总结嵌入式系统基础知识、编程语言、高效工具等内容。
最近听到一位小伙伴说了句很赞的话:
iPhone 是跑着 OS 的嵌入式 ARM,CUDA 也可以理解为一种异构的嵌入式。
从这个角度来考虑的话,将计算机科学与嵌入式分开,仅仅把单片机、ARM、FPGA 等技术叫嵌入式,只学习狭隘的技术领域,怎么可能成为一名优秀的嵌入式工程师呢?
技术文档与学习记录:
嵌入式系统基础:
机器学习:
编程语言:
环境搭建及工具:
理论基础:
本仓库将会长期更新嵌入式领域相关的知识,一部分内容是作者的学习笔记和心得总结,一部分是日常工作中的常用技巧,还有通过各种方式收集的嵌入式知识。通过总结提炼所拥有的知识,不断学习更多有用的技能。
对于嵌入式工程师的定位最近我有了新的看法,嵌入式技术是计算机科学体系中的一个分支。
电子类专业的毕业生从机器级的层面开始学习,如单片机,微机原理,后来到语言层面,如 C 语言和 Python,然后学习数据结构和算法。这个路线看起来还不错,也适合来入门,但是这条路线里有很严重的问题,只是学习这些知识你会发现自己很难做到知其然而又知其所以然。
在嵌入式工作中遇到的问题往往是综合性的,也就是说仅仅从语言级别或者算法级别入手往往不能解决问题,有时候需要深入到机器级。那么问题来了,整个嵌入式系统到底分了哪些层级,或者说整个计算机系统有哪些层级?要对整个知识体系框架有所了解,知道自己的位置,你需要对计算机的组成原理有较为深入的了解。
在这里我推荐书籍是由 Randal E. Bryant and David R. O'Hallaron 所著的《深入理解计算机系统》第三版。相应可以找到的课程是 MOOC 平台上的由袁春风教授讲授的 《计算机系统基础》课程,帮助我们建立对整个计算机系统抽象层的认识,增强我们解决嵌入式问题中的综合能力。
嵌入式工程师的技术积累要有足够的深度。
经过几年工程开发,接触了各种各样的处理器,也自己设计并实现了一款简单的 16位 CPU。我逐渐认识到某几种 CPU 的使用方式并不是最重要的知识,更重要的内容是计算机组成原理以及计算机体系架构(x86 ARM RISC-V)。对计算机基础知识的深入的理解,可以让我们在学习新的计算硬件时能够做到触类旁通, 学习一些新的异构计算技术时也不会觉得太过困难,例如 GPU、TPU 以及 NPU。
各种编程语言是工程师手边必备的工具,如果现在要我说是否需要不断学习新的编程语言,答案是肯定的。但我认为最重要的东西却不是编程语言本身,而是语言的设计思想以及它的适用场景,更进一步的是编译原理等用于创造编程语言的基础知识,这些底层技术是构建起一门新语言的知识根基。理解了编程语言背后的东西,学习并使用一门新的语言就会变得非常容易。
快速定位系统问题所在是每个嵌入式工程师的必备能力,那么如何高效 Debug 呢?曾经和一位 real 高手同事讨论这个问题,他说:我能说我主要靠想吗?这个回答显然过于简略,但是又不得不承认,Debug 确实是靠想,问题的关键是你应该如何想?
最近读了一本书叫 《How to solve it》给了我一些灵感,让我意识到这是一个思维方式的问题,解决一个 bug 的过程与解答一道数学题非常相似。
工程师如果想要提升 debug 能力,就要常常思考这样的问题:这个解决方案看起来是可行的,似乎是正确的,但是怎样才能想到这样一个解决方案呢?这个实验看起来可行,这似乎是事实,但这个事实是怎么被发现的?而我自己如何才能想到或者发现他们呢?在工作中,不仅要尽力去理解各种 bug 的解决方法,还要去理解这个解决方法的动机和步骤,并尽力向别人解释这些动机和步骤。