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深圳華清遠見告訴你零基礎怎樣學習嵌入式？
深圳華清遠見告訴你零基礎怎樣學習嵌入式？
大家眼中的嵌入式是什么呢？我們可能在大學焊過電路板、組裝過收音機、課程設計仿真過密碼鎖、計分器，學過匯編、了解C51，高大上點兒的畢業(yè)設計玩過傳感器，參加過競賽，做過一些智能機器人、智能家居、智能溫控大棚等項目，這難道就是嵌入式嗎？深圳華清遠見告訴你零基礎怎樣學習嵌入式！
深圳華清遠見教你如何零基礎學習嵌入式
01 嵌入式人工智能要學習哪些內容？
十幾年前的嵌入式開發(fā)受限于硬件處理器的性能，無法實現復雜的邏輯和功能，使得嵌入式產品功能單一。
現在嵌入式開發(fā)隨著處理器的成長要面對全新的挑戰(zhàn)：計算性能和內存永遠不夠用、為了保障不丟幀要求高效的實時性、高級接口和協議棧的產生導致代碼的規(guī)模越來越大。
為了應對這些新的挑戰(zhàn)，各大企業(yè)對工程師有以下幾個方面的要求：編程能力、處理器架構、操作系統(tǒng)、接口與驅動、Framework、應用編程與調試、硬件知識。
1. 編程能力
嵌入式工程師大類上屬于軟件工程師的范疇，編程技能是基本功，DJI、小馬智行、NINEBOT、石頭科技、OPPO、小米、地平線這些公司都對C/C++要求熟練掌握的程度。
除此以外對解釋型語言要求為至少熟悉一種腳本語言。了解Linux系統(tǒng)，會使用Makefile工程管理工具等。
可見，C和C++仍舊是嵌入式開發(fā)絕對主流的語言。底層軟件這么多年來，一直是C的天下，在可預見的將來，不會改變。
隨著系統(tǒng)復雜度越來越高，越來越多的應用層軟件采用C++來編寫。Sehll主要用于制作工程管理工具，Python可以讓你和人工智能工程師愉快對話。
2. 處理器架構
美團、小馬智行、石頭科技、OPPO、VIVO都要求熟練掌握或者精通STM32單片機和ARM處理器架構，其它加分項有DSP、熟練使用ARM Cortex-A或M系列內核的SOC。
這部分我們需要了解Cortex-M和Cortex-A系列處理器架構。哈佛架構、馮諾依曼架構、多級流水線、是最簡單的問題。SIMD、MIMD、指令預取、亂序執(zhí)行這些概念也要搞懂。
3. 操作系統(tǒng)
大疆、美團、小馬智行、小米、地平線都要求熟悉Linux下的多進程多線程、網絡編程的開發(fā)和調試，內存、功耗、性能優(yōu)化等。
無人駕駛和無人機，這些對響應速度要求高的行業(yè)，對實時操作系統(tǒng)也有不同程度的要求。
在這一部分我們需要掌握基本的操作系統(tǒng)知識，理論結合實際，熟悉一個RTOS，大多數的RTOS的復雜度遠小于Linux。
Linux擁有完善的生態(tài)，相較于RTOSLinux的C庫配置已經很完善了。但是想要用好就有一定難度了，在這里需要了解內存管理、進程管理、多核、中斷、鎖、消息隊列，性能分析等等內容來應對開發(fā)工程中幀率下降、系統(tǒng)秒級卡死、相機丟幀等異常。
4. 接口與驅動
許多初涉嵌入式行業(yè)的人會狹隘的認為搞嵌入式就是寫驅動。
美團無人配送、小馬智行、石頭科技對CAN、SPI、I2C、UART這些常見的低速接口都要求熟悉，其它的像LCD、Touch、Camera、USB、BT/WIFI/GPS、IMU這些進入尋常百姓家的Sensor驅動開發(fā)經驗是妥妥的加分項。
低速接口的驅動，在廠家提供的BSP中一般都有，只需要仔細看手冊，搞清各接口所需的工作模式并做適當配置，該用中斷的時候用中斷，該用DMA的時候用DMA，即可。
5. Framework
中間件和協議棧的部分有一個特點，研發(fā)機器人的企業(yè)一般都會要求熟悉ROS，相機類的企業(yè)要求熟悉camera、codec、storage相關的pipeline。還有基本的協議棧也是必須了解和掌握的。
6. 應用編程與調試
美團無人配送、小馬智行、NINEBOT、小米都要求熟悉Linux或Unix系統(tǒng)編程，了解基本的編譯原理，需要掌握gdb、valgrind、strace、perf、coredump等調試手段，用好log系統(tǒng)。
只要掌握上面編程能力、操作系統(tǒng)、Framework這些內功心法，調試工具不過是招數。
7. 硬件知識
科技企業(yè)大多要求了解一定的硬件知識，基礎硬件知識的掌握程度，達到可以看懂原理圖并對常見的元器件有一定了解，熟悉模電數電知識即可?；旧鲜请娮庸こ填悓W生，所學專業(yè)課的內容。另外，要會使用示波器等測試儀器，會驅動常見的傳感器等。
