成為嵌入式高手的技能清單和升級線路圖

時間：2020-08-12 13:43:57

關(guān)鍵字：嵌入式

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[導(dǎo)讀]第一部分：Linux平臺搭建與環(huán)境熟悉?? 了解linux系統(tǒng)；區(qū)分各種版本的Linux系統(tǒng)，以便于拓展 Linux視野。 1、Linux 簡介； 2、Linux 系統(tǒng)的主要特點； 3、Linux 的組成； 4、主要的 Linux 版本； 5、嵌入式 Linux簡介與發(fā)展第二部分虛擬機安裝和LINUX系統(tǒng)安

第一部分：Linux平臺搭建與環(huán)境熟悉

了解linux系統(tǒng)；區(qū)分各種版本的Linux系統(tǒng)，以便于拓展 Linux視野。

1、Linux 簡介；

2、Linux 系統(tǒng)的主要特點；

3、Linux 的組成；

4、主要的 Linux 版本；

5、嵌入式 Linux簡介與發(fā)展

第二部分虛擬機安裝和LINUX系統(tǒng)安裝

1、虛擬機安裝；

2、Linux系統(tǒng)的安裝；

3、Linux系統(tǒng)的常用軟件的安裝；

4、Linux快速入門

5、熟悉運用 Linux環(huán)境下，常用命令的操作與系統(tǒng)設(shè)置，如常用的 Shell；掌握基本的 Shell 應(yīng)用

第三部分：嵌入式LINUX環(huán)境搭建

1、建立嵌入式 Linux開發(fā)環(huán)境

2、熟悉嵌入式開發(fā)平臺

3、嵌入式 Linux開發(fā)工具

4、 Linux下的調(diào)試技巧

5、 MAKE工程管理器

6、硬件環(huán)境的搭建；arm-linux-gcc與 gcc安裝配置

第四部分：U-Boot：了解 U-Boot 的作用及工作流程；了解Bootloader 的代碼結(jié)構(gòu)、編譯過程；移植U-Boot；掌握常用的U-Boot命令。

1、 Bootloader介紹

2、 u-boot工程介紹

3、 u-boot的編譯使用

4、 u-boot源碼分析

5、 u-boot資源分配

6、配置編譯u-boot

7、 u-boot移植過程

8、 u-boot常用命令操作

9、添加u-boot新命令

10、設(shè)置u-boot環(huán)境變量

11、 u-boot驅(qū)動添加如網(wǎng)卡：DM9000

第五部分：LINUX內(nèi)核移植：熟悉內(nèi)核的原碼結(jié)構(gòu)和kbuild Makefile語法；掌握和內(nèi)核、驅(qū)動模塊編譯相關(guān)的原理及方法。

1、Linux內(nèi)核介紹

2、Linux內(nèi)核特點

3、Linux內(nèi)核源代碼結(jié)構(gòu)

4、Linux內(nèi)核選項解析

5、Linux內(nèi)核編譯鏈接

6、內(nèi)核模塊編譯、使用方法

第六部分：LINUX根文件系統(tǒng)

1、busybox 包移植、編譯

2、Linux跟文件系統(tǒng)制作過程

3、根文件系統(tǒng)介紹

4. nfs文件服務(wù)器系統(tǒng)搭建

第七部分：LINUX驅(qū)動開發(fā)

驅(qū)動開發(fā)是嵌入式Linux開發(fā)難度最高的內(nèi)容，也是目前嵌入式行業(yè)最緊缺的人才之一。本課程介紹嵌入式Linux驅(qū)動開發(fā)相關(guān)概念及開發(fā)流程，了解驅(qū)動開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)點，重點講解嵌入式Linux下常用接口驅(qū)動的編寫方法，包括：

1、字符型LED驅(qū)動開發(fā)（GPIO口驅(qū)動）

2、按鍵驅(qū)動開發(fā)（中斷驅(qū)動，在驅(qū)動中中斷程序的編寫，消息隊列的應(yīng)用

3、ADC驅(qū)動開發(fā)

4、網(wǎng)卡驅(qū)動開發(fā)

5、串口驅(qū)動開發(fā)

6、液晶屏（TFT彩屏驅(qū)動開發(fā)

7、觸摸屏驅(qū)動+tslib（中間插件移植與設(shè)置），

8、USB驅(qū)動開發(fā)+USB無線網(wǎng)卡移植

9、IIS驅(qū)動開發(fā)+maplay移植與應(yīng)用（mp3播放）+mplayer移植與應(yīng)用（視頻播放Mp4/廣告機等播放）

10、SD驅(qū)動開發(fā)

