嵌入式Linux应用方向

拖更太久了，主要是从4月份开始工作到陆陆续续开始上手工作，全身心投入工作中了，最近闲下来又可以写一写文章，并且以我工作和学习的经历希望让大家增强对Linux驱动的理解。特别是我后台经常会有同学私聊我，问我一些Linux线路呀或者学完xv6应该学什么呀，我要走Linux驱动方向需不需要看Linux网络编程呀等等问题，我们今天一一解答。1. 学完xv6之后，我想走嵌入式Linux方向还需要怎么提升呢？针对这个问题，我想说嵌入式Linux需要哪些技术点。首先针对驱动，驱动其实分为很多方向，简单的有iic驱动，spi驱动，复杂的有camera驱动，显示屏驱动，音频驱动，nvme驱动还有最近流行的npu驱动，GPU驱动等等。这些驱动的共性都是要掌握设备树，sysfs文件系统，虚拟内存管理，设备总线驱动框架等等。不同的驱动还要细化，比如你想走camera，可能你要对v4l2,mipi协议这些要进一步了解，如果你想走ai芯片驱动，那最好对smmu，dma-buf，异步队列排序，多线程优化，drm框架，ping-pong存储，高性能计算有一定了解。如果是非驱动岗位，偏向CPU启动安全等方向，可能还需要掌握ARM的架构，包括最新的v8,v9架构等等。所以针对你掌握的不同驱动，你需要加强不同方向的知识。2. Linux驱动学完后期应该学什么，我看完韦东山驱动大全还需要看Linux系统编程，Linux网络编程吗。首先，驱动跟应用是不分家的，在真实操作驱动的过程中，会时刻跟应用打交道，但此刻的应用还是停留在Linux内核层面的应用。实际工作中的应用方向则会偏向安卓，比如一些中间件的实现，安卓api的调用等等，常见于手机厂系统开发岗位。而Linux系统编程更多强调于我们上层怎么用malloc，mmap分配内存，如何多进程多线程跑多个服务，怎么多线程和访问同一个变量，如何写出免锁队列。因为只要复杂的一些驱动，你可能就不单是负责最基础的driver那一层了，跟寄存器打交道的是bsp方向，驱动方向考虑更多的还是底层代码的高效性，稳定性等等。比如nvme驱动，如何对具有优先级的bio进行快速响应，并分配给SSD，可能就需要哈希存储或者平衡二叉树来做优化。包括我们说的npu驱动，如何提升cpu与npu的通信，CPU的算子如何快速部署到npu上，并最短时间把结果反馈给CPU，大量算子不同优先级如何分配线程运行，还要兼顾低功耗来进行休眠等等，其实都离不开我们Linux系统编程的很多知识。而针对Linux网络编程，这个要不要掌握真就因人而异了，这个最初是走c++的一帮人，因为要搞个webserver项目走互联网，所以在那之前会先学Linux网络编程，对于嵌入式Linux方向，大部分方向是不用去深入掌握的，除非你去路由器公司做网络驱动，那就另当别论了。3. 方向这么多，我应该选择什么方向作为我的主攻方向呢。不管你做了xv6,还是看了驱动大全，你可能都会疑惑自己会什么，只能脑子有点驱动概念有点操作系统概念，但是没有深入理解某个方向，有点浅尝辄止。所以我的建议是至少得熟悉某个子方向，你可以是熟悉camera驱动，调一调摄像头，改一改底层代码提升帧率。也可以走ai嵌入式方向，部署一下YOLOv5，然后拉通CPU到npu的函数跳转。不管走什么方向，不能只停留在上层调api，要深入到底层代码逻辑，这才能在秋招中脱颖而出。而且真正工作上，驱动与驱动，驱动与应用是不分家的。最简单的一个例子，我们想要获得高帧率的图像显示，中间经历的驱动包括了camera获取图像，npu或GPU对每帧图像实现图像锐化等ai算法，显示屏驱动稳定显示。但凡某个驱动出了叉子，在显示屏驱动那一块就会出现显示卡顿的情况或者丢帧。所以常常就是你不能只对你的方向有所理解，其他方向也要有所建树。最后同样的，如果想继续看后续请点击关注，最后你的鲜花和点赞将是我更新的极大动力。

