简单聊聊嵌入式学习路线

大家好，我是小麦。

从事嵌入式相关行业，差不多快有10年的时间了，走过很多弯路，踩过很多坑。今天和大家简单聊聊嵌入式学习路线。

什么是嵌入式？

嵌入式即嵌入式系统，IEEE（美国电气和电子工程师协会）对其定义是用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置，是一种专用的计算机系统。

国内普遍认同的嵌入式系统定义是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

嵌入式是一个比较多学科综合的方向，有很多细分的方向。其实可以直接切入某个细分的领域，然后介绍一下学习路线，比如单片机开发，Linux应用开发，Linux驱动开发。

但是不难发现，虽然是很多细分，但是需要学习的知识有所交叉，有的又相互独立。

嵌入式的相应招聘岗位，基础技能树要求其实相差不大，不过有很多对行业绑定比较深的岗位，会要求有行业经验和这个行业沉淀的相关技能；

• 比如汽车电子要求can，autosar；
• 物联网要求网络协议，单片机，RTOS，WiFi，Bluetooth等等；
• BSP工程师要求掌握Linux内核和各种子系统；
• 机器人相关要求掌握ROS；

岗位还有很多，这里就不过多列举了，下面分享一下我认为的比较万金油的学习路线。

下面是我整理的思维导图。简单来说一下传统的学习路线。

编程基础

C语言

这是必须要精通的。C语言非常灵活，可以进行单片机开发，驱动开发，固件开发，内核开发，应用开发，几乎都可以用到。比如著名的操作系统Linux，主要就是C语言实现的，当然还有很多基于C语言的项目，这里就不一一介绍了。 如果学习C语言，个人比较喜欢浙大翁恺老师的课程。

C++

C++在嵌入式中更多是应用开发方向，因为对C有较好的兼容，所以在硬件方面仍然使用C进行编程，而较为复杂的业务逻辑部分，则使用面向对象的C++进行封装和实现。所以C++和C的混编也是非常实用的。

数据结构与算法

合理地使用数据结构，它会让的开发事半功倍，常用的数据结构，比如队列，链表其实在嵌入式的开发中十分常见，当然还有hashmap，二叉树等等。如果编程语言是武器，那么数据结构就是招式。什么样的场景，使用什么样的招式，数据结构里大致都写了。

其他编程语言

还有很多其他的编程语言，我这里就列举几个。

shell

这是脚本语言，在Linux上比较常见，一般来说，掌握shell，可以大大提高工作效率，这个是强烈建议熟练掌握的，遇到不懂的可以多看man page；

python

很方便，大大提高效率。用于验证一些算法功能，或者办公自动化。

硬件知识

这里的硬件知识并不是对于做纯硬件开发的路线，而是做嵌入式软件开发，需要掌握哪些硬件知识，下面详细来说一说；

硬件基础

具备最基础的硬件知识素养，如果是做驱动的开发，比如BSP工程师，必须具备最关键的两点，可以看懂芯片的Datasheet，可以看懂原理图，因为要做板机的开发。

常见的通讯协议

比如UART，I2C，SPI协议等等，这三个比较常见，也相对比较简单。其他还有很多通信协议，这里就不再介绍了。

常见的片上外设

比如gpio，adc，dac，watchdog，timer，pwm这些，原理都是一样的，但是一般的SOC基本也都是类似的外设。

常见工具的使用

示波器，万用表，电源的使用，至少不能经常把正负极接错。示波器便于用来查看时序，开发的时候方便排查问题。

嵌入式系统

嵌入式操作系统的话，通常看具体的需求进行划分，常用的实时系统有ucos，freertos，rtthread，vxworks等等，而Linux系统也十分常用；

实时系统

通常来说，实时系统大多用于用于控制的场合，比如ucos，freertos，rtthread，vxworks等等，都是实时系统。

Linux系统

Linux系统应用比较广泛，智能硬件，监控设备，路由器，手机，汽车等等，都有它的身影。大致方向主要分为Linux驱动和Linux应用，两者的界限已经模糊不清。技术架构上分为用户空间和内核空间，如下图所示；

应用

如果是应用开发，其实和纯软件开发差不多了。

基础内容，其实前面也有一部分提及，Linux系统编程，多线程，操作系统层面的基本知识，互斥，信号量，网络编程等等。

具体应用，比如音视频的开发，运动控制，机器人开发等等；

推荐看《Unix环境高级编程》，这是基础。

驱动

对于底层知识的掌握要求比较高，至少板机Linux的编译，剪裁，移植等内容。

可以根据具体硬件需求，添加相应的驱动到系统中，因为系统已经规定好相应的驱动框架，因此需要了解各种内核子系统和各种类型的驱动。比如字符设备驱动，块设备驱动，设备树的使用等等。

深入学习子系统也是一个难点，可以帮忙更好地了解Linux，例如进程调度（SCHED）、内存管理（MM）、虚拟文件系统（VFS）、网络接口（NET）和进程间通信（IPC）。

比较推荐的学习资源，宋宝华老师的Linux内核4.0驱动书籍，韦东山老师的驱动视频，互联网时代，搜一下就有了。

总之，技术在于积累。

其他

上面说了这么多，如果要保持技术的精进，需要保证持续学习，多看优秀的源代码，找优秀的开源项目。

非常规学习路线

在掌握部分基础知识之后，也可以尝试这种学习路线，按照项目的形式进行学习。

定一个目标项目，例如；

• 在Linux系统上实现一个程序，如果非得和硬件沾边，比如做一个人脸识别的门禁系统；
  
• 比如要在一个板子上移植Linux系统，并添加驱动；
  
• 用单片机开发一个小项目，完成软硬件的设计；
  

以上完全是三个不同的方向了，因为每个人的具体情况都不相同，可以根据自己的技术栈和兴趣爱好来做，想不到做什么的，找一些开源的项目，自己复刻一下，也是很好的。

有了目标之后，将任务拆解，这中间会遇到很多知识盲区，会用到上面我提到过的很多知识，这时候你就要去学习，去吸收，带着目的去学习和实践，效果反而会更好。

总结

这篇文章总体上介绍了嵌入式的学习路线，相对宽泛和简略，由于嵌入式的知识体系确实很庞大，单纯从个人角度去写，还有很多片面和局限的地方，也希望对一些想要加入这个方向的同学有所帮助，如果本文存在错误或者需要改进的地方，欢迎您的建议。