11、RTC驅(qū)動開發(fā)

12、電源管理方法

第八部分：LINUX應(yīng)用學(xué)習(xí)

嵌入式Linux應(yīng)用開發(fā)和系統(tǒng)開發(fā)是嵌入式Linux中最重要的一部分，也是企業(yè)人才需求最廣的一部分。主要目標(biāo)是精通嵌入式Linux下的程序設(shè)計，熟練掌握嵌入式Linux的開發(fā)環(huán)境、系統(tǒng)編程以及網(wǎng)絡(luò)編程，熟悉C++、QT編程并且深刻體會整個嵌入式Linux項目開發(fā)流程，強化學(xué)員對Linux應(yīng)用開發(fā)的能力。

1、Linux系統(tǒng)中的進程的概念，在應(yīng)用程序中線程與父子進程的創(chuàng)建與應(yīng)用

2、線程之間、進程之間的通信

3、進程間通信基本概念

4、管道（PIPE）

5、信號（SIGNAL）

6、內(nèi)存映射（MAPPED MEMORY）

7、消息隊列（MESSAGE QUEUE）

8、信號量（SEMAPHORE）

9、共享內(nèi)存（SHARE MEMORY）@

10、tcPip協(xié)議在應(yīng)用程序中的編程開發(fā)（SOCKET套接字編程開發(fā)）

10.1. ISO/OSI七層協(xié)議模型與IP網(wǎng)絡(luò)四層模式

10.2.TCP/IP協(xié)議簇

10.3. 基于嵌入式Linux的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

10.4. 基于嵌入式Linux的SOCKET編程

10..5.UDP與TCP的區(qū)別

10.6. UDP SERVER-CLIENT關(guān)系程

11、文件讀寫與存儲

第九部分：QT移植與開發(fā)

了解嵌入式Linux下的幾種常見GUI及其特點，重點能掌握QT的有關(guān)內(nèi)容，具備QT程序設(shè)計能力。了解嵌入式數(shù)據(jù)庫的配置與開發(fā)：

1 、嵌入式Linux GUI介紹

2、嵌入式QT開發(fā)包移植

3、QT介紹及其信號插槽機制

4、 QT圖形界面編程技術(shù)

5、QT應(yīng)用程序與Linux驅(qū)動的銜接

6、 QT在實際項目中具體應(yīng)用

第十部分：無線通訊應(yīng)用

1、無線wifi模塊應(yīng)用

2、3G模塊應(yīng)用

第十一分布：嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序，驅(qū)動程序調(diào)試

1、Linux基本工具調(diào)試使用。GDB，insight調(diào)試等

2、Linux應(yīng)用程序的編程

3、嵌入式產(chǎn)品程序打包與發(fā)布

第十二部分：嵌入式項目綜合調(diào)試，產(chǎn)品發(fā)布

了解真實項目的開發(fā)流程，掌握如何將所學(xué)知識應(yīng)用到項目開發(fā)中。將模擬真實項目的管理過程，培養(yǎng)學(xué)員項目團隊協(xié)同開發(fā)能力，項目文檔編寫能力和新知識的學(xué)習(xí)能力，為下一步就業(yè)做好知識上和心理上的充分準(zhǔn)備。

嵌入式LININX開發(fā)第一學(xué)習(xí)階段，主要打好基礎(chǔ)，學(xué)好C編程，Linux系統(tǒng)編程。

1、C語言編程基礎(chǔ)

2、嵌入式開發(fā)基礎(chǔ)：Linux概述安裝，shell命令，vim編輯器，GCC,GDB,Makefile，交叉開發(fā)環(huán)境構(gòu)建

3、嵌入式Linux系統(tǒng)編程：shell編程，文件編程，串口編程，進程編程，線程編程，網(wǎng)絡(luò)編程

4、嵌入式項目開發(fā)：數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，串口服務(wù)器

嵌入式LININX開發(fā)第二學(xué)習(xí)階段，掌握ARM匯編程序設(shè)計，驅(qū)動程序設(shè)計。

1、ARM體系結(jié)構(gòu)：ARM體系，ARM指令，Thumb指令，匯編程序設(shè)計，邏輯程序開發(fā)

2、Linux內(nèi)核移植：bootloader，內(nèi)核配置，文件系統(tǒng)

3、驅(qū)動程序開發(fā)：驅(qū)動架構(gòu)模型，字符設(shè)備驅(qū)動，塊設(shè)備驅(qū)動，網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動

4、嵌入式項目開發(fā)：智能家居系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)

嵌入式LININX開發(fā)第三學(xué)習(xí)階段，掌握C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，Qt編程。