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一、学习方向选择以下仅代表笔者个人看法：嵌入式软件总体分为linux和mcu方向。这两个方向的应用场景不同，导致无法在同一份工作中既做Linux，又做mcu。因此，如果在时间不充裕的情况下，大家根据自身情况挑一个方向去学习就够了。mcu方向（也称为嵌入式软硬件方向）更专注于软硬件结合，也就是说除了软件部分之外，还需要懂硬件。如果在软件和硬件分的没那么开的公司，作为一名嵌入式软件工程师，不仅要自己写代码，还需要自己画原理图，画PCB。在软硬件分开的情况下，基本要求是要能看的懂电路原理图，这也是大多数转行者很容易忽视的点。linux方向由于岗位较少，通常需要驱动/内核/应用一起做，仅有部分公司或者原厂才会放出单一的岗位出来，如单独的linux驱动岗位，内核/应用岗位等，这个方向比较偏软件一点。但由于岗位较少，门槛也就稍微高一些。二、mcu方向学习路线0基础的同学建议按照步骤走（再次重申是个人看法，如果你觉得不对，就不要看下去了）：1、掌握基本电路知识，重点主要为电容、电感及滤波电路，还有一个傅立叶变换（可以看刘陈版本的电路分析基础这本书或者是b站进行学习）2、模电(主要掌握二极管、稳压管、三极管、mos管、放大电路、运算放大器、反馈电路)；笔者个人推荐的书籍是黄丽亚的第三版模拟电子技术基础，学完前7章就够了。当然，也可以选择其他版本的，看个人喜好。3、数电(主要掌握进制转换，反码补码、逻辑电路、触发器、寄存器、AD转换及存储器知识)，推荐书籍为华中科技大学的电子技术基础（数字部分）。上述三步就是为了打牢硬件基础，能看懂电路原理图。4、接下来学习一款EDA工具的使用，不要再去学嘉立创了！企业里边只有三大EDA工具：Altium Designer/Candence/Pads，任意挑一个去学习。个人比较推荐学习AD，可以在b站上看凡亿教育的课程进行学习。5、学习C语言，个人还是推荐谭浩强红色的那本高校书籍，当然也有其他优秀课程，大家可以自行选择。C语言的学习是一个持续加深的过程，前期先掌握基础就行，需要学习的是前1-7章，第8章的指针变量/数组指针，第9章的结构体/共用体/枚举/typedef。6、学习stm32，不要再浪费时间去学51老古董了。个人推荐正点原子，资料很充足，按照资料学基本就够了。同时一定要学标准库，前期不要把精力浪费在学hal库上，hal库等后边自己看一下就行。学习方法是买一款开发板（F1/F4都可以），跟着资料一步一步学，掌握基本常用外设如串口/GPIO/定时器/中断/PWM/输入捕获/LCD/ADC/IIC/SPI/485/CAN/IAP等。ps：学习过程中不要只看，一定要做！看懂了不等于你掌握了，毕竟实践是检验真理的唯一标准！7、做完上述步骤，恭喜你已经打好基础了，进一步继续深入学习c语言的提高部分，把前边说的第8章的二维指针/数组指针/指针数组等等指针的高阶用法掌握，以及动态内存分配函数等；还有第9章的链表；此处笔者推荐看人民出版社的c和指针一书，进行c语言的加深学习。这本书需要掌握如编译的底层原理/指针的高阶用法/递归函数/单向或者双向链表/预处理器等。8、完成c语言的进阶学习之后，开始学习stm32内核，这里推荐看CM3权威指南这本资料，主要看前9章内容，至少要知道寄存器组/PendSV/SVC/systick定时器等，为学习RTOS打好基础。9、开始学习RTOS，自行挑选一款rtos进行学习（ucos/freertos/rt-thread），笔者是同时学了ucos和free，个人比较推荐从ucos学起（也是正点原子的资料），毕竟资料比较多，底层原理讲的比较细，比如任哲老师的嵌入式实时操作系统原理及应用就是以ucosii进行讲解的。当然大家也可以选择其他的，这个阶段建议还是多看资料，少看课。因此笔者并没有什么推荐的课程。ps：到这一步要开始做32和rtos的项目了，做完项目以后就可以去投实习/秋招，这个程度已经够找工作了。10、学习常用数据结构：数组/堆/栈/链表/树/哈希表/队列，图不要求掌握，树学二叉搜索树就够，在弄清楚基本数据结构以后再去力扣上进行刷题，比如要知道栈不仅可以用数组实现，还可以用链表实现。ps：这一步想进大厂必不可少，毕竟面试都是要手撕的！11、学习RTOS源码，弄清楚任务调度/任务通信/时钟及延时/内存管理等。为什么要先去学习数据结构再回来看rtos源码，就是因为其源码中包含大量链表和队列的使用，如freertos中列表与列表项中涉及到双向链表的插入和删除操作，这样才能看得懂源码。ps：到这一步已经够卷了，笔者觉得不用担心找不到工作了。接下来说的东西可以入职以后再进行学习12、其他通用中间件的学习，如网络协议（mqtt/lwip协议等），选一个进行学习。还有图形库lvgl/ewmin等，也是选择一个进行学习。学习方法也是找资料，我依然用的是正点原子。13、学习代码版本管理工具git的使用，需要掌握常用命令，如克隆，提交，上传以及创建分支等。学习方法笔者推荐是看官网。三、linux方向学习路线linux方向笔者还在摸索中，因此就简单说一下1、先学会使用linux系统，学会Linux基本命令使用，学习方法推荐b站尚硅谷。2、学习gcc、make工具链的使用及makefile脚本。3、学习c++，主要掌握面向对象特性，如类和对象/继承/重载/多态/封装/虚函数/智能指针/动态内存等。推荐书籍为c++ primer第五版以及菜鸟编程网站。4、Linux应用编程，如进程/线程、文件io、网络编程等。推荐资料--正点原子。5、学习QT开发，推荐资料正点原子。6、Linux下的裸机开发(推荐买板子学习，如imx6ull；掌握常用外设以及CortexA处理器架构)，推荐资料--正点原子或者韦东山。ps：学习linux驱动需要有电路原理图能力。7、Linux驱动开发(结束裸奔，上操作系统了， 包括移植uboot/linux内核/根文件系统等、掌握Linux三大类驱动，包括字符设备/块设备/网络设备驱动)，同时需要掌握GDB调试。可以看到嵌入式两个方向的内容都非常多，因此大家选一个学，找工作足够了。本次讲解就到这里，感谢观看！

一、感悟春招已经告一段落了，写了一些总结，记录了一下秋招期间的每个日日夜夜，总结了每次笔试和面试的经历以及个人的总结，希望能够帮助之后找工作的小伙伴们。背景：双非一本本科大三暑假实习：拿到了中电科旗的offer，最后去珠海实习了两个月，体验了上市国企的日常工作及生活，对接下来的秋招有了更加明确的方向。二、学习经历大一下学期结束后的那个暑假，加入了嵌入式实验室，一待就是三年。从刚开始的玩STM32单片机，学习Linux基础知识；到之后开始接触图像处理相关知识，学习了计算机视觉OpenCV，ResNet、YOLO系列网络模型，学习了Pytorch、Tensorflow网络框架大二上学期参与了一个喷...