嵌入式開發的主要課程有什麼（嵌入式開發需要學哪些內容）

2023-04-14 03:52:07 1

近年來，隨著計算機技術及集成電路技術的發展，嵌入式技術應用越來越廣泛，在航空航天、軍工、工控、醫療、電子、通訊、網絡等領域得到廣泛應用。

嵌入式技術也無疑成為當前熱門的IT技術之一，也越來越多的人想學習嵌入式技術，加入到這個行業中來。那嵌入式都要學習哪些內容？學習路線是怎樣的？下面我們一起來看看：

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嵌入式是一種軟硬體的綜合性技術，要學習的內容比較多，包括嵌入式軟體、嵌入式硬體，以及相關行業、產品的專業知識等。

但是作為零基礎入行，我們不可能，也沒有時間和精力把所有的知識都學個遍，只需要掌握重點知識，尤其是一些不變的知識，然後再在工作中來拓展知識面，這樣才能起到事半功倍的學習效果。

嵌入式軟體工程師要做的事情就是根據產品需求，設計好軟體並讓硬體工作起來。嵌入式產品硬體部分，大體都是相同的，核心由CPU、RAM和FLASH幾大部分組成，而軟體會根據需求千差萬別。

而產品的具體功能就需要由軟體來實現，所以嵌入式軟體設計的工作量會是硬體設計的4-5倍，對應的就是嵌入式軟體工程師需求數量比硬體工程師大，而且嵌入式軟體技術學習起來相對容易一些！

下面我們重點來看看嵌入式軟體工程師的學習路線是怎樣的。

第一階段：C/C 、linux 作業系統 、數據結構與算法設計

C語言做為嵌入式領域的核心基礎，其掌握好壞的程度直接關係到後面內容學習的深度，同時C語言也是企業面試中核心考察點之一。

Linux系統已經佔有嵌入式作業系統的 90%市場份額，掌握 Linux 作業系統不僅為嵌入式系統開發和應用打下基礎，也是為大數據、雲計算等新興網絡服務業務提供重要支撐。

數據結構是面試中考察的一個重點，也是後期階段項目和綜合項目程序設計的基礎，掌握一定數據結構和算法的思維，將有助於提高崗位競爭力。

本階段需要掌握C/C 語言常用關鍵字的用法，熟練使用順序、分支和循環結構設計程序 ；理解C語言指針含義，能夠熟練使用指針進行任意空間的操作，熟悉常用內存的分段機制 ；理解一維數組空間和多維數組空間的使用方法，熟悉多維指針的邏輯特性和應用場景 ；掌握C/C 語言函數的定義，理解函數重載的原理，熟悉函數指針的設計模式 ；理解C 多態、虛類等面向對象的底層實現機制，了解C/C 語言編譯器工作流程 ；熟悉Linux作業系統常用命令和文件系統結構 ；了解常用的shell編程方法，熟悉make和Cmake工具的使用和配置 ；熟悉常用數據結構的特點，掌握鍊表的常用操作方法，理解棧和隊列的特點和實現方法 ；了解二叉樹的常用性質，理解深度遍歷和廣度遍歷的算法特徵 ；了解圖中常用的算法設計思想 ；掌握查找、排序的經典算法設計思想和程序實現，了解STL的數據結構特性等。

第二階段：Linux 文件編程、Linux 多任務、Linux 網絡編程、嵌入式資料庫

通過上一階段的訓練，在本階段需要細化 Linux 作業系統下 IO文件操作，掌握Linux下文件IO和標準IO的內部原理，通過對動態庫和靜態庫原理分析，掌握其嵌入式商業項目開發中模塊化設計思維。

做為嵌入式應用開發工程師，多任務的資源管理、同步管理、互斥管理是重要的技能，也是面試時的熱門話題。因此這階段需要從Linux的進程和線程內存資源出發，剖析Linux下多任務的熱點問題，掌握處理多任務編程。