1、C++語言編程基礎(chǔ)

2、QT編程開發(fā)：QT開發(fā)基礎(chǔ)，QT布局與控件，QT繪圖，QT事件，QT網(wǎng)絡(luò)通信，QT數(shù)據(jù)庫，QT移植

3、嵌入式項目開發(fā)：車載監(jiān)控管理系統(tǒng)，工業(yè)能源管理系統(tǒng)

嵌入式設(shè)計應(yīng)具備的基本技能

1、Linux 基礎(chǔ)

安裝Linux操作系統(tǒng) Linux文件系統(tǒng) Linux常用命令 Linux啟動過程詳解熟悉Linux服務(wù)能夠獨立安裝Linux操作系統(tǒng) 能夠熟練使用Linux系統(tǒng)的基本命令認(rèn)識Linux系統(tǒng)的常用服務(wù)安裝Linux操作系統(tǒng) Linux基本命令實踐設(shè)置Linux環(huán)境變量定制Linux的服務(wù) Shell 編程基礎(chǔ)使用vi編輯文件使用Emacs編輯文件使用其他編輯器

2、Shell 編程基礎(chǔ)

Shell簡介認(rèn)識后臺程序Bash編程熟悉Linux系統(tǒng)下的編輯環(huán)境熟悉Linux下的各種Shell 熟練進行shell編程熟悉vi基本操作熟悉Emacs的基本操作比較不同shell的區(qū)別編寫一個測試服務(wù)器是否連通的shell腳本程序編寫一個查看進程是否存在的shell腳本程序編寫一個帶有循環(huán)語句的shell腳本程序

3、Linux 下的 C 編程基礎(chǔ)

linux c語言環(huán)境概述 Gcc使用方法 Gdb調(diào)試技術(shù) AutoconfAutomake Makefile 代碼優(yōu)化熟悉Linux系統(tǒng)下的開發(fā)環(huán)境熟悉Gcc編譯器熟悉Makefile規(guī)則編寫Hello,World程序使用 make命令編譯程序編寫帶有一個循環(huán)的程序調(diào)試一個有問題的程序

4、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)

嵌入式系統(tǒng)概述交叉編譯配置TFTP服務(wù) 配置NFS服務(wù) 下載Bootloader和內(nèi)核嵌入式Linux應(yīng)用軟件開發(fā)流程熟悉嵌入式系統(tǒng)概念以及開發(fā)流程建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境制作cross_gcc工具鏈編譯并下載U-boot 編譯并下載Linux內(nèi)核編譯并下載Linux應(yīng)用程序

5、嵌入式系統(tǒng)移植

Linux內(nèi)核代碼平臺相關(guān)代碼分析 ARM平臺介紹平臺移植的關(guān)鍵技術(shù) 移植Linux內(nèi)核到 ARM平臺了解移植的概念能夠移植Linux內(nèi)核移植Linux2.6內(nèi)核到 ARM9開發(fā)板

6、嵌入式 Linux 下串口通信

串行I/O的基本概念嵌入式Linux應(yīng)用軟件開發(fā)流程 Linux系統(tǒng)的文件和設(shè)備與文件相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用配置超級終端和MiniCOM 能夠熟悉進行串口通信熟悉文件I/O 編寫串口通信程序編寫多串口通信程序

7、嵌入式系統(tǒng)中多進程程序設(shè)計

Linux系統(tǒng)進程概述嵌入式系統(tǒng)的進程特點進程操作守護進程相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用了解Linux系統(tǒng)中進程的概念能夠編寫多進程程序編寫多進程程序編寫一個守護進程程序 sleep系統(tǒng)調(diào)用任務(wù)管理、同步與通信Linux任務(wù)概述任務(wù)調(diào)度管道信號共享內(nèi)存任務(wù)管理 API 了解Linux系統(tǒng)任務(wù)管理機制熟悉進程間通信的幾種方式熟悉嵌入式Linux中的任務(wù)間同步與通信編寫一個簡單的管道程序?qū)崿F(xiàn)文件傳輸編寫一個使用共享內(nèi)存的程序

8、嵌入式系統(tǒng)中多線程程序設(shè)計

線程的基礎(chǔ)知識多線程編程方法線程應(yīng)用中的同步問題了解線程的概念能夠編寫簡單的多線程程序編寫一個多線程程序

9、嵌入式 Linux 網(wǎng)絡(luò)編程

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識嵌入式Linux中TCP/IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) socket 編程常用 API函數(shù) 分析Ping命令的實現(xiàn) 基本UDP套接口編程許可證管理 PPP協(xié)議 GPRS 了解嵌入式Linux網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 能夠進行嵌入式Linux環(huán)境下的socket 編程熟悉UDP協(xié)議、PPP協(xié)議熟悉GPRS 使用socket 編寫代理服務(wù)器使用socket 編寫路由器編寫許可證服務(wù)器指出TCP和UDP的優(yōu)缺點編寫一個web服務(wù)器編寫一個運行在 ARM平臺的網(wǎng)絡(luò)播放器

