后ARM時代，嵌入式工程師的自我修養

1嵌入式學習的一些概念理解誤區

很多嵌入式初學者認為，學嵌入式，就是學習ARM，就是學習開發板。買一塊開發板，然后在上面“移植”u-boot、Linux內核，再使用busybox制作一個根文件系統，大功告成！覺得可以出去找工作了。這其實是有一定片面性的：首先ARM是個CPU架構，跟PC上的X86架構一樣，你見過有人在Windows下面學習C/C++編程、MFC編程、網絡編程、互聯網編程，說自己學習X86的嗎？當然，也不可否認，嵌入式平臺的多樣性、硬件的可定制性導致我們在嵌入式平臺上開發應用程序、驅動之前，首先要搭建這個平臺，就像我們在Windows下面要裝操作系統一樣，但是這僅僅是我們學習嵌入式開發的第一步。

其次，關于系統的“移植”，很多人玩了開發板之后，會在自己的簡歷上寫自己移植過u-boot，Linux內核......其實，這種寫法也是有點瑕疵的。真正的移植，往一個新的芯片或開發板上porting一個u-boot或Linux內核，那可不是一個人能干的事情，是一個團隊干的事情。時鐘、DDR、存儲，可能牽涉到各個模塊，哪里遇到問題，都需要各個模塊的owner去debug，有時候甚至可能是芯片的bug，或者硬件開發板的bug，這就需要我們使用軟件去解決、去規避這個坑，這都需要我們在很短時間，甚至一兩天的時間去解決這個問題，需要一個團隊的各個模塊專家合力完成。所以說，我們所說的“移植”，其實就像是在Windows下面安裝操作系統，按照步驟完成裝機。當然，通過這個過程，可以加深我們對嵌入式系統的理解，但是我們首先要知道的是，我們“移植”的系統，都是芯片公司團隊做好的系統鏡像，我們做的只是配置、編譯、安裝、甚至升級這些基本的操作。這些環境只是我們學習嵌入式開發的平臺，×××長征才走完了第一步。

2學習嵌入式，我們到底該學些什么？

嵌入式越來越復雜，一個SOC芯片上集成的模塊越來越多。以手機為例，典型的嵌入式產品，我們看看上面集成了多少模塊：觸摸屏、LCD、USB、WiFi、4G等無線通信、音視頻編解碼IP、DDR、存儲控制器、3D/2D加速、GPS、指紋識別、NFC、DMA、G-sensor各種傳感器.......。可以說，現在一個手機的復雜度和硬件配置，已經超過我們的桌面PC了。除了不斷增加的硬件，軟件方面，比如Linux內核，光內核代碼就有1000多萬行，每天更新的速度超過你學習的進度，你能學得完嵌入式的所有知識和技能嗎？

早期PC時代，我們知道能做出X86 CPU量產的也沒有幾家，Intel、AMD和威盛。但是嵌入式時代不一樣了，ARM的IP授權模式導致不同的芯片廠商百家齊放，不同的SOC平臺和開發板眼花繚亂，針對不同行業需求定制的SOC平臺雨后春筍：手機芯片、平板芯片、視頻安防、物聯網、汽車電子、工業控制，甚至人工智能AI芯片....，你到Linux內核的ARCH下面可以看看有多少種CPU架構，再到arch/arm下面看看有多少種開發平臺，這還只是加入到內核mainline的平臺，算上沒有加入Linux內核主線的各種平臺，其實數量更多。

眾多的芯片架構、不同的開發板平臺，我們該如何去學習？

嵌入式和PC的概念也越來越模糊了，Intel已經推出X86架構的CPU和嵌入式產品了，比如平板。ARM也開始進軍服務器和筆記本領域了。無論什么CPU架構，ARM、X86、MIPS、PowerPC，還有最近火熱的物聯網芯片，無論是做嵌入式產品，還是PC、服務器，他們的底層本質其實都沒有變，都是計算機原理和系統架構，都是馮諾依曼的計算機架構，圖靈原型機的各種實現。

不斷復雜的軟硬件系統，對嵌入式工程師或者學習者來說是一個挑戰。這對我們本身的知識和技能有一個更新的要求。早期51單片機時代，我們可以自己使用面包板或者自己畫PCB，做一個開發板，然后在上面開發軟件。軟件、硬件自己全搞。現在不斷復雜的SOC平臺，再想一個人全搞，軟硬通吃，基本不可能，這也導致我們需要分工協作來完成。首先軟硬件的分工，各司其職，各自精通自己的領域，然后進行軟硬件整合，協作開發。再次，軟件方面，嵌入式軟件也越來越復雜，Linux內核1000多萬行，android×××下來就占幾個G的空間，自己想全搞，同樣不可能，同樣需要進行分工。比如android，需要分為BSP工程師、Linux內核工程師、驅動工程師、android中間層開發工程師、APP開發工程師。對于一個Linux內核，也需要分工，各個模塊同樣進行分工：Linux內核的USB子系統、音頻子系統、視頻編解碼、文件系統......把其中一個模塊你搞精通了，工資絕對不是問題。

對于嵌入式學習者來說，我們該學習什么，或者說如何學習？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，達到公司的用人標準和技術要求，找到一份自己想要的工作？

