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本節(jié)結(jié)合迅為的 iTOP-4412 開發(fā)板來介紹一下嵌入式技術(shù)的學(xué)習(xí)步驟。 大家都知道，嵌入式技術(shù)的知識(shí)面非常廣，學(xué)起來往往不知道如何下手，我們通過這一小節(jié)給大家闡述一下嵌入式技術(shù)應(yīng)該從哪里開始學(xué)起，以及按照什么樣的步驟深入下去，最后順利入門，成為一個(gè)合格的嵌入式工程師。 這節(jié)的教程很重要，希望通過這次的講解能起到提綱挈領(lǐng)的作用，讓大家能夠在大量的學(xué)習(xí)資料中有一個(gè)比較清晰的學(xué)習(xí)脈絡(luò)。 前面已經(jīng)介紹過，嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法，首先要掌握架構(gòu)，那么什么是架構(gòu)呢，這里再強(qiáng)調(diào)一遍，那就是要搞清楚幾個(gè)概念：弄明白什么是 BootLoadre 引導(dǎo)程序，什么是 Linux 操作系統(tǒng)內(nèi)核 Kernel，什么是文件系統(tǒng)。這個(gè)很重要，如果搞不明白，直接去學(xué)其他的內(nèi)容，學(xué)起來就比較迷糊，實(shí)際上是在走彎路，這里推薦大家首先要看一篇文章，也就是迅為用戶QQ 群的一個(gè)聊天記錄：《澄清幾個(gè)基本概念-迅為 QQ 群聊天記錄》，這個(gè)文件在迅為 QQ群的共享里有，在網(wǎng)盤里也有提供，大家可以去研讀一下。 相信大家看了這個(gè)對(duì)話以后，就應(yīng)該明白 u-boot、Kernel 和文件系統(tǒng)這幾個(gè)文件的作用和意義。接下來大多數(shù)工作都是圍繞這幾個(gè)文件展開的，比如編譯環(huán)境的搭建， 源代碼的編譯和燒寫， 應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序的編程等等，就是說這幾個(gè)文件是貫穿我們整個(gè)嵌入式學(xué)習(xí)的始終的。把這幾個(gè)文件搞明白了，后面的學(xué)習(xí)也就有了目標(biāo)，所以說搞明白這幾個(gè)文件的含義非常重要。 接下來需要我們做的是搭建編譯環(huán)境，在教程里建議大家安裝 64 位的 WIN7 系統(tǒng)，并且在 WIN7 或者 WIN10 系統(tǒng)上安裝虛擬機(jī)，然后在虛擬機(jī)上再安裝 ubuntu。這里需要說明的是，大家在初學(xué)的時(shí)候要盡量按照教程里的方法一步步的來，這樣學(xué)習(xí)的效率比較高，如果你使用 XP 系統(tǒng)或者 WIN8 系統(tǒng)不是說不行，但是在安裝和編譯過程可能遇到很多別人沒有遇到的問題，解決起來就比較麻煩，所以在可能的情況下一定要按照手冊(cè)的要求來做，尤其是初學(xué)者；當(dāng)然大家熟練以后可以去做下創(chuàng)新，做不同的嘗試。 安裝編譯環(huán)境是個(gè)很費(fèi)事的過程，雖然說沒有太多的技術(shù)含量，但是在這個(gè)過程中也要客服很多困難，開源系統(tǒng)就是這樣，時(shí)常會(huì)遇到一些這樣那樣的問題，很多時(shí)候是不可預(yù)測(cè)的，或許大家會(huì)覺得安裝系統(tǒng)是浪費(fèi)時(shí)間很困惑，其實(shí)這個(gè)過程也是很重要的，中間要學(xué)習(xí)很多的知識(shí)，只要大家不怕折騰，這些過程當(dāng)中的困難都是可以克服的，迅為公司為了讓大家少走彎路，已經(jīng)把安裝步驟做了很大程度的簡化，比如已經(jīng)做好了虛擬機(jī)的 ubuntu 鏡像，直接拷貝進(jìn)去就可以使用了。 開發(fā)環(huán)境搭建起來以后，這個(gè)時(shí)候可以學(xué)習(xí)一下對(duì)源碼進(jìn)行編譯，同時(shí)也可以學(xué)習(xí)一下燒寫，一步步按照教程去做就可以了。再次強(qiáng)調(diào)一下，所有這些工作都是圍繞我們前面所講的那三個(gè)文件進(jìn)行的，也就是 Uboot， Kernel 和文件系統(tǒng)。 系統(tǒng)的編譯和燒寫都是依賴于這個(gè)開發(fā)環(huán)境的，也就是必須在虛擬機(jī)上安裝好 ubuntu， 并且把源代碼從光盤中拷貝到 ubuntu 的環(huán)境下面，只要按照教程的提示往下做就可以了。 在熟練掌握系統(tǒng)的編譯和燒寫以后，就可以進(jìn)一步開始嵌入式開發(fā)了，那么這個(gè)時(shí)候建議先學(xué)習(xí)一下 Linux 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，也就是按照教程開始逐步深入。 這個(gè)時(shí)候要按照網(wǎng)盤里的‘iTOP-4412 開發(fā)板視頻教程及其相關(guān)’里的‘嵌入式 linux 視 頻’進(jìn)行學(xué)習(xí)。 大家在初學(xué)的時(shí)候，還是要按照這個(gè)實(shí)驗(yàn)的順序來走一遍，這里強(qiáng)調(diào)兩個(gè)方面，來幫助大家理解： 一、第一個(gè)實(shí)驗(yàn)也就是第 0 個(gè)，是制作 linux 的最小系統(tǒng)，那么什么是最小系統(tǒng)呢，就是Linux 運(yùn)行的時(shí)候能跑的起來的最小系統(tǒng)，也就是說我們?cè)谖募到y(tǒng)當(dāng)中把圖形系統(tǒng)的內(nèi)容從這個(gè)文件系統(tǒng)里面砍掉了；在很多設(shè)備里面，比如說路由器，或者一些通訊類或者控制類的產(chǎn)品中是不需要圖形界面的，這樣我們就可以做一個(gè)簡化的 Linux 文件系統(tǒng)，這時(shí)候最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就排上用場(chǎng)了。 