嵌入式 知识点 积累 (一)

本课程全面覆盖Linux平台搭建、系统安装、环境搭建、U-Boot、内核移植、根文件系统、驱动开发、QT移植、无线通讯、调试技巧及项目实战,旨在培养精通嵌入式Linux开发的专业人才。

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第一部分:Linux平台搭建与环境熟悉

了解linux系统;区分各种版本的Linux系统,以便于拓展 Linux视野。

1、Linux 简介;

2、Linux 系统的主要特点;

3、Linux 的组成;

4、主要的 Linux 版本;

5、嵌入式 Linux简介与发展

第二部分:虚拟机安装和LINUX系统安装

1、虚拟机安装;

2、Linux系统的安装;

3、Linux系统的常用软件的安装;

4、Linux快速入门

5、 熟悉运用 Linux环境下,常用命令的操作与系统设置,如常用的 Shell;掌握基本的Shell 应用

第三部分:嵌入式LINUX环境搭建

1、 建立嵌入式 Linux开发环境

2、 熟悉嵌入式开发平台

3、 嵌入式 Linux开发工具

4、 Linux下的调试技巧

5、 MAKE工程管理器

6、 硬件环境的搭建;arm-linux-gcc与 gcc安装配置

 

第四部分: U-Boot

了解 U-Boot 的作用及工作流程;了解Bootloader 的代码结构、编译过程;移植U-Boot;掌握常用的U-Boot命令。

1、 Bootloader介绍

2、 u-boot工程介绍

3、 u-boot的编译使用

4、 u-boot源码分析

5、 u-boot资源分配

6、 配置编译u-boot

7、 u-boot移植过程

8、 u-boot常用命令操作

9、 添加u-boot新命令

10、设置u-boot环境变量

11、 u-boot驱动添加如网卡:DM9000

第五部分:LINUX内核移植

熟悉内核的原码结构和kbuild Makefile语法;掌握和内核、驱动模块编译相关的原理及方法。

1、Linux内核介绍

2、Linux内核特点

3、Linux内核源代码结构

4、Linux内核选项解析

5、Linux内核编译链接

6、内核模块编译、使用方法

第六部分:LINUX根文件系统

1、busybox 包移植、编译

2、Linux跟文件系统制作过程

3、根文件系统介绍

4. nfs文件服务器系统搭建

第七部分:LINUX驱动开发

驱动开发是嵌入式Linux开发难度最高的内容,也是目前嵌入式行业最紧缺的人才之一。本课程介绍嵌入式Linux驱动开发相关概念及开发流程,了解驱动开发的关键技术点,重点讲解嵌入式Linux下常用接口驱动的编写方法,包括

1、字符型LED驱动开发(GPIO口驱动)

2、按键驱动开发(中断驱动,在驱动中中断程序的编写,消息队列的应用

3、ADC驱动开发

4、网卡驱动开发

5、串口驱动开发

6、液晶屏(TFT彩屏驱动开发

7、触摸屏驱动+tslib(中间插件移植与设置),

8、USB驱动开发+USB无线网卡移植

9、IIS驱动开发+maplay移植与应用(mp3播放)+mplayer移植与应用(视频播放Mp4/广告机等播放)

10、SD驱动开发

11、RTC驱动开发

12、电源管理方法

第八部分:LINUX应用学习

嵌入式Linux应用开发和系统开发是嵌入式Linux中最重要的一部分,也是企业人才需求最广的一部分。主要目标是精通嵌入式Linux下的程序设计,熟练掌握嵌入式Linux的开发环境、系统编程以及网络编程,熟悉C++、QT编程并且深刻体会整个嵌入式Linux项目开发流程,强化学员对Linux应用开发的能力。

1、Linux系统中的进程的概念,在应用程序中线程与父子进程的创建与应用

2、线程之间、进程之间的通信

3、进程间通信基本概念

4、管道(PIPE)

5、信号(SIGNAL)

6、内存映射(MAPPED MEMORY)

7、消息队列(MESSAGE QUEUE)

8、信号量(SEMAPHORE)

9、共享内存(SHARE MEMORY)@

10、tcPip协议在应用程序中的编程开发(SOCKET套接字编程开发)

