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嵌入式开发需要学哪些内容？

2022/10/11 17:24:44

近年来，随着计算机技术及集成电路技术的发展，嵌入式技术应用越来越广泛，在航空航天、军工、工控、医疗、电子、通讯、网络等领域得到广泛应用。

近年来，随着计算机技术及集成电路技术的发展，嵌入式技术应用越来越广泛，在航空航天、军工、工控、医疗、电子、通讯、网络等领域得到广泛应用。

嵌入式技术也无疑成为当前热门的IT技术之一，也越来越多的人想学习嵌入式技术，加入到这个行业中来。那嵌入式都要学习哪些内容？学习路线是怎样的？下面我们一起来看看：

干货满满，建议先收藏起来~

嵌入式是一种软硬件的综合性技术，要学习的内容比较多，包括嵌入式软件、嵌入式硬件，以及相关行业、产品的专业知识等。

但是作为零基础入行，我们不可能，也没有时间和精力把所有的知识都学个遍，只需要掌握重点知识，尤其是一些不变的知识，然后再在工作中来拓展知识面，这样才能起到事半功倍的学习效果。

嵌入式软件工程师要做的事情就是根据产品需求，设计好软件并让硬件工作起来。嵌入式产品硬件部分，大体都是相同的，核心由CPU、RAM和FLASH几大部分组成，而软件会根据需求千差万别。

而产品的具体功能就需要由软件来实现，所以嵌入式软件设计的工作量会是硬件设计的4-5倍，对应的就是嵌入式软件工程师需求数量比硬件工程师大，而且嵌入式软件技术学习起来相对容易一些！

下面我们重点来看看嵌入式软件工程师的学习路线是怎样的。

第一阶段：C/C++、Linux 操作系统 、数据结构与算法设计

C语言做为嵌入式领域的核心基础，其掌握好坏的程度直接关系到后面内容学习的深度，同时C语言也是企业面试中核心考察点之一。

Linux系统已经占有嵌入式操作系统的 90%市场份额，掌握 Linux 操作系统不仅为嵌入式系统开发和应用打下基础，也是为大数据、云计算等新兴网络服务业务提供重要支撑。

数据结构是面试中考察的一个重点，也是后期阶段项目和综合项目程序设计的基础，掌握一定数据结构和算法的思维，将有助于提高岗位竞争力。

本阶段需要掌握C/C++语言常用关键字的用法，熟练使用顺序、分支和循环结构设计程序 ；

理解C语言指针含义，能够熟练使用指针进行任意空间的操作，熟悉常用内存的分段机制 ；

理解一维数组空间和多维数组空间的使用方法，熟悉多维指针的逻辑特性和应用场景 ；

掌握C/C++语言函数的定义，理解函数重载的原理，熟悉函数指针的设计模式 ；

理解C++多态、虚类等面向对象的底层实现机制，了解C/C++语言编译器工作流程 ；

熟悉Linux操作系统常用命令和文件系统结构 ；

了解常用的shell编程方法，熟悉make和Cmake工具的使用和配置 ；

熟悉常用数据结构的特点，掌握链表的常用操作方法，理解栈和队列的特点和实现方法 ；

了解二叉树的常用性质，理解深度遍历和广度遍历的算法特征 ；

了解图中常用的算法设计思想 ；

掌握查找、排序的经典算法设计思想和程序实现，了解STL的数据结构特性等。

第二阶段：Linux 文件编程、Linux 多任务、Linux 网络编程、嵌入式数据库

通过上一阶段的训练，在本阶段需要细化 Linux 操作系统下 IO文件操作，掌握Linux下文件IO和标准IO的内部原理，通过对动态库和静态库原理分析，掌握其嵌入式商业项目开发中模块化设计思维。

做为嵌入式应用开发工程师，多任务的资源管理、同步管理、互斥管理是重要的技能，也是面试时的热门话题。因此这阶段需要从Linux的进程和线程内存资源出发，剖析Linux下多任务的热点问题，掌握处理多任务编程。

