嵌入式釋意

那么，什么是嵌入式？

百度百科：

IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，美國電氣和電子工程師協會）對嵌入式系統的定義：“用于控制、監視或者輔助操作機器和設備的裝置”。原文為：Devices Used to Control，Monitor or Assist the Operation of Equipment，Machinery or Plants）。

嵌入式系統是一種專用的計算機系統，作為裝置或設備的一部分。通常，嵌入式系統是一個控制程序存儲在ROM中的嵌入式處理器控制板。事實上，所有帶有數字接口的設備，如手表、微波爐、錄像機、汽車等，都使用嵌入式系統，有些嵌入式系統還包含操作系統，但大多數嵌入式系統都是由單個程序實現整個控制邏輯。

從應用對象上加以定義，嵌入式系統是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機械等附屬裝置。國內普遍認同的嵌入式系統定義為：以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。

其實說白了，嵌入式屬于硬件開發層面。就是在已有的硬件上移植操作系統。以單片機作比較，單片機的工作模式是利用軟件編程控制硬件，實現一些功能。嵌入式是在軟件與硬件之間加入一個操作系統。目前火熱的嵌入式操作系統主要是linux，android，鴻蒙等。

嵌入式是做什么的：

傳統嵌入式產品：空調主控模塊、冰箱主控模塊、家用遙控器、智能手機、教學投影儀、音響系統、雷達系統、路由器等等

前沿嵌入式產品：無人機、智能音響、機器人控制、城市天眼系統、智能家具、自動駕駛汽車、掃地機器人、小米手環等等

嵌入式行業前景

目前的嵌入式開發更傾向于智能化，也就是我們所說的智能硬件（硬件+軟件），從現在各種前沿的嵌入式產品來看的確如此，嵌入式產品的一個發展趨勢是更傾向與自動化控制和人機交互，而不是強調“算法”這一塊。

要區分你僅僅是一名嵌入式工程師而不是算法工程師，什么一大堆“人工智能”、“阿爾法狗”、“深度學習”、“神經網絡”都不需要深入理解，那是研究生、博士生做的，并不是說本科的能力不足，而是“術業有專攻”，這并不是一名嵌入式工程師的工作量，你需要做的僅僅是與他們的“云端大腦”進行對接，調用他們API就完事了。

由于人工智能、深度學習、神經網絡、區塊鏈、大數據等先進學科的崛起，很多人都產生質疑：“嵌入式還有發展前景嗎”？

這個問題我在這里可以很肯定地告訴你：“嵌入式有很好的發展前景，前沿嵌入式技術即將崛起，或者說已經崛起”。的確，人工智能、大數據這些學科會給嵌入式帶來沖擊，就目前來看，大學生更傾向于python編程語言、機器學習這一塊，而嵌入式學者的確比往年有所下降。

但學者少了并不代表他的需求就少了，并不代表他的薪資水平下降了，目前的一個嵌入式技術更傾向于與智能學科相結合的趨勢，以百度機器人為例，機器人的核心是大腦，即是“數據和算法”，但機器人大腦想機器人身軀能夠像人類一樣活動，能說會道，行走自如，那么就必須得依靠嵌入式技術，這就是我所說的嵌入式+智能學科應用。

從長久來看，嵌入式只會越來越火，智能學科的崛起必定帶動新型的嵌入式技術發展。

嵌入式學習、從事方向

很多不了解行業的人說起嵌入式，他們就會說，“啊，我知道，就是搞單片機嘛。”甚至，連科班出身的學生很多都是這么認為。

為什么會出現這種局面？究其原因還是因為大學專業里并沒有嵌入式行業根正苗紅的專業。嵌入式知識體系龐大，不同方向所需要的知識大不相同，網上關于嵌入式的學習路線甚至五花八門，沒有統一的答案，這對求學者簡直太不友好。

學嵌入式的主要有兩個專業的人，一個就是電子類專業，另一個是計算機類專業，電子類專業一般從硬到軟學，計算機類的從軟到硬學。本人更傾向于電子類的學習走向，硬件要過度軟件，相對簡單，但是要是純軟沒接觸過硬件，想邁這個坎可就難了。從這可以看出，嵌入式行業要求工程師軟件硬件都要掌握，只是側重點不同罷了。

解釋完嵌入式，接下來分析一下嵌入式的大體方向。嵌入式主要分為軟件硬件兩個方向。

嵌入式硬件方向：

為產品設計硬件電路原理圖，設計硬件PCB板，選擇合適的元器件，焊接調試硬件電路板，保證硬件電路板的可靠性、穩定性和抗干擾能力。因為現在集成電路發展迅速，大部分集成電路廠商都會提供參考電路，所以硬件電路原理圖的設計相對來說比較簡單，硬件工程師工作的含金量主要體現在產品的可靠性和穩定性設計、以及電磁兼容設計，這才是硬件設計工程師的含金量所在。一個資深的嵌入式硬件工程師年薪都在10萬~ 30萬之間。

要成為一個資深的嵌入式工程師相當難，一方面要有非常扎實的理論知識，同時也要有相當的那種大型的、高頻CPU、多層PCB板的設計經驗。嵌入式硬件工程師要學的課程主要有模擬電路設計、數字電路設計、電磁波理論等。熟悉常用的放大電路、濾波電路、電源電路設計和分析。

