8年經(jīng)驗(yàn)老嵌入式工程師的工作總結(jié)

做嵌入式這行已經(jīng)8年了吧，也算是一個(gè)老工程師了，工作多年，做過MCU、DSP、ARM、ARM+DSP、ARM+FPGA等等芯片。現(xiàn)在想將嵌入式的東西整理一下，不能只看眼前路，不顧身后身。

嵌入式的東西很多，想要整理起來，也是很花費(fèi)力氣的一件事情，稍后的一年時(shí)間，有時(shí)間我就會(huì)慢慢的整理，算是對(duì)自己做一個(gè)交代，當(dāng)然如果對(duì)別人有用的話，那就更好。

目前AI異?；鸨F(xiàn)階段大家都停留在功能實(shí)現(xiàn)上，至于端測(cè)的落地，個(gè)人感覺還有一小段距離要走。當(dāng)端測(cè)AI落地的時(shí)候，我相信市場(chǎng)上對(duì)嵌入式工程師、硬件工程師的需求會(huì)越來越大。尤其是涉及到性能優(yōu)化方面，我相信應(yīng)該會(huì)有很大的市場(chǎng)吧。

1. 嵌入式繞不開各種接口

比如：uart 、spi、i2c、usb、eth、mipi、edp、can、i2s、hdmi等等。需要了解各接口的使用場(chǎng)景、帶寬、機(jī)制、時(shí)序、工作模式、缺點(diǎn)，時(shí)序等等。我相信硬件接口這一塊兒就會(huì)讓很多新手摸不到頭腦吧。

2. 嵌入式繞不開交叉編譯工具

嵌入式一般都需要自己搭建交叉編譯工具鏈，當(dāng)然MCU類的開發(fā)也會(huì)有成熟的IDE可供使用。但是對(duì)于編譯器而言一般都是GCC。對(duì)于嵌入式開發(fā)人員來說，搭建交叉編譯工具鏈。編譯過程分為 ——預(yù)編譯、編譯、匯編、鏈接。通過GCC提供的工具可以使程序完成任一階段的處理。要清楚各個(gè)階段主要完成了什么工作。鏈接分為靜態(tài)鏈接、動(dòng)態(tài)鏈接，各自的優(yōu)缺點(diǎn)及使用場(chǎng)景要知道。同時(shí)編譯生成ELF格式的文件，要理解ELF文件的格式、必要的時(shí)候需要通過objdump或readelf工具來解析ELF文件。

3. 嵌入式開發(fā)繞不開調(diào)試

嵌入式開發(fā)的很大一部分時(shí)間都在調(diào)試，好的調(diào)試方法和工具可以更快速的定位問題。

3.1 vargrind 的使用

3.2 gdb的使用

3.3 kdump

3.4 corddump

3.5 oops

4. 嵌入式開發(fā)離不開優(yōu)化

嵌入式的優(yōu)化分為兩部分，算法上的優(yōu)化，編程上的優(yōu)化。其中編程上的優(yōu)化分為以下技術(shù)。

4.1 內(nèi)存使用上的優(yōu)化-cacheline的使用

cache涉及到cache命中率、cache一致性，write-back，wrte-through等。全局變量問題、常用變量位置問題、互鎖問題。

4.2 并行優(yōu)化

并行優(yōu)化主要是SIMT或SIMD技術(shù)的應(yīng)用，包括GPU的使用，NEON優(yōu)化、SSE優(yōu)化等。

其中并行分為任務(wù)并行和數(shù)據(jù)并行、任務(wù)并行是多核方面的優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)并行是GPU和NEON來解決。

同時(shí)需要

4.3 依賴性問題

依賴性問題主要是流水線問題，避免數(shù)據(jù)的依賴性可以高效的使用流水線。至于這部分的優(yōu)化要借助反匯編，來對(duì)比不同寫法造成的差異。

5. 嵌入式繞不開驅(qū)動(dòng)

很多人對(duì)驅(qū)動(dòng)開發(fā)有技術(shù)情節(jié)，越是年輕的工程師越是這樣。驅(qū)動(dòng)的開發(fā)本質(zhì)上就是給外設(shè)配置參數(shù)，使其工作在期望的方式。linux下的 驅(qū)動(dòng)開發(fā)需要遵從linux的驅(qū)動(dòng)框架，裸機(jī)的驅(qū)動(dòng)開發(fā)就是直接配置寄存器就可以。

linux有一個(gè)很好的理念，就是萬物皆文件。linux將外設(shè)也會(huì)抽象成文件，讀寫外設(shè)和讀寫文件在操作上沒有了區(qū)別。

linux下的設(shè)備，分為字符型設(shè)備、塊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

linux下注冊(cè)驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，將設(shè)備號(hào)和文件名進(jìn)行了映射，并實(shí)現(xiàn)file_operation里的一些函數(shù)，例如，write、read、ioctl。其中write、read主要用于讀寫外設(shè)的有用數(shù)據(jù)。ioctl主要用于配置外設(shè)的一些參數(shù)，使其工作在不同的模式或狀態(tài)。

6. 嵌入式離不開操作系統(tǒng)

其實(shí)嵌入式指的就是嵌入式操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)有很多種。vxworks、ucos、freertos、bios、linux、uclinux、nuttx等等。對(duì)于操作系統(tǒng)的選擇個(gè)人感覺要看實(shí)時(shí)性、以及生態(tài)。生態(tài)很重要，這樣出現(xiàn)問題的時(shí)候，才不至于絕望，感覺不是孤軍奮斗。

其實(shí)操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，主要是為了解決任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理。這兩方面是操作系統(tǒng)的精髓。感興趣可以閱讀源碼。ucos的源碼不多，可以從它看起。