做嵌入式门槛高吗？如何学习嵌入式ARM？需要996吗？
时间：2021-08-19 15:44:46
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[导读]以前，我总是听说已经工作多年，具有一定的行业经验的工程师，或者是师兄师姐们告诉我们，说是嵌入式是有多难学，门槛有多高，既要懂软件，也要懂硬件，还要搞懂各种某某原理、协议、算法等。在学习嵌入式的过程中，也遇到不少的难题，走过不少弯路，无的放矢地学习杂七杂八的知识，才能找到一份还凑合...
以前，我总是听说已经工作多年，具有一定的行业经验的工程师，或者是师兄师姐们告诉我们，说是嵌入式是有多难学，门槛有多高，既要懂软件，也要懂硬件，还要搞懂各种某某原理、协议、算法等。在学习嵌入式的过程中，也遇到不少的难题，走过不少弯路，无的放矢地学习杂七杂八的知识，才能找到一份还凑合的工作。 但是，在我跟很多面试过的应届生，以及一些在校学生交流的时候，发现他们掌握的很多我们在工作了2-3年工作经验才掌握的知识，明显在新一代的佼佼者，可以花更少的时间，学习到我们之前在不断踩坑和弯路才能获得的知识。归根结底，这是老一辈的嵌入式工程师长期的意识和观念，由于受到当时成长环境和时代的影响，在技术成长过程中产生的，对学习嵌入式技术认知上的主观偏见。
比如，几大科学进步的里程碑，像牛顿力学、元素周期表、欧姆定律、高斯分布等科学理论知识，是人类中杰出的精英探索研究了几百年、上千年才得到，在以前，只有社会上的杰出精英才能学到，现如今，我们只需要读到高中毕业就可以完全掌握，不需要重复探索，重新沿着前人的老路再探索一遍。 踩在巨人的肩膀上，学习过去已有的知识，我们也就不需要跨过那么高的技术门槛，也不用在暗黑中摸索，以至于走了那么多前人的弯路。
所以，在这个移动互联网所带来的一切改变，不知不觉侵蚀了嵌入式所谓的高门槛，让老工程师年代信息相对匮乏所经历的诸多困难，在当下都不算是门槛，所以你如果想学习嵌入式技术，尽管可以把目标放得更长远一些，关注当前嵌入式技术未来的发展，会让你更加地有信心去努力学习好。 从事嵌入式行业的工作，是否996要根据公司的制度相关。建议学习的学员，先去芯片公司工作一段时间，芯片原厂都会提供了SDK供给方案商使用，遇到大部分的难题、bug，也基本都会仍回原厂来解决。如果工作中重复经历这样的情况，很容易会陷入嵌入式学习陷阱“调包侠”，学习嵌入式最重要的要发挥主观能动性，比如在开源项目中反复折腾，同时，搞嵌入式的需要掌握扎实的电路基础，甚至需要做过一定量的电路相关实验，工作动手经历。
那么，学习嵌入式开发，掌握嵌入式系统，具体包含哪些内容呢？一般而言，嵌入式系统涵盖了嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式OS及用户应用程序，主要包含硬件和软件两部分。硬件包括处理器／微处理器、存储器及外设器件和I／O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统 软件（OS）（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。
嵌入式系统硬件架构 嵌入式系统的硬件架构，是以嵌入式处理器为中心，由存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。嵌入式系统是量身定做的专用计算机应用系统，又不同于普通计算机组成，在实际应用中的嵌入式系统硬件配置非常精简，除了微处理器和基本的外围电路以外，其余的电路都可根据需要和成本进行裁剪、定制，非常经济、可靠。
嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器，有时为了提高系统的信息处理能力，常外接DSP和DSP协处理器（也可内部集成），以完成高性能信号处理。