嵌入式軟件方向具體可以分三類：

嵌入式驅動工程師

編寫和移植各種芯片驅動（如音頻芯片），優化硬件設備驅動（如溫濕度傳感器），得精通各種硬件接口協議（如I2C協議）、系統調度、信號量、鎖機制等等，開發難度最大。該類開發者一般是軟硬件綜合型人才，一般的嵌入式驅動工程師指Linux上的驅動開發工程師，需要精通Linux驅動框架（platform框架、input子系統框架等），結合芯片本身去編寫驅動，驅動的好壞很大程度上決定一個產品的好壞。業界對驅動人才的定義是三年才算入門，可見此門檻之高。

嵌入式系統工程師

主要是編寫固件，根據不同平臺移植操作系統，根據應用場景來優化系統，需要熟悉整個操作系統組成與調度，對固件的穩定性高求很高，如果系統不穩定，驅動和應用也是白做的。

嵌入式應用工程師

編寫業務邏輯程序，調用驅動工程師提供的接口控制設備，軟件開發過程所涉內容范圍非常廣，主要使用C語言開發，但經常會涉及C++、Java、python、JavaScript、PHP等各類語言以及各種腳本語言、數據庫、前端后臺、各種通訊協議、甚至一些從來沒聽過的協議或概念，需要很強的學習能力，該職位也是各大公司需量最大的，一般10人的開發小組，驅動開發與系統開發與應用開發的比例是1：2：7。

嵌入式linux方向學習路線

C語言

嵌入式Linux工程師的學習需要具備一定的C語言基礎，C語言是嵌入式領域最重要也是最主要的編程語言，通過大量編程實例重點理解C語言的基礎編程以及高級編程知識。包括：基本數據類型、數組、指針、結構體、鏈表、文件操作、隊列、棧等。

Linux基礎

Linux操作系統的概念、安裝方法，詳細了解Linux下的目錄結構、基本命令、編輯器VI ，編譯器GCC，調試器GDB和Make項目管理工具， Shell Makefile腳本編寫等知識，嵌入式開發環境的搭建。

Linux系統編程

重點學習標準I/O庫，Linux多任務編程中的多進程和多線程，以及進程間通信（pipe、FIFO、消息隊列、共享內存、signal、信號量等），同步與互斥對共享資源訪問控制等重要知識，主要提升對Linux應用開發的理解和代碼調試的能力。

Linux網絡編程

計算機網絡在嵌入式Linux系統應用開發過程中使用非常廣泛，通過Linux網絡發展、TCP/IP協議、socket編程、TCP網絡編程、UDP網絡編程、Web編程開發等方面入手，全面了解Linux網絡應用程序開發。重點學習網絡編程相關API，熟練掌握TCP協議服務器的編程方法和并發服務器的實現，了解HTTP協議及其實現方法，熟悉UDP廣播、多播的原理及編程方法，掌握混合C/S架構網絡通信系統的設計，熟悉HTML，Javascript等Web編程技術及實現方法。

數據結構與算法

數據結構及算法在嵌入式底層驅動、通信協議、及各種引擎開發中會得到大量應用，對其掌握的好壞直接影響程序的效率、簡潔及健壯性。此階段的學習要重點理解數據結構與算法的基礎內容，包括順序表、鏈表、隊列、棧、樹、圖、哈希表、各種查找排序算法等應用及其C語言實現過程。

C++ 、QT

C++是Linux應用開發主要語言之一，本階段重點掌握面向對象編程的基本思想以及C++的重要內容。圖形界面編程是嵌入式開發中非常重要的一個環節。由于QT具有跨平臺、面向對象、豐富API、支持2D/3D渲染、支持XML、多國語等強大功能，在嵌入式領域的GUI開發中得到了廣范的應用，在本階段通過基于QT圖形庫的學習使學員可以熟練編寫GUI程序，并移植QT應用程序到Cortex-A8平臺。包括IDE使用、QT部件及布局管理器、信息與槽機制的應用、鼠標、鍵盤及繪圖事件處理及文件處理的應用。

Cortex A7 、Linux 平臺開發

通過基于ARM Cortex-A7處理imx6ull了解芯片手冊的基本閱讀技巧，掌握imx6ull系統資源、時鐘控制器、電源管理、異常中斷控制器、nand flash控制器等模塊，為底層平臺搭建做好準備。Linux平臺包括內核裁減、內核移植、交叉編譯、GNU工具使用、內核調試、Bootloader介紹、制作與原理分析、根文件系統制作以及向內核中添加自己的模塊，并在imx6ull實驗平臺上運行自己制作的Linux系統，集成部署Linux系統整個流程。同時了解Android操作系統開發流程。Android系統是基于Linux平臺的開源操作系統，該平臺由操作系統、中間件、用戶界面和應用軟件組成，是首個為移動終端打造的真正開放和完整的移動軟件，目前它的應用不再局限于移動終端，還包括數據電視、機頂盒、PDA等消費類電子產品。

驅動開發

驅動程序設計是嵌入式Linux開發工作中重要的一部分，也是比較困難的一部分。本階段的學習要熟悉Linux的內核機制、驅動程序與用戶級應用程序的接口，掌握系統對設備的并發操作。熟悉所開發硬件的工作原理，具備ARM硬件接口的基礎知識，熟悉ARM Cortex-A7處理器imx6ull各資源、掌握Linux設備驅動原理框架，熟悉工程中常見Linux高級字符設備、塊設備、網絡設備、USB設備等驅動開發，在工作中能獨立勝任底層驅動開發。
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