高手是怎樣煉成的？
發(fā)布人：xiaomaidashu
時(shí)間：2022-06-22
來(lái)源：工程師
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家好，我是小麥。
很多大學(xué)生、初學(xué)者總愛(ài)問(wèn)一個(gè)問(wèn)題：嵌入式這條路怎么走？
以下是一位嵌入式高手分享的個(gè)人經(jīng)歷，看看鋼鐵是怎么樣煉成的吧，相信會(huì )有所幫助。階段 1大一到大三這個(gè)階段我與大多數學(xué)生相同：學(xué)習本專(zhuān)業(yè)知識（EE專(zhuān)業(yè)），學(xué)習嵌入式軟件開(kāi)發(fā)需要的計算機課程（匯編原理，計算機組成原理，操作系統，C語(yǔ)言等），學(xué)習嵌入式項目（來(lái)源于實(shí)驗室項目，自己想到的項目以及各種比賽）。關(guān)于如何學(xué)習嵌入式軟件開(kāi)發(fā)：① 學(xué)習51單片機。這個(gè)階段你只需要跟著(zhù)郭天翔的視頻去學(xué)，只要求實(shí)現功能，不求甚解。但建議能夠提出問(wèn)題，比如“為什么往IO控制寄存器寫(xiě)入特定值能點(diǎn)亮LED燈？”“IO口的電路結構是什么樣子的？”“什么是上拉下拉，灌電流拉電流？”，這一階段主要是熟悉單片機的使用，并且在使用中思考發(fā)現問(wèn)題，還能熟悉一些基本概念。② 開(kāi)始查資料看書(shū)?？茨M電路數字電路等等，開(kāi)始去弄明白1中所提出的問(wèn)題。這時(shí)候問(wèn)題主要集中在電路方面。③ 開(kāi)始學(xué)習STM32。隨便買(mǎi)個(gè)板子，看原子的書(shū)跟著(zhù)一步步去做。這時(shí)候你會(huì )遇到很多計算機方面的問(wèn)題，這時(shí)候一邊學(xué)習教程，一邊學(xué)習：微機原理，編譯原理，操作系統。你要弄清楚 ARM 架構，弄明白 CPU 如何取指，譯碼，執行，知道地址總線(xiàn)，控制總線(xiàn)，數據總線(xiàn)如何工作。要弄明白你編譯各個(gè)階段產(chǎn)生的各個(gè)文件是什么，什么是分散加載，什么是重定位，什么是代碼段，什么是數據段，等等。弄明白 CPU 如何啟動(dòng)，程序鏡像在內存中如何布局。要知道中斷的原理，以及現場(chǎng)保護等等。最后你了解了各個(gè)知識點(diǎn)之后，轉向 GCC 開(kāi)發(fā) STM32，這時(shí)候你如果知識掌握得不錯，你應該可以很快地學(xué)會(huì )編寫(xiě)鏈接器腳本并且明白每一條語(yǔ)句所代表的含義。④ 開(kāi)始增強 C 語(yǔ)言。深入挖掘C語(yǔ)言的各個(gè)死角。最好可以做到當你寫(xiě)下一條語(yǔ)句的時(shí)候知道編譯器會(huì )如何處理。還需要數據結構和軟件工程，建議最好還要學(xué)習一下設計模式。開(kāi)始學(xué)習養成良好的代碼風(fēng)格，開(kāi)始思考代碼的結構?？梢哉f(shuō)設計模式如果能學(xué)好，在往后學(xué)習 LINUX 內核時(shí)大有裨益。你會(huì )發(fā)現 LINUX 的輸入子系統有點(diǎn)像職責鏈模式，會(huì )發(fā)現 ASOC 音頻系統有點(diǎn)像模板方法模式。私以為，如果能在兩個(gè)以上不同方面考察同一種編程思想，你會(huì )得到更加深刻的理解，更能領(lǐng)會(huì )其精華。⑤ 認真研讀 OS 方面的書(shū)。各個(gè)知識點(diǎn)都要弄明白，進(jìn)程是什么，程序是什么，線(xiàn)程是什么，競爭死鎖優(yōu)先級反轉，虛擬地址空間物理地址空間，用戶(hù)空間內核空間等等。開(kāi)始學(xué)習 ucos，這個(gè)沒(méi)什么可說(shuō)的，如果在 2 中能熟練掌握各種知識點(diǎn)，知道 CPU 如何中斷如何保護恢復現場(chǎng)，那么讀ucos 的源碼時(shí)候，在原理上就不會(huì )有什么疑惑。如果能在 4 中養成把握代碼整體結構的能力并且學(xué)習好數據結構和基本的算法，讀源碼就沒(méi)有什么障礙。一旦原理弄通了，源碼也能讀懂，那么吃透 ucos 就是順理成章的事情。⑥ 自己仿照 ucos 寫(xiě)一個(gè) stm32 上的實(shí)時(shí) os 出來(lái)。⑦ 進(jìn)軍 LINUX。學(xué)習 LINUX 的基本使用，看趙炯那本內核剖析，啃 LINUX 內核設計與實(shí)現，把握總體的內核架構。之后可以學(xué)習驅動(dòng)，看建議陳學(xué)松老師的書(shū)，弄明白基本的驅動(dòng)架構和如何編寫(xiě)簡(jiǎn)單的驅動(dòng)，認真對待，這里強調一下設備驅動(dòng)模型。