嵌入式怎么入行：工程師的自我修養(yǎng)

前言

這篇文章總結(jié)了我做嵌入式工程師這幾年的一些經(jīng)驗(yàn)，分享給剛?cè)胄谢驕?zhǔn)備入行的新手們！

首先我想說的是不問出身，做嵌入式的同學(xué)，基本都是計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子信息、通信類專業(yè)。剛畢業(yè)的本科生，就學(xué)到的知識(shí)，名校與非名校在起點(diǎn)上相差不多，大家在校園里學(xué)的都是那幾科，看的書也都差不多，如果不是很小就接觸計(jì)算機(jī)寫代碼，那畢業(yè)時(shí)的代碼量也都差不多。

而對(duì)于工程作業(yè)來說，對(duì)學(xué)術(shù)能力的要求沒那么高，只要有一定的學(xué)習(xí)能力，技術(shù)是很容易掌握的，大可不必對(duì)自己的學(xué)歷不夠自信。

對(duì)于嵌入式軟件工程師，一般是分成兩類，嵌入式Linux、嵌入式單片機(jī)，我這里只講單片機(jī)的部分，Linux的部分有機(jī)會(huì)再聊。

一. 認(rèn)知的四個(gè)階段

1. 不知不知

在剛工作的第一年，基本是一個(gè)學(xué)習(xí)的過程，很難有有效的產(chǎn)出，這個(gè)階段是完成從一個(gè)生澀畢業(yè)生到企業(yè)員工的身份轉(zhuǎn)換，如果校園里接觸過比較多的代碼，看過類似Linux源碼那種級(jí)別的代碼，對(duì)你快速學(xué)習(xí)還是很有用的。

這時(shí)你寫的代碼，也能正確的點(diǎn)亮一個(gè)led燈，能實(shí)現(xiàn)老板的需求，可日后來看，肯定是慘不忍睹的，說難聽點(diǎn)，就是“像屎一樣”。但這時(shí)你還不知道這些，你甚至“不知道自己不知道”，你覺得自己表現(xiàn)的還不錯(cuò)，可能偶爾會(huì)冒出“這個(gè)代碼這樣寫會(huì)不會(huì)更好”之類的念頭。

每個(gè)人都可能冒出這樣的念頭，不同的是，有的人念頭一過就去干別的了，刷刷劇玩玩手機(jī)也是一天；有些人，沒有讓念頭溜走，順著念頭走了下去，去找“這個(gè)代碼換一種寫法會(huì)不會(huì)更好”的答案。

2. 知道不知

找答案無非3個(gè)方式：?jiǎn)柶渌耍òㄋ阉饕妫⒖磿?、看源碼。

你當(dāng)然可以問其他人，但你不能總問其他人，而且其他人不一定什么都能解決。

你開始看源碼，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，源碼看不懂，隨便打開個(gè)開源項(xiàng)目，一行都看不懂。

你一定會(huì)嚇到，你想找本書來壓壓驚，隨便翻一翻，竟然發(fā)現(xiàn)自己“這個(gè)也不知道”，“那個(gè)也不知道”。

這也是好事，至少你已經(jīng)“知道自己不知道”了。

問人是最快最具體的；看源碼不能一蹴而就，大師的代碼我等凡人剛開始都是看不懂的，沒關(guān)系慢慢來，多看幾遍；看書是最系統(tǒng)的，如果你能帶著問題去看書中的具體章節(jié)當(dāng)然就更好啦。

現(xiàn)在，你有了學(xué)習(xí)的動(dòng)力，你要做的，是開始填補(bǔ)知識(shí)空白，還等什么，快開始吧！

3. 知道己知

上面列舉的三種方式，最系統(tǒng)也最有效的，當(dāng)屬看書了，我這里推薦幾本書。

對(duì)于語言層面，當(dāng)然最多用的是C語言，學(xué)校學(xué)的教材比如譚本《C程序設(shè)計(jì)》只介紹語法不說，還有很多誤導(dǎo)，堅(jiān)決不要看了。我推薦你讀K&R版本的《C程序設(shè)計(jì)語言》，Bryant,R.E.的《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》，接著就是Andrew Koenig的《C陷阱與缺陷》、KennethA．Reek的《c和指針》、LinDen,P.V.D的《C專家編程》，對(duì)于C語言基礎(chǔ)，這些已經(jīng)夠了。