随着智能家居、车联网、5G 通讯的普及，网络服务成为了嵌入式应用研发的重要方向，从各大招聘网站上可以看得出对于网络编程的需求非常的大。

掌握Linux下文件IO和标准IO的编程方法，理解其各自特点和应用场景；

熟悉Linux下VFS设计思想，掌握常用系统调用的使用方法；

了解Linux下进程的状态和控制方法，父子进程、孤儿进程、守护进程、僵尸进程的特点；

掌握Linux下多进程控制程序方法；

熟练使用pthread库实现Linux下的多线程任务，理解多线程的互斥和同步的方法；

掌握Linux下常用进程间通信的方法；

理解socket编程，熟悉TCP、UDP客户服务器编程模型；

了解HTTP协议，了解select或epoll多路复用通信，理解libevent等反应堆设计模式；

熟悉使用版本控制工具，如git或svn工具。

第三阶段：Qt编程

工控、车载系统中Qt被广泛使用，这一阶段需要掌握商业Qt开发方法。

掌握Qt5、Qt6的特点，熟悉Qmake、Cmake环境维护方法

理解Qt信号和槽的工作原理，熟悉常用控件的使用和自定义信号和槽的方法

掌握Qt的常用布局方式和约束关系

理解Qt的进程和线程工作原理，能够使用Qt进行多任务处理

理解Qt的网络编程方法，熟悉Qt的自定义组件开发方法

第四阶段：ARM体系结构与接口技术

ARM 芯片目前发展趋势越来越迅猛，地球上每一个人身上平均就有3块 ARM 的芯片，本阶段重点学习ARM体系的结构，从底层了解CPU的运行机制，在掌握一些基础汇编后，为嵌入式底层开发打下坚实基础。

了解ARM 体系结构的编程模型，寄存器和常用汇编的使用场景；

理解CortexA和CortexM下的中端控制器工作方式，了解NVIC工作方式；

掌握stm32开发配置环境，理解flash和ram调试程序方式；

熟悉GPIO、EXTI、UART、IIC、Timer控制器工作原理和编程方式；

掌握ST公司的HAL库开发方法。

第五阶段：嵌入式Linux系统移植

做为硬件系统上的软件开发，交叉编译器的作用非常重要，要求在掌握交叉编译器工作原理基础下，能够熟悉常用的嵌入式开发中使用的工具选项，对嵌入式 bootloader有深入理解。

Linux内核是目前嵌入式主流的操作系统，需要掌握Linux内核源码结构，内核配置和编译及调试方法，熟悉BSP工程师的常用方法，也为后期学习打下基础。

嵌入式 BSP 工程师除了熟悉内核定制外，对于产品的文件系统也是工作的重头，要求熟悉常用的嵌入式根文件系统制作方法，掌握根文件系统的工作原理。

掌握嵌入式交叉编译器的常用工具作用和使用方法，熟悉常用工具选项的含义；

理解嵌入式编译、链接的原理，熟悉二进制文件和ELF文件特点和制作方法；

理解嵌入式Bootloader工作原理，掌握Uboot移植和使用方法；

理解Linux内核编译、配置、启动原理，了解常用BSP开发定制方法；

熟悉嵌入式最小根文件系统的制作方法，busybox、buildroot、ycoto的制作嵌入式根文件系统的方法；

掌握嵌入式常用网络配置方法，熟悉NFS、Ramdisk、Yaffs2等文件系统方法。

第六阶段：Linux驱动编程

这一阶段要求掌握 Linux 内核开发环境特点，能够独立完成Linux驱动模块开发环境搭建和编程。

字符设备是 Linux 驱动中占比最 大的设备，掌握字符设备驱动的编写方法，可以应付实际工程中大部分设备驱动开发，也为后面内核驱动子系统的学习提供保障。要求掌握linux字符设备核心结构和核心操作驱动接口编写方法，剖析源码，完成驱动的编程学习。

掌握Linux内核模块编程的方法和驱动模块开发的环境搭建方法；

掌握Linux内核下字符设备工作原理，熟悉file_operations结构体核心成员的使用；

能够熟练使用内核链表、红黑树解决应用空间和内核空间的需求；

掌握container_of原理，内核Kfifo结构的设计和使用方法；

了解内核中断控制子系统的结构，熟悉利用中断控制系统实现驱动异步事件的方法；

了解常用Linux上半部和下半部机制；

掌握Linux的设备树下的驱动设计方法，熟悉bus驱动设计思想。

以上就是嵌入式软件工程师要学习的主要内容，零基础入门学习嵌入式的话周期还是较长，门槛较高。自学的话，还是需要较强的学习能力和专业基础的。但是只要认真学习，循序渐进，一步步扎实学好，半年坚持下来，相信会成功上岸。

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