關于嵌入式Linux項目開發(fā)內容

　　對于嵌入式Linux開發(fā)所需要的知識，也正是處理數(shù)據(jù)流轉時所需要的技術， 對于嵌入式Linux項目的開發(fā)，主要包含以下的知識點：

　　1.數(shù)據(jù)輸入/輸出的接口 -- 嵌入式Linux驅動開發(fā)

　　2.數(shù)據(jù)運行的平臺和支持環(huán)境 -- uboot開發(fā)，Linux內核裁剪，文件系統(tǒng)移植

　　3.數(shù)據(jù)處理和轉換 -- 嵌入式應用層開發(fā)

　　如果繼續(xù)細分下來，就要包含以下工作：

　　嵌入式Linux驅動開發(fā)又分為

　　1.對于外部設備的硬件實際操作和調試（這部分和單片機時相通的），包含SPI，I2C，ETH，HDMI， CMOS等

　　2.Linux實現(xiàn)驅動模塊的API接口（包含基礎的Module_xxx的函數(shù)，還有添加類，設備的接口函數(shù)以及引申的虛擬總線接口）

　　3.為解決驅動代碼冗余的設備樹相關知識和解析設備樹的代碼實現(xiàn)

　　uboot開發(fā)，Linux內核裁剪，文件系統(tǒng)移植

　　1.uboot主要涉及嵌入式裸機的應用開發(fā)，非原廠人員基本不會修改，頂多修改下logo，或者加些簡單的控制， 基本不會去在uboot中實現(xiàn)復雜應用。

　　2.Linux內核裁剪，我所接觸的就是Menuconfig內的配置刪減功能，以及將驅動模塊添加到內核的實現(xiàn)，更復雜的我沒有涉及過，不發(fā)表看法

　　3.文件系統(tǒng)移植，主流的是移植支持QT或者安卓的環(huán)境到平臺中，當然無界面的應用使用最小系統(tǒng)也能滿足需求， 已經在此基礎上移植支持的基礎lib，啟動文件，指令文件和目錄等，更復雜的我也沒有涉及

　　嵌入式應用層開發(fā)

　　嵌入式的應用層是具體實現(xiàn)功能的部分，主要包含

　　1.使用open，write，read，ioctl等對底層硬件信息的操作（包含接收，發(fā)送）

　　2.基于系統(tǒng)接口的對于命令行信息，進程和線程，socket通訊接口（TCP/UDP）， 同步機制（互斥鎖，自旋鎖，管道，消息隊列等）， 文件I/O等基礎Linux API處理

　　3.基于上述接口實現(xiàn)的上層應用實現(xiàn)，如基于TCP的網絡應用HTTP或MQTT，視頻應用RTMP，以及為了功能需求而引入的線程或進程機制，而為了滿足復雜應用的需求，線程或進程間同步機制也被使用，此外可能會引入Sqlite用于數(shù)據(jù)的管理，引入openssl用于數(shù)據(jù)的加密，這些都是應用層開發(fā)常用的技術手段，嵌入式Linux比單片機的最大優(yōu)點就是有很多拿來即用的方案，十分方便應用層的功能開發(fā)。

　　4.為了滿足工業(yè)界面化需求引入的界面實現(xiàn)方案，目前嵌入式的主流就兩大類QT/C++和Android/Java（為了滿足Jave對底層的操作，引入了JNI的實現(xiàn)）

　　了解到這里，你大概對嵌入式Linux的項目整體有了認知，下面標些重點：

　　1. 嵌入式Linux驅動中驅動層相關的API接口，DTS語法這些都是從業(yè)者必須掌握的技術，如果你想從事驅動層的開發(fā)，這部分是必須去理解掌握的，那么從業(yè)中一般人和資深者最大的區(qū)別是什么，對于硬件的調試經驗，如何I2C或SPI數(shù)據(jù)不通，如何快速區(qū)分是軟件還是硬件問題（器件問題還是電路問題），并有可行的方法去解決，這才是最重要的技巧， 涉及硬件的調試經驗是你買塊開發(fā)板去學習最難掌握的事，這種就是純項目經驗。

　　2. uboot開發(fā)，Linux內核裁剪，文件系統(tǒng)移植，這部分我很難給出經驗，一方面這方面在工作中占比不高（從我的開發(fā)經驗來說），另一方面這部分其實都是按照教程在走流程（包括實際開發(fā)中，很多也是按照官方的方案走流程），非原廠的很少去理解這部分內部的實現(xiàn)，不過我認為這是合理的，這三塊都是這個世界上最優(yōu)秀的那一批工程師多年積累的，如果一般人都能快速吃透，那個人一定是天才，我是做不到，這部分的源碼很多是精華，但我不推薦入門者去啃這部分，能夠編譯構建個滿足需求的環(huán)境就夠了，如果真想去學習，等經驗豐富想提升在去花時間會更快捷且有用。

