嵌入式系統(tǒng)開發(fā)
早期PC時代，我們知道能做出X86 CPU量產(chǎn)的也沒有幾家，Intel、AMD。但是嵌入式時代不一樣了，ARM的IP授權(quán)模式導(dǎo)致不同的芯片廠商百家齊放，不同的SOC平臺和開發(fā)板眼花繚亂，針對不同行業(yè)需求定制的SOC平臺：手機(jī)芯片、平板芯片、視頻安防、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、工業(yè)控制，甚至人工智能AI芯片....，你到Linux內(nèi)核的ARCH下面可以看看有多少種CPU架構(gòu)，再到arch/arm下面看看有多少種開發(fā)平臺，這還只是加入到內(nèi)核mainline的平臺，算上沒有加入Linux內(nèi)核主線的各種平臺，其實(shí)數(shù)量更多。
眾多的芯片架構(gòu)、不同的開發(fā)板平臺，我們該如何去學(xué)習(xí)？
嵌入式和PC的概念也越來越模糊了，Intel已經(jīng)推出X86架構(gòu)的CPU和嵌入式產(chǎn)品了，比如平板。ARM也開始進(jìn)軍服務(wù)器和筆記本領(lǐng)域了。無論什么CPU架構(gòu)，ARM、X86、MIPS、PowerPC，還有近火熱的物聯(lián)網(wǎng)芯片，無論是做嵌入式產(chǎn)品，還是PC、服務(wù)器，他們的底層本質(zhì)其實(shí)都沒有變，都是計算機(jī)原理和系統(tǒng)架構(gòu)，都是馮諾依曼的計算機(jī)架構(gòu)，圖靈原型機(jī)的各種實(shí)現(xiàn)。
不斷復(fù)雜的軟硬件系統(tǒng)，對嵌入式工程師或者學(xué)習(xí)者來說是一個挑戰(zhàn)。這對我們本身的知識和技能有一個更新的要求。早期51單片機(jī)時代，我們可以自己使用面包板或者自己畫PCB，做一個開發(fā)板，然后在上面開發(fā)軟件。軟件、硬件自己全搞。現(xiàn)在不斷復(fù)雜的SOC平臺，再想一個人全搞，軟硬通吃，基本不可能，這也導(dǎo)致我們需要分工協(xié)作來完成。首先軟硬件的分工，各司其職，各自精通自己的領(lǐng)域，然后進(jìn)行軟硬件整合，協(xié)作開發(fā)。再次，軟件方面，嵌入式軟件也越來越復(fù)雜，Linux內(nèi)核1000多萬行，android源碼下載下來就占幾個G的空間，自己想全搞，同樣不可能，同樣需要進(jìn)行分工。比如android，需要分為BSP工程師、Linux內(nèi)核工程師、驅(qū)動工程師、android中間層開發(fā)工程師、APP開發(fā)工程師。對于一個Linux內(nèi)核，也需要分工，各個模塊同樣進(jìn)行分工：Linux內(nèi)核的USB子系統(tǒng)、音頻子系統(tǒng)、視頻編解碼、文件系統(tǒng)......把其中一個模塊你搞精通了，工資不是問題。
對于嵌入式學(xué)習(xí)者來說，我們該學(xué)習(xí)什么，或者說如何學(xué)習(xí)？才能提高自己的職場競爭力，或者說對于一個新手來說，如何通過自學(xué)，達(dá)到公司的用人標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，找到一份自己想要的工作？
首先，你要學(xué)會做減法，從現(xiàn)實(shí)出發(fā)，要有這樣一個意識：我不可能精通所有的嵌入式技術(shù)，學(xué)會堅持，制定合理現(xiàn)實(shí)的小目標(biāo)。很多人喜歡那種不切實(shí)際的廣告轟炸營銷，擊中你心理上的某個軟肋，某個G點(diǎn)，一下子興奮起來。越熬越濃的心靈雞湯，并不能解決我們吃飯的生存現(xiàn)實(shí)問題。很多人，包括我，在學(xué)習(xí)的時候，都喜歡給自己樹立各種路線、計劃、日程表。制定計劃時激情滿滿，熱情高漲，激動得睡不著覺。計劃宏偉而飽滿，仿佛成功就在眼前。但是往往不切實(shí)際，往往在早期，遇到各種困難，各種坑，各種拖延導(dǎo)致沒有堅持下來，夭折。然后接著制定下一個宏偉的計劃，繼續(xù)夭折，生活周而復(fù)始，day after day。觀察我們生活周圍，真正做出成績的都是那些基于現(xiàn)實(shí)出發(fā)，能一路堅持下來的人，day by day。有時候你會發(fā)現(xiàn)，并不覺得他們有多聰明。