二、這些實(shí)驗(yàn)都是通過燒寫文件系統(tǒng)的方式來測(cè)試的，其實(shí)有一種比較簡單和實(shí)用的方 法，那就是通過網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)來進(jìn)行（NFS)，至于什么是 NFS，以及如何搭建，大家一定要 學(xué)習(xí)一下，具體可以參考第 12 個(gè)試驗(yàn)，就是‘實(shí)驗(yàn) 12’，因?yàn)閷砦覀冋{(diào)試應(yīng)用程序或者驅(qū)動(dòng)都是要通過這個(gè)手段來進(jìn)行的，它是公認(rèn)的比較好用的調(diào)試辦法。也就是說我們這些實(shí)驗(yàn)回過頭來，都是可以通過 NFS 來進(jìn)行調(diào)試的，這時(shí)候就不用每次燒寫，整個(gè)調(diào)試工作變得更容易，在實(shí)際的 Linux 調(diào)試中，多數(shù)是通過這種方式來進(jìn)行的。 所以說大家一定要學(xué)會(huì) NFS 的調(diào)試方法。 學(xué)完 Linux 的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，接著應(yīng)該學(xué)習(xí)一下 Linux 驅(qū)動(dòng)方面的編程了。Linux 驅(qū)動(dòng)程序全部掌握是非常困難的，但是要明確我們的目標(biāo)是能利用 Linux 這個(gè)操作系統(tǒng)來開發(fā)產(chǎn)品。大家都知道，Linux 的驅(qū)動(dòng)分為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)、塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)以及字符類設(shè)備驅(qū)動(dòng)，如前面所述，我們只需要把字符類設(shè)備的驅(qū)動(dòng)掌握好就可以了。 因?yàn)樵陂_發(fā)產(chǎn)品的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)在開發(fā)套件里都是做好的，直接用就可以了，幾乎沒有人從頭去做，就算開發(fā)不同的網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動(dòng)，也是直接把現(xiàn)成寫好的驅(qū)動(dòng)拿來直接調(diào)試一下。所以說塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不需要我們?nèi)ヌ嚓P(guān)注，但是對(duì)于字符類設(shè)備驅(qū)動(dòng)就需要我們仔細(xì)研究并且完全掌握了，那么最基本的字符類驅(qū)動(dòng)就是針對(duì) GPIO 的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，這個(gè)是一定要掌握的。比如我們的產(chǎn)品增加一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)幾個(gè)開關(guān)、繼電器、采集電流電壓模擬量、擴(kuò)展并對(duì)外部 RAM 內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀取等等，都是基本的字符類的驅(qū)動(dòng)，至于RFID、GPS 模塊、GPRS 模塊、CAN 總線等等實(shí)際都是利用 Linux 本身已經(jīng)做好的驅(qū)動(dòng)，歸根到底是使用串口、I2C 以及 SPI 等來實(shí)現(xiàn)的，很多開發(fā)并不需要我們做什么。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，只需要在上層做個(gè)應(yīng)用程序，用 SOCKET 來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊就可以了。 那么在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容之前呢，建議大家讀一下另一個(gè)聊天記錄：‘Linux 驅(qū)動(dòng)初探_精 英版 QQ 群聊天記錄.doc’，這個(gè)文檔會(huì)對(duì)大家理解驅(qū)動(dòng)的架構(gòu)很有好處。 那么我們前面說到了，應(yīng)用程序的調(diào)試要通過 NFS 來進(jìn)行，驅(qū)動(dòng)也是這樣的，而且要學(xué)會(huì)用模塊的方法來調(diào)試驅(qū)動(dòng)。 我們?cè)?Android 的視頻中比較詳細(xì)的介紹了 Linux 的底層如何構(gòu)建 LED 的驅(qū)動(dòng)程序。除此之外呢，我們會(huì)在補(bǔ)充文檔里面跟大家說明如何使用模塊，也就是 module 的方法來調(diào)試驅(qū)動(dòng)程序。掌握這些方法是很重要的。也就是說大家一定要掌握通過 module 的方法動(dòng)態(tài)加載和卸載驅(qū)動(dòng)來調(diào)試驅(qū)動(dòng)程序。 當(dāng)大家熟練學(xué)會(huì)了以上強(qiáng)調(diào)的 Linux 系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)，我想大家對(duì) Linux 的體系有了基本的了解，這個(gè)時(shí)候其實(shí)已經(jīng)算是入門了，也就是說可以嘗試去做一些產(chǎn)品，并不是說我們對(duì)Linux 的源碼分析一遍才能真正做事情，不是那樣的，我們的目標(biāo)是做產(chǎn)品，學(xué)會(huì)利用 Linux這個(gè)操作系統(tǒng)，開發(fā)出目標(biāo)產(chǎn)品！ 
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