随着计算机技术、微电子技术、应用技术的不断发展及纳米芯片加工工艺技术的发展，以微处理器为核心的集成多种功能的SoC系统芯片已成为嵌入式系统的核心。在嵌入式系统设计中，要尽可能地满足系统功能接口的SoC芯片。这些SoC集成了大量的外围USB、UART、以太网、AD/DA、IIS等功能模块。
可编程片上系统SOPC（System On Programmable Chip）结合了SoC和PLD、FPGA各自的技术优点，使得系统具有可编程的功能，是可编程逻辑器件在嵌入式应用中的完美体现，极大地提高了系统的在线升级、换代能力。
以SoC/SOPC为核心，用最少的外围部件和连接部件构成一个应用系统，满足系统的功能需求，这也是嵌入式系统发展的一个方向。
因此，现代嵌入式设计是以处理器/SoC/SOPC为核心来完成系统设计的，其外围接口包括存储设备、通信扩展设备、扩展设备接口和辅助的机电设备（电源、连接器、传感器等），构成硬件系统。
嵌入式系统软件架构 嵌入式系统软件组成如下：
一、高端嵌入式系统的软件组成
1. 应用程序
2. 应用程序接口函数库
3. 文件系统、图形用户界面、网络协议栈
4. 操作系统
5. 引导加载程序、驱动程序
除了操作系统、设备驱动程序和应用软件之外的系统软件称为中间件。
二、嵌入式系统软件和通用计算机系统软件的异同
1. 嵌入式操作系统的软件配备没有通用系统多，嵌入式系统软件和通用计算机系统软件都可以实现用户界面。
2. 通用软件系统无疑是以操作系统为核心，不可或缺，但是嵌入式系统具有功能专用性，有些情况下可以不使用操作系统，特别是低端嵌入式系统功能单一，使用循环程序作为主控程序就能够满足需要。
3. 嵌入式系统应用软件具有内部结构精简化、代码轻量化、占用存储资源少等特点。
三、自由软件
1. 自由软件是一种可以不受限制的自由使用、赋值、研究、修改和分发的软件，并不代表四免费软件。
2. 大部分自由软件通过互联网发布，且不收取任何费用。
四、嵌入式软件特点
1. 软硬件一体，软件固化存储；
2. 软件对代码时空效率和实时性要求高；
3. 软件可裁剪，要尽可能去除冗余；
4. 大多数低端嵌入式系统不用操作系统，所以软件的生命周期相对较长。
五、嵌入式软件结构
1. 选择软件结构的一个基本原则是：选择可以满足响应时间需求的最简单的结构（而非轮询结构）
2. 简单的轮询结构只适用于系统的任务数量较少、任务处理简单，且实时性要求不高的场景。
3. 带中断的轮询结构也称为中断驱动结构或前后台结构，但并没有因为中断的引入而使软件的复杂度明显降低。
如何学习嵌入式系统开发（基于ARM）？ 学ARM，从硬件上讲，一方面就是学习接口电路设计，另一方面就是学习汇编和C语言的板级编程。如果从软件上讲，就是要学习基于ARM处理器的操作系统层面 的驱动、移植了。这些对于初学都来说必须明确,要么从硬件着手开始学，要么从操作系统的熟悉到应用开始学，但不管学什么，只要不是纯的操作系统级以上基于 API的应用层的编程，硬件的寄存器类的东西还是要能看懂的，基于板级的汇编和C编程还是要会的。因此针对于嵌入式系统的硬件层和驱动程的人，ARM的接 口电路设计、ARM的C语言和汇编语言编程及调试开发环境还是需要掌握的。
对于初学者必然要把握住方向，自己学习嵌入式系统的目标是什么，自己要在那一层面上走。然后再着手学习较好，与ARM相关的嵌入式系统的较为实际的两个层面硬件层和驱动层，不管学好了那一层都会很有前途的。
如果想从嵌入式系统的应用层面的走的话，可能与ARM及其它体系相去较远，要着重研究基嵌入式操作系统的环境应用与相应开发工具链，比如WinCe操作系统下的EVC应用开发(与windows下的VC相类似)，如果想再有突破就往某些音视频类的协议上靠，比如VOIP领域的基于SIP或H.323协议的应用层开发，或是基于嵌入式网络数据库的开发等等。