　　3. 嵌入式應用層開發(fā)， 對于項目來說，主要關注的其實就是驅動和應用兩塊，其中應用又是具體的實現(xiàn)部分，往往也是需要掌握的核心（事實上，很多公司購買的測試方案板基本都包含了所有的需要的外設驅動和實現(xiàn)， 頂多改下pin腳或者將接口更換下，或者外部器件更換，修改些寄存器的配置，非原廠和方案商，驅動開發(fā)在工作中占比很少）， 我上面提到了應用基本在現(xiàn)實的產品都有運用，而且應用層目前已經開始向桌面或移動端的應用靠攏，除了對底層硬件的直接操作外，其運用的語言包含C（Linux API）， C++， Python， nodejs， Java以應對圖形界面，網絡web，算法等的多方面需求，事實上，這里很多實現(xiàn)真的在桌面端的Linux中進行執(zhí)行完全沒有問題，而且跑的更快，調試也更方便，我自己實現(xiàn)的很多代碼，都是在WSL或者虛擬機里運行，涉及硬件的話包裝成數(shù)據(jù)包測試的，都是驗證完功能后在交叉編譯到嵌入式平臺測試，效果也基本一樣。

　　講完了這些，應該基本對嵌入式Linux到底做什么，什么是重點又一定認識了，下面真正開始分享我的學習方法了。

　　1. 熟悉Linux平臺的常用指令，順便熟悉vim的用法 -

　　我列舉些常用的sudo，ls，vim/vi， ifconfig， clear， chmod， mkdir， cp， tar， cat等

　　2. 熟悉交叉編譯的相關知識，包含基礎Makefile的理解，入門不要花費大量時間去掌握Makefile的語法，這里推薦文檔《跟我一起寫Makefile.pdf》， 初期理解前三章，后面根據(jù)經驗總結在去同步掌握。

　　這兩部分必須掌握，至少是熟悉，只有這樣才不會托后面的進度

　　下面開始選擇主要學習的方向，驅動層還是應用層，和大多數(shù)培訓機構或者開發(fā)板的廠商按照驅動動輒幾十章來說，我更傾向于應用層的開發(fā)，同時兼顧對底層驅動的開發(fā)調試，這當然和我自身的從業(yè)經歷有關，我更偏向于工作上用的到的技術，當然這并不是底層不重要，當給你一塊完整經過測試的開發(fā)板時，很多底層硬件的調試經驗也就剩下驅動軟件的開發(fā)（很可能都不會自己去實現(xiàn)一遍，只是同一套代碼編譯在跑一遍），很多為什么這樣設計的思想也就理解不了，在這種情況下，重復花大量時間是不明智的，當然無論最后選擇驅動層還是應用層，入門都不建議在uboot，內核或者文件系統(tǒng)花大量時間，能夠搭建滿足需求的穩(wěn)定平臺就夠了，初期不要去深究，不是因為這部分不重要，而是因為當你對嵌入式Linux都一知半解的時候，去啃其中最復雜的部分不是事倍功半嗎，等開發(fā)經驗豐富，自然會總結類似的設計思想，在回過頭過來去學習，那時也能有自己學習方法，事半功倍。

　　3.對于應用層，怎么學習就有的說了，既有python，node這樣環(huán)境的移植，又有sqlite數(shù)據(jù)庫，openssl加密算法，opencv圖像處理庫，mqtt這種通訊應用的移植，還有建立在這些移植的庫和應用基礎上的功能應用需求，界面的開發(fā)，因為涉及行業(yè)的不同，往往需要的技術也不同，不過需要的也基本就是上面提到的知識，這些知識基本上和桌面端開發(fā)并沒有太大的區(qū)別（事實上很多代碼使用桌面端編譯工具重新編譯下，就可以直接執(zhí)行，所以沒有開發(fā)板完全可以學習）， 這里主要提一點，關于Linux API是其中比較需要系統(tǒng)去學習的。

　　不過一年前我關注的是用需求學習嵌入式可以讓后面的更順暢，現(xiàn)在我更關注的是通過整個應用的實現(xiàn)，可以掌握嵌入式驅動的實現(xiàn)，自定義協(xié)議，多線程，線程同步，如果在這個應用上移植rtmp擴展對圖像的采集和網絡轉發(fā)功能，一個真實的帶控制的網絡攝像頭方案應用就實現(xiàn)了，很多時候嵌入式產品并沒有那么復雜，而學習嵌入式Linux同樣，對與過來人來說，嵌入式Linux系統(tǒng)和uboot那塊是精華，這本身沒錯，我目前也在去深入學習那部分的代碼，但對于入門者來說，這部分其實是天塹，如果初入門就扎入茫茫的Linux代碼和一個接一個的驅動應用中，體驗是十分差的，我遇到很多工作中提升非常快的人，都是為解決實際問題而去針對性學習和提升的，而我說的學習方法也同樣如此，把學習當作工作目的去對待，當你轉變思想后，自然就會去思考如何做，會去檢索查資料去設計思路，也就自然去琢磨如何學才能夠實現(xiàn)。這也是我所分享的學習方法。另外，如果你只想從事嵌入式Linux開發(fā)，單片機不學也影響不大，他們共通點也就只有對硬件底層的實際操作是一致的，但這部分技術選擇Linux學習還是單片機學習在我看來并沒有太大區(qū)別，不過如果你不熟悉軟硬件聯(lián)調，用單片機過渡下也可以，最后我分享一個我自己正在實現(xiàn)的嵌入式方案，你可以考慮實現(xiàn)其中的一部分，自然就知道我所說的方法的含義。