看完這些，你最起碼了解了計(jì)算機(jī)程序到底是怎么一步步生成的，對(duì)語言、對(duì)系統(tǒng)又有了進(jìn)一步更詳細(xì)的認(rèn)識(shí)。

與此同時(shí)，可以看些實(shí)用性強(qiáng)的書，W. Richard Stevens的《UNIX環(huán)境高級(jí)編程》、《UNIX網(wǎng)絡(luò)編程》，把語言上的所學(xué)的進(jìn)行實(shí)踐，了解編譯器編譯流程、Linux的基礎(chǔ)命令，固件的交叉編譯。注意，這2本書都很厚，不用強(qiáng)迫自己全看。

下一步，開始看你的專業(yè)相關(guān)，你所在公司總有一個(gè)具體的方向，音視頻、圖像處理、家電等等，我從事物聯(lián)網(wǎng)安全行業(yè)，當(dāng)然最關(guān)注的是嵌入式軟硬件、網(wǎng)絡(luò)、安全技術(shù)，那就要針對(duì)這3個(gè)方面找書了。

3.1 軟硬件

做軟件工程師也應(yīng)該知道些硬件知識(shí)，模電、數(shù)電的基礎(chǔ)還是要了解的。

硬件架構(gòu)，用arm比較多，推薦看Joseph Yiu的《ARM Cortex-M3與Cortex-M4權(quán)威指南》，然后就是各個(gè)芯片的芯片手冊(cè)了，我還記得第一次看芯片手冊(cè)的感受，“天書！” 寫的都是啥，全然看不懂——后來我發(fā)現(xiàn)所有的芯片手冊(cè)竟然都是一個(gè)套路，只要看完一個(gè)手冊(cè)，再看其他的就很快了。

我還推薦你學(xué)習(xí)些FPGA的知識(shí)，用Verilog嘗試做些簡(jiǎn)單的硬件設(shè)計(jì)，會(huì)讓你更深入的了解硬件的工作原理。

操作系統(tǒng)是一切軟件的地基，對(duì)于嵌入式操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，推薦左忠凱的《FreeRTOS源碼詳解與應(yīng)用開發(fā)》和FreeRTOS、RT-Thread的源碼。

3.2 網(wǎng)絡(luò)

先掃一遍《TCP/IP詳解卷1》，這些本科課程學(xué)過就掃一遍，沒學(xué)過就仔細(xì)看看了。

接著可以看實(shí)現(xiàn)，我用lwip比較多，推薦看朱升林的《嵌入式網(wǎng)絡(luò)那些事》，配合lwip源碼一起看。這本書看完，可以看看《TCP/IP詳解卷2》和《TCP/IP詳解卷3》，這2本也都是神級(jí)科學(xué)家W. Richard Stevens的著作，超級(jí)厚，還是那樣不要強(qiáng)迫自己全讀完，有選擇的看。

3.3 安全技術(shù)（換成你自己的領(lǐng)域）

我這里只推薦一本密碼學(xué)入門，結(jié)城浩的《圖解密碼技術(shù)》，寫的通俗易懂，又不是特別深入，適合初學(xué)者，其他就要去找更加具體的資料了，讀者們從事各個(gè)領(lǐng)域，自然知道要找什么書來看。

對(duì)于這些書，我希望你能帶著問題看，解決問題就合上，只看你感興趣的部分，其他的章節(jié)偶爾翻翻混個(gè)眼熟就好；

很多書都是翻譯過來的，有些表述并不準(zhǔn)確，讀起來不是那么容易，我也沒有什么好辦法，只能勸你靜下心來慢慢看，反復(fù)看，多看幾遍；

希望你能邊看邊實(shí)踐，確認(rèn)書中說的是對(duì)的，實(shí)踐了才能內(nèi)化成自己的。

為什么要“混個(gè)眼熟”？就是你要知道這本書還講了什么，以后有類似的問題，就可以來有目的的翻閱了。

我認(rèn)為，真正學(xué)的學(xué)會(huì)一樣?xùn)|西，有以下3個(gè)階段，這3個(gè)階段可能不是線性的，尤其第三個(gè)，可能是你很久以后恍然大悟才能達(dá)到。