如何选择一款适合的嵌入式开发系统？ 很多ARM初学者都希望有一套自己能用的系统，但他们住住会产生一种错误认识就是认为处理器版本越高、性能越高越好，就象很多人认为ARM9与ARM7好， 小编认为对于初学者在此方面以此入门还应该理智，开发系统的选择最终要看自己往嵌入式系统的那个方向上走，是做驱动开发还是应用，还是做嵌入式系统硬件层设计与板级测试。 ARM7比较适合于那些想从硬件层面上走的人，因为ARM7系列处理器内部带MMU的很少，而且比较好控制，就比如S3C44B0来讲，可以很容易将 Cache关了，而且内部接口寄存器很容易看明白，各种接口对于用硬件程序控制或AXD单步命令行指令都可以控制起来，基于51单片机的思想很容易能把他 搞懂，就当成个32位的单片机，从而消除很多51工程师想转为嵌入式系统硬件ARM开发工程师的困惑，从而不会被业界某此不是真正懂嵌入式烂公司带到操作 系统层面上去，让他们望而失畏，让业界更加缺少这方面的人才。
分享几本实用的嵌入式系统ARM架构学习推荐书籍，帮助大家深入理解51单片机、ARM处理器基础知识、系统指令、编程方式，以及相关ARM处理器开发工具的使用及实战技巧。 1. 从51到ARM：32位嵌入式系统入门
《从51到ARM:32位嵌入式系统入门》内容分为3部分：第1部分是前4章，从大家所熟悉的51系列单片机的基础知识开始，介绍ARM处理器的基本知识，包括ARM和51系列的对比、中断处理系统，寄存器和存储器结构等；第2部分是5～9章，详细比较ARM指令和51系列指令之间的差异，进一步阐述ARM指令的含义和使用方法，从简单的51系列编程经验出发，介绍ARM处理器软件编程方法；第3部分是后3章，介绍ARM处理器开发工具的使用。任何一个学习过51系列单片机的技术人员，借助《从51到ARM:32位嵌入式系统入门》都会很容易地学会ARM处理器的一般知识，了解软件设计的基本方法，并且能够使用开发工具进行程序编辑、编译、连接和调试，成为一个初步懂得ARM并可以进行软件设计的工程师。
2.ARM体系结构与编程
本书分14章对ARM处理器的体系结构、指令系统和开发工具作了比较全面的介绍。其中包括ARM体系介绍、ARM程序设计模型、ARM汇编语言程序设计、ARM C/C 语言程序设计、ARM连接器的使用、ARM集成开发环境CodeWarrior IDE的介绍及高性能的调试工具ADW的使用。并在此基础之上介绍一些典型的基于ARM体系的嵌入式应用系统设计时的基本技术。
3.ARM嵌入式系统基础教程
《ARM嵌入式系统基础教程》是《ARM嵌入式系统系列教程》中的理论课教材。以PHILIPS公司Lpc2000系列ARM微控制器为例，深入浅出地介绍嵌入式系统开发的各个方面。全书共分为3部分：第1章和第2章为理论部分，主要介绍嵌入式系统的概念及开发方法。第3～5章为基础部分，主要介绍ARM7体系结构、指令系统及LPC2000系列ARM微控制器的结构原理。第6～8章为应用部分，主要以LPC2000系列微控制器为例介绍如何设计嵌入式系统，包括硬件的设计、μC/OSII的移植以及建立软件开发平台的方法。
4.ARM 嵌入式软件工程方法和实践：面向AMetal框架和接口的C编程
全书分为4个部分，第一部分由第1章组成，主要介绍AM824-Core开发套件，对微控制器和评估板进行了详细的介绍。第二部分由第2 ~ 3章组成，主要介绍模拟量与数字量的转换方法和相应的硬件电路设计。第三部分由第4 ~ 8章组成，重点介绍AMetal框架，包括接口的使用方法以及接口定义和实现的基本原理。第四部分由第9 ~ 10章组成，重点介绍基于AMetal无线硬件平台（包含BLE和zigbee）的通信和非常实用的MVC应用框架，并以开发温度检测仪为例，展示了程序设计和开发的详尽过程。
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