其次，保持自己的興趣，說白了就是為了堅持下去。見過很多人想學(xué)習(xí)嵌入式，花了很多米買一塊開發(fā)板，激情滿滿，過一段是過去再看，已經(jīng)不折騰了。嵌入式開發(fā)難，難在哪里呢？主要在于開發(fā)環(huán)境的搭建，軟件調(diào)試上，不像在Windows上使用VC開發(fā)程序，集成開發(fā)環(huán)境都幫你弄好了，各種斷點(diǎn)、單步、查看堆棧、寄存器、內(nèi)存窗口。而嵌入式不一樣，硬件環(huán)境搭建會遇到各種各樣的問題，各種電腦的兼容問題，各種莫名其妙的問題，有時候著實(shí)讓人抓狂，時間久了，慢慢地學(xué)習(xí)的激情殆盡，也就不想學(xué)習(xí)了。這還不算什么，更嚴(yán)重的是，很多人學(xué)習(xí)嵌入式遇到挫折，往往會打擊人的自信，覺得自己能力不行，智商不夠，不適合干這行，在心理留下了陰影。對于個人學(xué)習(xí)者來說，買了開發(fā)板，你不買配套的萬用表、示波器等調(diào)試設(shè)備，遇到硬件問題也是一籌莫展，無法解決。其實(shí)我們可以完全使用其它的平臺去開展我們的研究和學(xué)習(xí)，比如QEMU，一款可以仿真開發(fā)板的開源軟件，使用這款開源軟件，我們可以在電腦上虛擬一個世面上流行的開發(fā)板，然后再在這個仿真的開發(fā)板上跑u-boot、Linux內(nèi)核、掛載根文件系統(tǒng)，使用和開發(fā)板一樣的源碼，運(yùn)行效果和真實(shí)的開發(fā)板是一樣的。而且，使用QEMU的好處就是，“硬件”永遠(yuǎn)不會出問題，可以讓我們避過硬件的各種坑，騰出更多的精力去研究嵌入式軟件的各種架構(gòu)、編程技能、內(nèi)核驅(qū)動....，這些才是嵌入式工程師的核心競爭力，需要花大量的時間不斷地去積累，去磨合，去提高的。把大量的時間耗在一個本該不屬于學(xué)習(xí)范疇的硬件bug上或者硬件環(huán)境不兼容上，不劃算，因為你以后進(jìn)公司后，遇到同樣的問題，找硬件工程師，半分鐘幫你搞定。所以說，選擇一個理想的嵌入式學(xué)習(xí)平臺，尤其對于初學(xué)者來說，很重要。
，要保持學(xué)習(xí)的深度，刻意練習(xí)。不要讓自己永遠(yuǎn)待在學(xué)習(xí)的舒適區(qū)，要學(xué)會挑戰(zhàn)自己，不斷去擴(kuò)展自己知識的邊界，完善自己的知識體系和技能。很多人買了開飯，按照教程，“移植”了u-boot，Linux內(nèi)核，制作了根文件系統(tǒng)，然后就陷入了迷茫：接著要干什么？要學(xué)習(xí)什么？想學(xué)習(xí)又感覺深入不下去，東一耙子，西一耙子，看看這，看看那，時間不知不覺就過去了。其實(shí)，學(xué)習(xí)嵌入式，基本的嵌入式知識和理論學(xué)習(xí)還是必要的，很多人推崇邊做邊學(xué)，到項目中學(xué)習(xí)，實(shí)踐出真知。當(dāng)然這也是一個方法，但是也有弊端，那就是學(xué)習(xí)的不系統(tǒng)，很多有心人到后來還是得回來補(bǔ)課，完善自己的知識體系和技能。很多人玩開發(fā)板，燒寫鏡像，玩得賊溜，但是你知道這里面的原理嗎？知道JTAG怎么下載的嗎？Jlink和JTAG有什么區(qū)別？為什么PC上要裝個JTAG軟件而Jlink不用？程序的編譯和鏈接是怎么樣的？為什么內(nèi)核鏡像要下載內(nèi)存的某個地址？換個地址行不行？為什么我們編寫的程序要在有OS的環(huán)境下運(yùn)行，在ARM開發(fā)板裸機(jī)環(huán)境下，你能寫一個跑起來的程序嗎？只有對這些問題深入思考，你才會對嵌入式有一個更深的認(rèn)識，超越了平臺，一通百通。