最后啃 LINUX 內核源碼情景分析，上下兩冊用心讀，這里著(zhù)重強調一下內核中的 VFS 部分。之后就是看宋寶華老師的書(shū)，進(jìn)一步學(xué)習驅動(dòng)開(kāi)發(fā)。最后，看內核源碼看內核源碼看內核源碼。⑧ 其它的什么 SPI，IIC，什么 DMA，都只是技能問(wèn)題，只要知識學(xué)的好，技能想咋點(diǎn)就咋點(diǎn)。階段 2大三到研究生入學(xué)前這個(gè)階段我在工作與考研之間無(wú)比糾結，并在此期間無(wú)數次常思考嵌入式開(kāi)發(fā)到底是什么，如何把嵌入式開(kāi)發(fā)做好，以后該選擇怎樣的一條職業(yè)道路。為此，像很多人一樣，在網(wǎng)上向做嵌入式開(kāi)發(fā)的前輩們咨詢(xún)過(guò)多次。在這個(gè)階段，我學(xué)習了 Linux 驅動(dòng)開(kāi)發(fā)，并漸漸認識到，嵌入式開(kāi)發(fā)是一個(gè)比較偏軟件的崗位（我認為大多數學(xué)生做的工作都是嵌入式軟件開(kāi)發(fā)，而不是硬件開(kāi)發(fā)），應該深入學(xué)習計算機體系結構的知識，而不是把那些無(wú)聊的嵌入式相關(guān)項目翻來(lái)覆去的做（尤其少參加亂七八糟的比賽）。最終，我選擇了讀研，想站的再高一點(diǎn)看這件事。階段 3研一進(jìn)入研究生階段（2018），當大家都火急火燎的加入 AI 的陣營(yíng)時(shí)，我依然對嵌入式愛(ài)的深沉。選課時(shí)，我選擇了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統，計算體系結構相關(guān)的課程，還看了很多相關(guān)的書(shū)籍，依然每周保持嵌入式 Linux 的學(xué)習。時(shí)不與我，明明選擇了做底層的導師，結果導師轉做深度學(xué)習了，還好是做終端+AI相關(guān)的方向，也不算完全偏離嵌入式，這讓人多少有點(diǎn)欣慰（畢竟我還是放不下嵌入式的）。在這個(gè)階段，由于接觸了不少的人和事，我越來(lái)越認識到，嵌入式只是一個(gè)平臺，切勿把嵌入式看作一個(gè)具體的崗位，無(wú)論硬件還是軟件。因此，我對這個(gè)崗位以及行業(yè)就業(yè)現狀有了更進(jìn)一步的認識。階段 4研二到研三在這個(gè)階段，我對狹義嵌入式（驅動(dòng)，應用開(kāi)發(fā)）完全釋?xiě)?，我認為許多人喜歡的嵌入式并不是驅動(dòng)或者應用等開(kāi)發(fā)，而是對底層系統的一種好奇心與掌控時(shí)的快感。與其說(shuō)喜歡嵌入式，還不如說(shuō)喜歡的是計算機體系結構。因此，只要是涉及到硬件的軟件開(kāi)發(fā)，我都喜歡，我也將其均定義為嵌入式。因為嵌入式軟件開(kāi)發(fā)就是建立在底層語(yǔ)言，計算機組成原理，操作系統等知識上的一種軟件開(kāi)發(fā)，如果你想將嵌入式開(kāi)發(fā)做好，你就得學(xué)好這幾門(mén)課程 ，如果你學(xué)好了這幾門(mén)課程，底層軟件開(kāi)發(fā)工作的崗位你應該都能勝任。因此，又何必將嵌入式開(kāi)發(fā)狹義的劃到驅動(dòng)開(kāi)發(fā)，XX協(xié)議開(kāi)發(fā)之類(lèi)的呢？最終，這個(gè)階段我毅然放棄了 Linux 驅動(dòng)的學(xué)習，投入了 Python 深度學(xué)習的懷抱中。我不再關(guān)注我到底做的是不是嵌入式開(kāi)發(fā)，只關(guān)注和嵌入式平臺有沒(méi)有關(guān)系。我研究的是如何把一個(gè)深度學(xué)習模型部署到嵌入式平臺上去。有人可能會(huì )疑問(wèn)，這和嵌入式開(kāi)發(fā)有什么關(guān)系？為什么沒(méi)有關(guān)系呢？在嵌入式平臺上用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型的前向推理，這不是把我們的C語(yǔ)言和組成原理的知識發(fā)揮出來(lái)了嗎？當圖像處理程序性能不足時(shí)，查看生成的匯編程序，當匯編效率不高時(shí)，將 C 語(yǔ)言替換為我們自己寫(xiě)的匯編代碼，這還不夠嵌入式嗎？其實(shí)，當我們把思路放寬后，嵌入式就不再是某一個(gè)具體的崗位了，它有可能是 AI 算法工程師，AI編譯器開(kāi)發(fā)工程師，FPGA加速工程師，高性能工程師等等。
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作者：夢(mèng)人亦冷
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