02 零基礎如何入門？
嵌入式人工智能專業(yè)是綜合了計算機硬件技術，計算機軟件技術以及電子電路技術、人工智能的一門綜合學科，所涉及的內涵和知識非常廣泛。
1. C語言基礎
在開始學習嵌入式之前，首先要打好基礎，其中最重要的是C語言基礎，要至少達到能單獨編寫調試一個500行的小項目（大概是一個本地員工管理系統(tǒng)的代碼量），能夠了解C語言的基本語法規(guī)則，基本語句的使用，理解指針概念并能靈活使用各種指針。
在學習C語言的過程中，指針的概念比較難理解，但是如果對計算機組成原理有了解的話，地址和 指針，源碼和可執(zhí)行程序，軟件通過寄存器控制硬件這些概念都會變得很清晰。
那學習C語言使用什么環(huán)境？
首選方案，Windows安裝虛擬機，虛擬機運行Linux操作系統(tǒng)，編輯器選擇vim，命令行運行gcc編譯器編譯環(huán)境。
為什么要用Linux操作系統(tǒng)呢
從上文中的各大企業(yè)對研發(fā)工程師的要求可以看出，Linux操作系統(tǒng)在嵌入式行業(yè)中的地位是任何操作系統(tǒng)不可比擬的。許多公司為了保護自己的代碼產權，開發(fā)用的主機直接運行Linux操作系統(tǒng)，并在命令行終端來控制主機。
出于未來工作中盡快適應這種開發(fā)環(huán)境，所以可以在入門的時候就直接體驗和見識酷炫的Linux操作系統(tǒng)。
但是入門階段并不需要刻意背過Linux的各種使用命令、Linux各種服務器的配置，還原備份各種操 作等，只要會基本文件相關的命令，會使用vim編輯器和gcc編輯器即可。
大約一周的時間即可熟悉Linux系統(tǒng)，你會體會到Linux和Windows系統(tǒng)的不同，擺脫對圖形化界面的依賴。
當學會了C語言編程后，你需要掌握操作系統(tǒng)相關的知識，多線程多進程編程、網絡編程。通過實踐學習一些接口函數完成一些小項目比如銀行家算法、網絡聊天室等。對操作系統(tǒng)的知識有一個初步的感性認識。
2. MCU和CPU
以上的所有編程學習都是在單一的環(huán)境下進行的。即開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境都是一樣的都在Ubuntu下進行。難道嵌入式開發(fā)就是如此嗎，說好的軟硬件可裁剪呢？
別急，緊接著我們就需要加入MCU和CPU的學習，要學習ARM是什么，不同系列的MCU開發(fā)方式不同，ARM Cortex™-A 系列應用型處理器，可向托管豐富OS平臺和用戶應用程序的設備提供全方位的解決方案，從超低成本手機、智能手機、移動計算平臺、數字電視和機頂盒到企業(yè)網絡、打印機和服務器解決方案，是作為學習嵌入式的合適的素材。
現在嵌入式的學習資源豐富，選擇合適的Cortex™-A 系列的開發(fā)板后，根據裸板開發(fā)、系統(tǒng)移植、驅動開發(fā)這樣的順序學習。
裸板開發(fā)的學習主要是感受一下如何通過編程實現控制硬件。系統(tǒng)移植中我們會發(fā)現搭載Linux操作系統(tǒng)的板子功力大增，交叉編譯工具鏈的出現使得我們對架構兩個字有了更深入的認識。
剛剛還在懷念在Ubuntu下編寫C代碼運指如飛的感覺，現在可以繼續(xù)編寫Linux風格的C代碼了。
3. 驅動開發(fā)
前面裸板開發(fā)和驅動移植的學習目的是面對接下來的驅動大魔頭，學習驅動開發(fā)我們需要有一個空杯心態(tài)，需要有主動理解Linux內核設計理念的意識（但是不要鉆牛角尖），時刻把握Linux下一切皆文件的宗旨和分層的思想。
當我們在這一階段點亮開發(fā)板上的一盞明燈，恭喜你，一只腳踏進嵌入式開發(fā)的大門了。
4. C++和Qt
體會了最基本的驅動開發(fā)后，嵌入式學習還未結束，但是之后的學習我們有了一些選擇的主動權，當我們看到一些有意思的嵌入式小項目，我們可以理解它的實現思
而最好的學習方法是自己實踐完成一些小項目，你也許不滿足之前所學，為什么不能把黑乎乎的命令行終端優(yōu)化成精美的液晶屏顯示，C++和Qt的學習就在所難免了。
5. Python人工智能
那么，如果你已經可以實現一個小型的嵌入式項目了，但是如果大火的人工智能技術可以加入到這個小項目中，想必一定非?？犰牛覀兛梢园汛舭宓挠脩艚缑孑斎敫某蓤D像識別或者人臉識別。
6. STM32
一個產品級的項目考慮的不僅僅是功能的實現，還要考慮功耗、成本。