10、GUI 程序開發(fā)

GUI基礎(chǔ) 嵌入式系統(tǒng)GUI類型編譯QT 進行QT開發(fā)熟悉嵌入式系統(tǒng)常用的GUI 能夠進行QT編程使用QT編寫“Hello，World”程序調(diào)試一個加入信號/槽的實例通過重載QWidget 類方法處理事件

11、Linux 字符設(shè)備驅(qū)動程序

設(shè)備驅(qū)動程序基礎(chǔ)知識 Linux系統(tǒng)的模塊字符設(shè)備驅(qū)動分析 fs_operation結(jié)構(gòu) 加載驅(qū)動程序了解設(shè)備驅(qū)動程序的概念了解Linux字符設(shè)備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu) 能夠編寫字符設(shè)備驅(qū)動程序編寫Skull驅(qū)動編寫鍵盤驅(qū)動編寫I/O驅(qū)動分析一個看門狗驅(qū)動程序對比Linux2.6內(nèi)核與2.4內(nèi)核中字符設(shè)備驅(qū)動的不同Linux 塊設(shè)備驅(qū)動程序塊設(shè)備驅(qū)動程序工作原理典型的塊設(shè)備驅(qū)動程序分析塊設(shè)備的讀寫請求隊列了解Linux塊設(shè)備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu) 能夠編寫簡單的塊設(shè)備驅(qū)動程序比較字符設(shè)備與塊設(shè)備的異同編寫MMC卡驅(qū)動程序分析一個文件系統(tǒng) 對比Linux2.6內(nèi)核與2.4內(nèi)核中塊設(shè)備驅(qū)動的不同

12、文件系統(tǒng)

虛擬文件系統(tǒng) 文件系統(tǒng)的建立 ramfs內(nèi)存文件系統(tǒng) proc文件系統(tǒng) devfs 文件系統(tǒng) MTD技術(shù)簡介 MTD塊設(shè)備初始化 MTD塊設(shè)備的讀寫操作了解Linux系統(tǒng)的文件系統(tǒng) 了解嵌入式Linux的文件系統(tǒng) 了解MTD技術(shù) 能夠編寫簡單的文件系統(tǒng)為 ARM9開發(fā)板添加 MTD支持移植JFFS2文件系統(tǒng) 通過proc文件系統(tǒng)修改操作系統(tǒng)參數(shù) 分析romfs 文件系統(tǒng)源代碼創(chuàng)建一個cramfs 文件系統(tǒng)

簡單地總結(jié)一下硬件開發(fā)的基本過程：

1、明確硬件總體需求情況，如CPU處理能力、存儲容量及速度、I/O端口的分配、接口要求、電平要求、特殊電路要求等等。

2、根據(jù)需求分析制定硬件總體方案，尋求關(guān)鍵器件及相關(guān)技術(shù)資料、技術(shù)途徑和技術(shù)支持，充分考慮技術(shù)可行性、可靠性和成本控制，并對開發(fā)調(diào)試工具提出明確要求。關(guān)鍵器件可試著去索取樣品。

3、總體方案確定后，做硬件和軟件的詳細(xì)設(shè)計，包括繪制硬件原理圖、軟件功能框圖、PCB設(shè)計、同時完成開發(fā)元器件清單。

4、做好PCB板后，對原理設(shè)計中的各個功能單元進行焊接調(diào)試，必要時修改原理圖并作記錄。

5、軟硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。一般情況下，經(jīng)過調(diào)試后原理及PCB設(shè)計上有所調(diào)整，需要二次投板。

6、可靠性測試、穩(wěn)定性測試，通過驗收，項目完成！

硬件工程師應(yīng)具備的基本技能：

（1）由需求分析至總體方案、詳細(xì)設(shè)計的規(guī)劃創(chuàng)造能力；

（2）熟練運用設(shè)計工具，設(shè)計原理圖、PCB板的能力；

（3）熟練運用單片機、DSP、PLD、FPGA等進行軟硬件開發(fā)調(diào)試的能力；

（4）熟練運用仿真工具、示波器、信號發(fā)生器、邏輯分析儀等調(diào)測硬件的能力；