薪資還是很不錯的。
上面是基本的三大方向，其實還有一些像FPGA或DSP等，但是因爲這些的機會並不多，所以我們並不過多探討。還有像Android，它是基於Linux的，所以它算是Linux的深入，我們不把它單獨列出。
單片機方向
(1) C語言
認真學習C語言，認真學習C語言, 認真學習C語言, 重要的事說三遍。C語言在嵌入式中是重中之重，它就是你上手嵌入式的工具。大學考試不考的，在工作中卻經常用到。函數指針，結構體，枚舉，文件操作，共同體，宏等相關知識都是非常常用的。不僅是ANSI C, 還有GUN C，所以學起來可不輕鬆哦。
推薦書籍:
《C Primer Plus》
《C程序設計語言》
(2) 51單片機
雖然現在51單片機用得越來越少，但在一些要求不高的項目中還是會被使用。個人覺得學習51是在學習一些基礎知識，對於後面學習其他芯片會有幫助。比如理解寄存器是什麼，如何去看電路圖，學習一些協議(I2C, SPI, 串口等)，學習看datasheet，這些對於後面的學習會有很大幫助。
推薦書籍:
《新概念51單片機C語言教程》
建議:
買塊開發板學習，把裏面的例子都碼一遍，基本就OK了。
(3) STM32
STM32屬於ARM系列的芯片，STM32在這個市場上用得特別多的，有各種各樣的系列(L0, F0, F1, F4等)。基本都大同小異，學習一種之後，其他的基本分分鐘就能上手，因爲現在官方基本都封裝了庫，我們只需要對結構體進行配置，然後調用接口函數就可以了。它有着豐富的外設資源，運行速度也比51快很多。我們一般就是學習它的外設資源( SPI, I2C, 定時器, 看門狗等)，在這個過程中還會接觸很多傳感器。學完這些，找個單片機的工作應該沒啥問題了。如果要深入STM32, 還可以學習UCOS, FreeRTOS等實時操作系統, 這些對你以後深入理解操作系統會有很大幫助。
推薦教程:
正點原子，野火
建議:
買塊開發板玩玩，雖然有點小貴，但是學習嘛。野火和正點原子的書和教程都不錯。一定要自己碼一遍，寫了才能更有感覺，才能激發興趣。還有就是要多看官方手冊，官方手冊纔是最好的教程。(英語越練越好)
總結：
把上面的搞明白之後，基本能勝任單片機開發了，以後換其他平臺的芯片也都差不多，比如TI或NXP，國產的新唐之類的，都是大同小異。
Linux應用方向
(1) Linux基本命令
做Linux應用肯定要在Linux環境下開發啊，所以熟悉Linux的基本操作是應該的。裝個Ubuntu系統，在上面練習shell命令，把基本的命令練熟練了。可以順便把shell腳本學習一下，剛開始可以只練習命令即可。
基本shell命令: ls cd cp rm touch mkdir echo cat mv ln chmod man等。
推薦書籍：
《Linux命令行與shell腳本編程大全》
注:書很厚，很詳細，可當工具書查閱.
推薦網站:
https://www.runoob.com/linux/linux-command-manual.html
建議:
很多嵌入式開發的書籍，剛開始的章節也會講一些基本的命令，那裏面的已經夠用了，如果以後有需要了解更多命令，可以再臨時查。命令不是去背，而是多練，熟悉了自然就記住了。
(2) Linux C編程
上面提到的C語言主要是基本的語法，在Linux下我們要涉及的就更多了。包括文件IO, 多進程控制，多進程通信，多線程編程，網絡編程等。掌握這些就基本算入門了，後面要深入，可以去接觸一些第三方庫，比如ffmpeg，log4c, openssl等。這些一般跟你所處的行業有關，比如ffmpeg一般是音視頻相關的。
推薦書籍：
《嵌入式Linux應用程序開發標準教程》
《Linux C編程實戰》
《Linux/UNIX系統編程手冊》
建議:
在學習這個的過程中，除了直接在命令行上使用gcc編譯，還建議學習使用Makefile來進行編譯。剛開始手寫一些簡單的Makefile來編譯源碼，慢慢的就可以直接使用AutoTools和Cmake了，這兩個工具是用來生成Makefile的 ，對於大項目管理會更加方便(剛開始不建議使用)。
(3) Qt編程
Qt就是圖形化編程，它是一些基於C++寫的圖形化庫。它是跨平臺的，所以寫完的代碼，只要在不同的編譯器下編譯，就能在不同的平臺下運行。因爲它是C++寫的，所以要進行Qt開發需要有C++的語言基礎。Qt不僅在嵌入式用得很多，現在很多PC軟件也使用Qt寫的，比如VirtualBox。
推薦書籍:
《C++ Primer Plus》
《Qt5 開發實戰》
《Qt Creator快速入門》
《Qt Quick 核心編程》
視頻教程:
https://www.bilibili.com/video/av50849127?from=search&seid=1349644639656479463
建議:
Qt學習的難點可能是C++語言本身，所以學好C++後學習Qt就很輕鬆了，因爲Qt Creator可以很輕鬆的拖出圖形化界面，然後Qt也幫我們封裝很了接口，所以Qt上手很快。
Linux驅動方向
Linux驅動的學習一般是建立在前面的基礎上的。當然，學驅動也不需要你應用寫得很牛逼，但是基本的應用還是要會寫的，這樣才能方便你調試驅動。接下來大致講一下，學習的順序。