隨著智能家居、車聯網、5G 通訊的普及，網絡服務成為了嵌入式應用研發的重要方向，從各大招聘網站上可以看得出對於網絡編程的需求非常的大。

掌握Linux下文件IO和標準IO的編程方法，理解其各自特點和應用場景；熟悉Linux下VFS設計思想，掌握常用系統調用的使用方法；了解Linux下進程的狀態和控制方法，父子進程、孤兒進程、守護進程、殭屍進程的特點；掌握Linux下多進程控制程序方法；熟練使用pthread庫實現Linux下的多線程任務，理解多線程的互斥和同步的方法；掌握Linux下常用進程間通信的方法；理解socket編程，熟悉TCP、UDP客戶伺服器編程模型；了解HTTP協議，了解select或epoll多路復用通信，理解libevent等反應堆設計模式；熟悉使用版本控制工具，如git或svn工具。

第三階段：Qt編程

工控、車載系統中Qt被廣泛使用，這一階段需要掌握商業Qt開發方法。

掌握Qt5、Qt6的特點，熟悉Qmake、Cmake環境維護方法理解Qt信號和槽的工作原理，熟悉常用控制項的使用和自定義信號和槽的方法掌握Qt的常用布局方式和約束關係理解Qt的進程和線程工作原理，能夠使用Qt進行多任務處理理解Qt的網絡編程方法，熟悉Qt的自定義組件開發方法

第四階段：ARM體系結構與接口技術

ARM 晶片目前發展趨勢越來越迅猛，地球上每一個人身上平均就有3塊 ARM 的晶片，本階段重點學習ARM體系的結構，從底層了解CPU的運行機制，在掌握一些基礎彙編後，為嵌入式底層開發打下堅實基礎。

了解ARM 體系結構的編程模型，寄存器和常用彙編的使用場景；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開發配置環境，理解flash和ram調試程序方式；熟悉GPIO、EXTI、UART、IIC、Timer控制器工作原理和編程方式；掌握ST公司的HAL庫開發方法。

第五階段：嵌入式Linux系統移植

做為硬體系統上的軟體開發，交叉編譯器的作用非常重要，要求在掌握交叉編譯器工作原理基礎下，能夠熟悉常用的嵌入式開發中使用的工具選項，對嵌入式 Bootloader有深入理解。

Linux內核是目前嵌入式主流的作業系統，需要掌握Linux內核源碼結構，內核配置和編譯及調試方法，熟悉BSP工程師的常用方法，也為後期學習打下基礎。

嵌入式 BSP 工程師除了熟悉內核定製外，對於產品的文件系統也是工作的重頭，要求熟悉常用的嵌入式根文件系統製作方法，掌握根文件系統的工作原理。

掌握嵌入式交叉編譯器的常用工具作用和使用方法，熟悉常用工具選項的含義；理解嵌入式編譯、連結的原理，熟悉二進位文件和ELF文件特點和製作方法；理解嵌入式Bootloader工作原理，掌握Uboot移植和使用方法；理解Linux內核編譯、配置、啟動原理，了解常用BSP開發定製方法；熟悉嵌入式最小根文件系統的製作方法，busybox、buildroot、ycoto的製作嵌入式根文件系統的方法；掌握嵌入式常用網絡配置方法，熟悉NFS、Ramdisk、Yaffs2等文件系統方法。

第六階段：Linux驅動編程

這一階段要求掌握 Linux 內核開發環境特點，能夠獨立完成Linux驅動模塊開發環境搭建和編程。

字符設備是 Linux 驅動中佔比最大的設備，掌握字符設備驅動的編寫方法，可以應付實際工程中大部分設備驅動開發，也為後面內核驅動子系統的學習提供保障。要求掌握linux字符設備核心結構和核心操作驅動接口編寫方法，剖析源碼，完成驅動的編程學習。

掌握Linux內核模塊編程的方法和驅動模塊開發的環境搭建方法；掌握Linux內核下字符設備工作原理，熟悉file_operations結構體核心成員的使用；能夠熟練使用內核鍊表、紅黑樹解決應用空間和內核空間的需求；掌握container_of原理，內核Kfifo結構的設計和使用方法；了解內核中斷控制子系統的結構，熟悉利用中斷控制系統實現驅動異步事件的方法；了解常用Linux上半部和下半部機制；掌握Linux的設備樹下的驅動設計方法，熟悉bus驅動設計思想。

以上就是嵌入式軟體工程師要學習的主要內容，零基礎入門學習嵌入式的話周期還是較長，門檻較高。自學的話，還是需要較強的學習能力和專業基礎的。但是只要認真學習，循序漸進，一步步紮實學好，半年堅持下來，相信會成功上岸。

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