3.4 真正知道的三個(gè)階段

3.4.1 會(huì)用

比如那些網(wǎng)絡(luò)接口函數(shù)，硬件驅(qū)動(dòng)接口，你可以利用它們寫出沒有bug的代碼，完成了項(xiàng)目任務(wù)，那就是會(huì)用了。

3.4.2 了解怎么實(shí)現(xiàn)

會(huì)用之后就是學(xué)習(xí)它背后是怎么實(shí)現(xiàn)的，這時(shí)你就要去查深入些的資料，看深入些的代碼了，幸運(yùn)的是，我們目前所能接觸到的問題，大部分在互聯(lián)網(wǎng)上都有答案，很容易就能找到，那些熱愛求知的前輩們?cè)缫呀?jīng)為我們準(zhǔn)備好了答案。

了解了實(shí)現(xiàn)，你就可以對(duì)之前寫的代碼進(jìn)行優(yōu)化了，你之前只能保證寫出的代碼沒有bug，現(xiàn)在你知道它為什么沒有bug了，遇到難搞的問題，你的思路會(huì)很開闊，馬上找到問題點(diǎn)。

3.4.3 明白為什么這么實(shí)現(xiàn)

第三個(gè)階段，就是你不單單要知道它怎么實(shí)現(xiàn)，你還要探求它為什么這么實(shí)現(xiàn)。

比如TCP/IP，為什么要分那么多層，還有沒有其他的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，幾種協(xié)議棧不同之處在哪里，為什么其他協(xié)議棧就沒這么普及呢？

比如各類嵌入式操作系統(tǒng)，為什么都宣稱自己又快又小，他們的性能怎么評(píng)估，技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的不同點(diǎn)在哪里，各個(gè)系統(tǒng)的作者為什么要那么實(shí)現(xiàn)？

當(dāng)你能「評(píng)估」一類方案/技術(shù)的幾種實(shí)現(xiàn)形式，說出各個(gè)形式的好壞差別，你就能做到融會(huì)貫通，在項(xiàng)目層面，你就知道如何取舍選擇了。

以上是認(rèn)知的第三個(gè)階段，即不斷的學(xué)習(xí)，真正的學(xué)會(huì)。這個(gè)階段應(yīng)當(dāng)是貫穿整個(gè)職業(yè)生涯的始末，別人問一個(gè)問題，你第一時(shí)間的反應(yīng)是”知道自己知道“，然后腦子里搜索答案。

4. 不知已知

買過很多書，看過很多書，你就形成了買書的習(xí)慣，看到一本新書，發(fā)現(xiàn)一本你沒看過的書，你就想買來看。

買來新書，抱著學(xué)習(xí)的激情翻看目錄，掃一遍，找到你感興趣的章節(jié)開始讀，邊讀邊發(fā)現(xiàn)，咦，這說的不就是xxx原理嗎，在xxx那本書中介紹過啊，這作者怎么換了個(gè)說法又講一遍，這書真是買的多余。這時(shí)你其實(shí)不用怪作者，而是應(yīng)該恭喜自己，恭喜你來到認(rèn)知的第四個(gè)境界“不知道自己知道”。

你已經(jīng)不需要再過多的看基礎(chǔ)技術(shù)圖書了，遇到一個(gè)問題，你自然有自己的解法，你不知不覺將之前從很多書中吸收的知識(shí)融匯貫通，任意組合，付與實(shí)踐，而這些都是自然而然的事，你在解決問題時(shí)，不知道自己已經(jīng)在用那些曾經(jīng)學(xué)習(xí)到的知識(shí)了！