(1) 裸板程序
裸板程序其實跟單片機程序沒啥區別，都是直接操作寄存器。那爲什麼要還要學這塊內容呢，其實是爲了後面打個基礎，因爲Linux驅動就是Linux驅動框架加上操作寄存器。而且這個階段對我們查看電路圖和datasheet也會有很大幫助。
(2) Uboot移植
Uboot其實是屬於系統層的，但是目前行業中大家都是分爲底層和應用層，所以這些系統層的一般也歸爲底層，所以驅動工程師一般也需要做這塊。Uboot的主要目標是去引導內核，當然Uboot上也會有屬於自己的驅動程序(這裏的驅動和內核驅動是不一樣的，是獨立的)。學習的過程，除了照着別人的教程一步一步移植外，還可以自己找一個其他版本的Uboot，然後自己慢慢移植，會很有趣。
(3) Linux內核移植
內核移植和Uboot移植差不多，都是基於具體芯片架構做移植。現在的內核越來越完善，並且芯片原廠也一直在向內核提交自己的代碼，所以慢慢的，非原廠工程師對這塊的移植越來越少。但是還是希望學習的過程中能自己找一個版本來進行移植，邊查資料邊移植，會學到很多東西。建議有時間和精力的，可以深入學習Linux內核，會對寫驅動與很大幫助。
(4) 根文件系統製作
根文件系統比較簡單，嵌入式根文件系統一般都是使用busybox，一般就是配置，編譯，製作，打包。它也是屬於系統的。
(5) 字符設備驅動
字符設備是最基本的，像RTC，音頻，LCD都是字符設備。可不是僅僅按鍵，LED，雖然我們學習時都喜歡從它們開始，那是因爲它們簡單，不會涉及很多設備本身的知識。這樣我們在學時會更注重在驅動框架本身的學習。在學習字符設備驅動的過程中，除了基本的open、read、write、ioctl、close外，還要學習併發(原子量，自旋鎖，互斥體等)，阻塞和非阻塞I/O, 異步通知和異步I/O等等，最後還有一個很重要的就是中斷。這些東西隨便擰一個出來，都能學很久。像併發，阻塞，異步I/O這些在其他的設備驅動中也一樣會用到，所以在這個階段一定要好好學的。
(6) 驅動架構
可能很多人學完字符設備驅動後，會馬上繼續學塊設備和網絡設備驅動。但我覺得這個時候去學這些是比較容易受打擊的。並且我認爲應該先把一種摸透，然後再去理解更復雜的，這樣會提升信心，對學習更有幫助。
這裏說的驅動架構是"總線設備驅動"模型。一般掌握platform，spi，i2c等總線。platform是一種虛擬總線，一般控制器都是用這種總線，還有像LED，按鍵這種不是掛接在具體總線上的，也是用platform。這個模型的目的是爲了將硬件部分分離，讓驅動可以複用。
這過程中我們可以將上面的字符設備驅動改爲使用"總線設備驅動"模型。到此，我們基本可以應付很多傳感器驅動了。
(7) 塊設備驅動和網絡設備驅動
塊設備一般就是存儲設備，比如磁盤，MMC，FLASH等。Linux定義了大量結構體和函數接口來讓我們填充調用。網絡設備也是一樣，Linux封裝了net_device結構體，然後讓我們填充註冊。大量的驅動都是這樣，Linux系統屏蔽了很多細節，讓我們專注於設備的控制和讀寫。比如RTC，LCD等，我們只需要去使用rtc_device結構體就可以去註冊一個RTC設備。現在的網絡設備一般拆分成MAC+PHY的結構，就是主芯片有MAC控制器，然後外掛PHY芯片。像最早的DM9000是將MAC和PHY集中在一起。
(8) 各驅動子系統
Linux內部有很多驅動子系統，比如前面說的RTC，Linux提供了RTC核心層，再比如LCD，提供了FrameBuffer等等。還有鼠標，鍵盤等輸入(Input)子系統。每一種驅動都能啃很久，以後可能還會接觸Wifi，藍牙，USB等等。這些東西不單單需要驅動相關知識，還需要很多協議和接口相關的知識，它們的複雜之處就在於此。這些複雜的驅動等需要的時候，或者有時間的時候再慢慢深入研究。
(9) 設備樹
爲什麼將設備樹放最後，因爲你不用設備樹也可以，但是自從設備樹出現之後，基本上大家都在使用。所以它已經成爲驅動工程師的必備技能了。Linux推出這個東西，肯定是經過深思熟慮的，我們要順應潮流。
Linux的更新是非常快的，很多東西在迭代，所以我們也要經常關注。驅動架構也在更新，你會經常發現很多結構體在不同版本下是不同的。
推薦書籍:
《LINUX設備驅動程序》
《嵌入式Linux應用開發完全手冊》
《Linux設備驅動開發詳解–基於最新的Linux4.0內核》
建議：
買塊板子學習，之前可能大家推薦三星的2440，但是這款慢慢的在停產，所以現在更推薦三星210或4412，還有NXP的IMX6。這些芯片性能好，以後還可以用來學Android。
總結
嵌入式軟件可以深入的東西還有很多，包括算法，數據結構，設計模式等等。上面探討的是關於學習的路線和方向，並不是教程之類的，只是在告訴大家如何去學習，具體的學習內容，需要大家去找資料，找教程。
因爲上面都是個人經驗，如有錯誤或遺漏，歡迎指出！或者有更好的建議，也歡迎探討，後期會對其進行完善。
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