首先，你要學會做減法，從現實出發，要有這樣一個意識：我不可能精通所有的嵌入式技術，學會堅持，制定合理現實的小目標。很多人喜歡那種不切實際的廣告轟炸營銷，擊中你心理上的某個軟肋，某個G點，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實問題。很多人，包括我，在學習的時候，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。但是往往不切實際，往往在早期，遇到各種困難，各種坑，各種拖延導致沒有堅持下來，最后夭折。然后接著制定下一個宏偉的計劃，繼續夭折，生活周而復始，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實出發，能一路堅持下來的人，day by day。有時候你會發現，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。見過很多人想學習嵌入式，花了很多米買一塊開發板，激情滿滿，過一段是過去再看，已經不折騰了。嵌入式開發難，難在哪里呢？主要在于開發環境的搭建，軟件調試上，不像在Windows上使用VC開發程序，集成開發環境都幫你弄好了，各種斷點、單步、查看堆棧、寄存器、內存窗口。而嵌入式不一樣，硬件環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，有時候著實讓人抓狂，時間久了，慢慢地學習的激情殆盡，也就不想學習了。這還不算什么，更嚴重的是，很多人學習嵌入式遇到挫折，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。對于個人學習者來說，買了開發板，你不買配套的萬用表、示波器等調試設備，遇到硬件問題也是一籌莫展，無法解決。其實我們可以完全使用其它的平臺去開展我們的研究和學習，比如QEMU，一款可以仿真開發板的開源軟件，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板，然后再在這個仿真的開發板上跑u-boot、Linux內核、掛載根文件系統，使用和開發板一樣的源碼，運行效果和真實的開發板是一樣的。而且，使用QEMU的好處就是，“硬件”永遠不會出問題，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、編程技能、內核驅動....，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習范疇的硬件bug上或者硬件環境不兼容上，不劃算，因為你以后進公司后，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習平臺，尤其對于初學者來說，很重要。

最后，要保持學習的深度，刻意練習。不要讓自己永遠待在學習的舒適區，要學會挑戰自己，不斷去擴展自己知識的邊界，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內核，制作了根文件系統，然后就陷入了迷茫：接著要干什么？要學習什么？想學習又感覺深入不下去，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，學習嵌入式，基本的嵌入式知識和理論學習還是必要的，很多人推崇邊做邊學，到項目中學習，實踐出真知。當然這也是一個方法，但是也有弊端，那就是學習的不系統，很多有心人到后來還是得回來補課，完善自己的知識體系和技能。很多人玩開發板，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？為什么內核鏡像要下載內存的某個地址？換個地址行不行？為什么我們編寫的程序要在有OS的環境下運行，在ARM開發板裸機環境下，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識，超越了平臺，一通百通。

380%的嵌入式知識和技能，其實跟硬件平臺無關

嵌入式開發需要的知識體系和技能，80%其實跟硬件平臺無沒有無關系的。比如計算機系統原理、編程技能、程序的編譯鏈接、你對Linux內核的理解、設備模型、驅動架構、項目管理等等。

真正跟硬件平臺有關的，比如驅動開發，上面的框架是跟平臺無關的，下面跟各個硬件平臺的適配部分，可能跟硬件平臺就有關系了，寄存器配置、開發板硬件配置等。而對于嵌入式工程師來說，尤其是驅動開發工程師，等你工作后，你會發現，跟應用開發相比，真正要寫的代碼量很少，往往只需要改幾行代碼。但是往往這幾行的代碼量，需要你深厚的背景知識：硬件知識、通信協議、對芯片、開發平臺資源掌握、對Linux內核架構、設備模型、驅動框架的理解，這些才是嵌入式工程師的核心競爭力。

如果你看到很多廣告還在以開發板或者平臺作為噱頭，能拿多少工資作為宣傳，這時候你的腦海里要有這種意識，這是一種推廣宣傳。工資多少是由你自己的水平和市場大行情決定的，雖然在面試時HR會對你本身的水平評估有一些誤差，但是要相信，時間會證明你自己的真實價值，不斷提高自己的知識水平和技能才是王道。真正的技術需要自己花時間慢慢吸收、積累、消化，內化為自己的知識體系和技能。外在的心靈雞湯或高煲老鴨湯，只能讓你一時地熱情高漲，產生暫時的錯覺，并不能真正的提高技能。

4《嵌入式工程師自我修養》系列教程規劃

從課程體系設計，到課程錄制。全部由多年工作經驗的一線芯片原廠的嵌入式驅動工程師錄制，丟棄嵌入式過時不用的技術，更新為前沿的技術、知識技能。對嵌入式知識體系和技能重新打亂重排，更加符合初學者，縮短學習曲線。

一期課程，主要學習嵌入式基礎理論、嵌入式軟件架構等核心技術、編程技能、編譯鏈接等計算機底層系統知識、Linux內核，應用開發、設備驅動。這些技能都是跟硬件平臺無關的，在QEMU仿真平臺上學習，一方面可以節省學習成本，另一方面，規避嵌入式環境搭建、硬件的各種坑，是一個理想的學習平臺，只要有一臺電腦、一根網線就可以學習。

二期課程：在A9等至少2款開發板上進行系統移植、驅動開發等實戰，做別人沒有做過的，解決別人沒有解決過的問題。積累自己真正的項目實戰經驗。在開發板上開展多個項目開發，積累嵌入式項目開發經驗。

課程體系也會不斷更新，完善，但宗旨不變，只有一個：用最短的時間，降低學習難度，學到最核心的嵌入式技術。

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