嵌入式系统

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 是运行着操作系统的嵌入式 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？

主要内容

技术文档与学习记录：

[文章](https://github.com/SummerGift/EmbeddedSystem/blob/master/Articles/

嵌入式系统基础：

[ARM](https://github.com/SummerGift/EmbeddedSystem/blob/master/Arm/
[网络](https://github.com/SummerGift/EmbeddedSystem/blob/master/Network/
[实时操作系统](https://github.com/SummerGift/EmbeddedSystem/blob/master/RTOS/
[嵌入式 Linux](https://github.com/SummerGift/EmbeddedSystem/blob/master/Linux/

机器学习：

[机器学习](https://github.com/SummerGift/EmbeddedSystem/blob/master/MachineLearning/

编程语言：

环境搭建及工具：

理论基础：

[数学](https://github.com/SummerGift/EmbeddedSystem/blob/master/Math/
[数据结构](https://github.com/SummerGift/EmbeddedSystem/blob/master/DataStructure/
[编译器](https://github.com/SummerGift/EmbeddedSystem/blob/master/Compiler/

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。

何为嵌入式工程师？

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 和 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。 computer_architecture

技术深度

嵌入式工程师的技术积累需要具备足够的深度。

经过几年的工程开发，我接触了各种各样的处理器，并自己设计实现了一款简单的16位CPU。我逐渐认识到，掌握某几种CPU的使用方式并非最重要的知识，更为关键的是理解计算机组成原理以及计算机体系架构（如x86、ARM、RISC-V）。对计算机基础知识的深入理解，能让我们在学习新的计算硬件时做到触类旁通，在学习新的异构计算技术（如GPU、TPU和NPU）时也不会感到太过困难。

各种编程语言是工程师必备的工具。如果现在问我是否需要不断学习新的编程语言，答案是肯定的。但我认为最重要的并非编程语言本身，而是语言的设计思想及其适用场景，更进一步说，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新语言的知识根基。理解了编程语言背后的原理，学习并使用新语言就会变得轻而易举。

如何高效调试

快速定位系统问题是每个嵌入式工程师的必备能力，那么如何高效调试呢？我曾与一位真正的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，但不得不承认，调试确实靠思考。关键在于，你应该如何思考？

最近我读了一本名为《怎样解题》的书，给了我一些启发。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。

工程师如果想提升调试能力，就要经常思考这样的问题：这个解决方案看起来可行，似乎是正确的，但是怎样才能想到这样的解决方案呢？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发现它们呢？在工作中，不仅要努力理解各种bug的解决方法，还要理解这些解决方法背后的动机和步骤，并尽力向他人解释这些动机和步骤。