10.1. ISO/OSI七层协议模型与IP网络四层模式

10.2.TCP/IP协议簇

10.3. 基于嵌入式Linux的TCP/IP网络结构

10.4. 基于嵌入式Linux的SOCKET编程

10.5.UDP与TCP的区别

10.6. UDP SERVER-CLIENT关系程

11、文件读写与存储

第九部分:QT移植与开发

了解嵌入式Linux下的几种常见GUI及其特点,重点能掌握QT的有关内容,具备QT程序设计能力。了解嵌入式数据库的配置与开发

1 、嵌入式Linux GUI介绍

2、嵌入式QT开发包移植

3、QT介绍及其信号插槽机制

4、 QT图形界面编程技术

5、QT应用程序与Linux驱动的衔接

6、 QT在实际项目中具体应用

第十部分:无线通讯应用

1、无线wifi模块应用

2、3G模块应用

第十一分布:嵌入式系统应用程序,驱动程序调试

1、Linux基本工具调试使用。GDB,insight调试等

2、Linux应用程序的编程

3、嵌入式产品程序打包与发布

第十二部分:嵌入式项目综合调试,产品发布

了解真实项目的开发流程,掌握如何将所学知识应用到项目开发中。将模拟真实项目的管理过程,培养学员项目团队协同开发能力,项目文档编写能力和新知识的学习能力,为下一步就业做好知识上和心理上的充分准备

 

嵌入式开发是门融合硬件与软件的跨学科领域,其核心技术点主要包括以下几个方面: ### 基础知识 - **数字电路基础**:包括二进制、十六进制、布尔代数以及逻辑门等基本概念。这些是理解和设计数字电子系统的基石。 - **计算机组成原理**:理解CPU的工作方式、内存结构、总线系统及输入/输出接口的功能[^2]。 - **操作系统基础**:区分通用操作系统与嵌入式操作系统(如RTOS),了解它们在资源管理和任务调度上的差异[^2]。 ### 编程语言 - **C语言和汇编语言**:C语言因其接近硬件且效率高而成为嵌入式编程的主要语言;汇编语言则用于直接控制硬件操作,对于性能要求极高的场合尤为重要。 ### 硬件基础 - **电路原理**:熟悉基本的电路理论,能够阅读并设计简单的电路图。 - **常见传感器与接口**:掌握各种传感器的工作原理及其与微控制器之间的通信接口技术。 - **开发板与硬件平台**:通过实际使用开发板来加深对硬件的理解,并进行实践训练。 ### 核心技能 - **嵌入式软件开发**:编写固件程序,处理中断服务例程和定时器功能,实现对硬件的有效控制。 - **调试与测试**:利用JTAG/SWD等调试工具配合逻辑分析仪或示波器来进行软硬件联合调试。 - **RTOS应用**:深入学习实时操作系统,掌握多任务管理、同步机制以及内存分配策略。 - **驱动程序开发**:为特定硬件编写设备驱动,确保上层应用程序可以正确访问底层硬件资源。 ### 进阶技能 - **通信协议**:精通UART, SPI, I2C等串行通信协议,同时也要了解TCP/IP栈在内的网络协议。 - **嵌入式Linux开发**:学习如何定制Linux内核模块,构建适合目标设备的文件系统,并熟练运用交叉编译环境。 - **图形用户界面**:基于Qt或其他框架创建直观的操作界面,支持触摸屏交互体验。 - **无线通信技术**:研究蓝牙、Wi-Fi、ZigBee等短距离无线传输标准,应用于智能家居等领域[^2]。 ### 实践项目 - **开发板实战**:选择款流行的MCU(例如STM32系列)作为起点,逐步完成从点亮LED到复杂外设控制的任务。 - **参与开源项目**:加入GitHub上的相关项目组,跟随社区进度贡献代码,积累宝贵经验。 - **自主项目开发**:尝试独立完成个完整的项目,比如制作简易的数据采集装置或者自动化控制系统。 关于学习资料推荐: - 书籍方面,《嵌入式C语言》(Embedded C) by Michael J. Pont 提供了很好的入门指导;《The Definitive Guide to ARM Cortex-M3/4 Processors》则是针对ARM架构处理器的权威参考书。 - 在线课程平台上,Coursera 和 edX 提供了许多高质量的专业课程,涵盖从基础知识到高级主题的内容。 - 开发社区如Stack Overflow、Reddit r/embedded、EEVblog论坛都是获取最新资讯和技术讨论的好去处。 ```python # 示例 - 使用Python模拟简单的嵌入式系统状态监测 def check_system_status(cpu_usage, ram_usage): if cpu_usage > 80 or ram_usage > 90: print("警告: 系统负载过高!") else: print(f"当前CPU利用率: {cpu_usage}%, RAM占用率: {ram_usage}%") check_system_status(75, 85) ```
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