對(duì)于嵌入式領(lǐng)域的認(rèn)知，我引入一個(gè)簡(jiǎn)單的問題，這是我認(rèn)為的嵌入式技術(shù)里的終極問題，這一個(gè)問題能知道你處于上面哪個(gè)狀態(tài)，這一個(gè)問題也足夠讓你“學(xué)海無涯苦作舟”了，如果能把這個(gè)問題詳詳細(xì)細(xì)說的明明白白，你的嵌入式能力已經(jīng)爐火純青，至少不會(huì)遇到技術(shù)層面無法解決的問題了。

“有2個(gè)嵌入式設(shè)備A、B，通過網(wǎng)絡(luò)連通可交互數(shù)據(jù)，其中A有外接按鍵，B有小顯示屏，2個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)這樣的程序：A鍵盤上按下某個(gè)按鍵，B顯示屏將按鍵值顯示出來。

請(qǐng)問：從A按下按鍵那一刻起，到B顯示屏看到按鍵值，”按鍵值“這個(gè)數(shù)據(jù)是怎么從A的按鍵傳輸?shù)紹的顯示屏的？

二. 升級(jí)打怪

寫了這么多，是不是學(xué)完這些就可以獨(dú)步天下了？

當(dāng)然不是！這只是萬里長征的小小一步，這小小的一步在我看來，一般需要5-10年左右的時(shí)間，有些人只是有著一個(gè)念頭但從沒有抬起腳。

這一步什么時(shí)候邁都不晚，最難的是你有勇氣抬起腳。

邁過來后什么什么樣的世界呢？我引用吳軍博士的五級(jí)工程師劃分來說明你的職業(yè)規(guī)劃。

如圖，吳軍博士在他的很多書里提到這個(gè)五級(jí)工程師的劃分，我們剛剛說的，完成那些學(xué)習(xí)與解決問題后，基本可以說，你已經(jīng)站在這個(gè)金字塔的最底層了。五級(jí)工程師，你好，你看這塔，一點(diǎn)也不高。

這個(gè)時(shí)候你該做的，不單單只是一心沉浸在技術(shù)的海洋知識(shí)的海洋里了，因?yàn)槲覀儺吘故枪こ處?，而非科學(xué)家，要開始運(yùn)用知識(shí)，解決實(shí)際問題，再解決更大的實(shí)際問題了。

解決更大的實(shí)際問題就要向著四級(jí)工程師邁進(jìn)，這時(shí)你不單單要自己懂技術(shù)，還要想辦法盡快把你的”魚“和”漁“授給其他人。

你還要學(xué)習(xí)管理知識(shí)，掌握與上、下級(jí)溝通的技巧，如何推動(dòng)自身和團(tuán)隊(duì)快速進(jìn)步是你的挑戰(zhàn)。

對(duì)于三級(jí)工程師，除了具備4級(jí)工程師的能力，還需要能夠緊跟時(shí)代，預(yù)判市場(chǎng)，懂得營銷，不單單做得出產(chǎn)品，還能賣得出產(chǎn)品。

二級(jí)工程師是指能做出先前沒有的東西，世界會(huì)因?yàn)檫@多少有點(diǎn)不同，吳軍博士舉了這兩人作為例子：北極光風(fēng)投的創(chuàng)始人鄧鋒、Google云計(jì)算的發(fā)明人迪恩（Jeff Dean）。我見識(shí)有限，所知甚少，嵌入式領(lǐng)域我能想到的人包括大疆的汪滔，柔宇的劉自鴻，這里大膽激進(jìn)的把他們放在第二級(jí)。

第一級(jí)是開創(chuàng)一個(gè)產(chǎn)業(yè)的人，包括愛迪生、福特、貝爾等人。

各位應(yīng)該好奇我處于第幾級(jí)呢，我給自己定在4.5級(jí)，目前可以獨(dú)立完成老板交代的任務(wù)，也在努力學(xué)習(xí)提高自己團(tuán)隊(duì)的整體效率，產(chǎn)出更具創(chuàng)造性的成果。

三. 一點(diǎn)點(diǎn)建議

由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)有限，我也在探索如何爬這個(gè)塔，不敢妄加定義，引人入歧途，下面只說一些個(gè)人看法，權(quán)當(dāng)拋磚。

3.1 博覽群書

計(jì)算機(jī)專業(yè)的同學(xué)不要只專研技術(shù)，也要看看經(jīng)濟(jì)、政治、生物、天文、地理、藝術(shù)、醫(yī)學(xué)、歷史等等，要知道，計(jì)算機(jī)這門學(xué)問，誕生不過幾十年，放在人類歷史長河中，比前面那些學(xué)科簡(jiǎn)直就是滄海一粟。

看雜書多的人理解力要比看的少的人強(qiáng)，看的多了，就會(huì)有一種「類比」的能力。

比如對(duì)于“面向?qū)ο蟆?，如果在學(xué)習(xí)面向?qū)ο笾?，你了解過亞里士多德的唯實(shí)論和他對(duì)「共相」的闡述，你就會(huì)理解的很快，根本不用老師教思想，只用學(xué)學(xué)語法就行了，而且你免不了會(huì)在心里嘀咕，面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)者是否正是受亞里士多德「共相」啟發(fā)而設(shè)計(jì)出了這樣的軟件開發(fā)方法？

3.2 慢慢的爬，聰明的爬

爬金字塔呢，就是攢的過程，很多人浮躁，學(xué)知識(shí)只學(xué)一半；有些人自以為聰明，總想找捷徑；有些人勤奮刻苦，但不得其法。

文章一開始我說過，工程作業(yè)不比科學(xué)家，是不是名校，成績好不好都不是大問題，想想你本科接受的教育也才4年，況且4年只是有那么一丁點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)，而工作是一場(chǎng)人生馬拉松，可不單單要跑4年的。

只要一個(gè)人有學(xué)習(xí)能力，就可以解決大部分遇到的問題，區(qū)別無非學(xué)的快慢、攢的快與慢。

有些攢的快些，N年后，他們被稱為「神」，這個(gè)比例是1%；

有些人攢的慢些，N年后，他們被稱為「牛」，這個(gè)比例是9%；

有些人基本沒攢什么，N年后，他們?nèi)允恰皋r(nóng)」，這個(gè)比例有90%。

N ≥ 20

不好意思，上面這個(gè)比例是我杜撰的，我故意把「農(nóng)」的比例增大，目的是警惕自身，也希望讀者能警惕不要成為那90%。

進(jìn)入那9%的「捷徑」就是慢慢積累，我們普通人只要堅(jiān)持學(xué)習(xí)積累，就一定能達(dá)到。

進(jìn)入那1%可能就比較有挑戰(zhàn)了，據(jù)我所知，好的工程師年薪會(huì)到百萬美金以上（股票+獎(jiǎng)金），注意這僅僅是工程師，這個(gè)層次能達(dá)到最好，達(dá)不到也不要強(qiáng)求。

3.3 多重構(gòu)

總結(jié)是使人加速進(jìn)步、聰明進(jìn)步的很好的手段，對(duì)程序員來說，對(duì)代碼最好的總結(jié)就是重構(gòu)。

重構(gòu)代碼能帶來至少兩個(gè)好處，一個(gè)是對(duì)公司的，優(yōu)化代碼，易于維護(hù)，日后有其他人接手會(huì)更快上手；另一個(gè)就是對(duì)個(gè)人了，誰重構(gòu)誰獲益，這是學(xué)習(xí)的最佳手段，如果你寫了10個(gè)項(xiàng)目，沒有重構(gòu)過一次，那你第11個(gè)項(xiàng)目用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、模塊劃分方式可能和第1個(gè)項(xiàng)目是還是一樣的。

而如果你但凡重構(gòu)過哪怕一次，當(dāng)你寫下一個(gè)項(xiàng)目時(shí)會(huì)更加得心應(yīng)手高屋建瓴。

重構(gòu)，不單單是為了優(yōu)化過去，更大的好處是指引未來。

這就是爬金字塔的方法，不斷的重復(fù)：學(xué)習(xí)-->實(shí)踐-->總結(jié)，這個(gè)閉環(huán)。

全文完，希望你能從文中得到或多或少的啟發(fā)。

END

來源：巖語物聯(lián)網(wǎng)，作者：科巖