我剛?cè)肭度胧竭@一行的時(shí)候被環(huán)境問(wèn)題折磨到懷疑人生。組里有個(gè)新同事連續(xù)三天卡在同一個(gè)報(bào)錯(cuò)上他在Windows里裝了五六個(gè)版本的arm編譯器又裝了一堆看起來(lái)關(guān)聯(lián)又沒(méi)什么用的依賴(lài)最后連一個(gè)最簡(jiǎn)單的printf程序都編不出來(lái)。我過(guò)去看了一眼問(wèn)題非常簡(jiǎn)單他用的qmake是x86版卻想編ARM目標(biāo)。做嵌入式Linux開(kāi)發(fā)尤其涉及Qt圖形界面的時(shí)候最大的門(mén)檻往往不是算法多難、協(xié)議多繞而是開(kāi)發(fā)環(huán)境這關(guān)沒(méi)過(guò)。今天這篇文章就是想給嵌入式開(kāi)發(fā)者把最常被問(wèn)到的幾個(gè)問(wèn)題一次說(shuō)明白應(yīng)用層開(kāi)發(fā)算不算嵌入式、環(huán)境到底該選Windows還是Ubuntu、LinuxQt5怎么從零跑通以及汽車(chē)電子嵌入式開(kāi)發(fā)這樣的細(xì)分方向怎么入門(mén)。剛?cè)肟拥呐笥选膯纹瑱C(jī)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的朋友、寫(xiě)了一陣子應(yīng)用層但總覺(jué)得差點(diǎn)意思的朋友都可以照著自己項(xiàng)目的情況參考不用完全照搬但思路是可以通用的。1. 先搞清楚應(yīng)用層開(kāi)發(fā)算不算嵌入式開(kāi)發(fā)這個(gè)話(huà)題幾乎每隔一段時(shí)間就會(huì)在技術(shù)群里吵一輪。很多人在招聘網(wǎng)站上看到“嵌入式軟件開(kāi)發(fā)”的JD點(diǎn)進(jìn)去一看要求的是C/C、Linux系統(tǒng)編程、Qt界面、多線(xiàn)程、網(wǎng)絡(luò)通信偶爾還要會(huì)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)怎么看怎么像“純軟件”于是開(kāi)始懷疑我到底是不是在做嵌入式1.1 招聘JD里的“嵌入式開(kāi)發(fā)”到底指什么從崗位畫(huà)像來(lái)看市面上的“嵌入式軟件工程師”其實(shí)覆蓋了完全不同的幾種工作內(nèi)容。最容易被誤解的就是嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程師這類(lèi)崗位日常寫(xiě)得最多的就是業(yè)務(wù)邏輯、界面交互、協(xié)議對(duì)接代碼跑在開(kāi)發(fā)板的Linux系統(tǒng)上而不是直接操作寄存器。很多人覺(jué)得這不就是“在Linux上寫(xiě)普通程序”嗎跟后端開(kāi)發(fā)有什么區(qū)別區(qū)別其實(shí)挺大的。后端程序跑在服務(wù)器上你不需要關(guān)心內(nèi)存映射、沒(méi)有觸摸屏、不需要處理GPIO中斷、更不需要把程序部署到一臺(tái)只有256MB內(nèi)存的板子上還保證不崩潰。嵌入式應(yīng)用層開(kāi)發(fā)雖然用的是Linux系統(tǒng)調(diào)用但你要時(shí)刻清楚代碼最終跑在什么硬件上外設(shè)是怎么接入的總線(xiàn)速率是多少用戶(hù)空間和內(nèi)核空間的邊界在哪里。遇到一次串口丟數(shù)據(jù)、觸摸屏誤觸發(fā)、交叉編譯出來(lái)的程序在板子上起不來(lái)你就明白這一行和普通軟件開(kāi)發(fā)之間隔著多厚的知識(shí)墻。所以我的結(jié)論很直接應(yīng)用層開(kāi)發(fā)是嵌入式開(kāi)發(fā)鏈條中的一節(jié)而且是大多數(shù)人職業(yè)生涯的起點(diǎn)。它不像驅(qū)動(dòng)和內(nèi)核開(kāi)發(fā)那樣貼近硬件但它是從“會(huì)寫(xiě)代碼”到“能交付一套嵌入式產(chǎn)品”之間最務(wù)實(shí)的一步。只寫(xiě)業(yè)務(wù)不動(dòng)硬件的應(yīng)用開(kāi)發(fā)確實(shí)容易走窄但完全可以在這個(gè)基礎(chǔ)上往底層鉆。1.2 嵌入式開(kāi)發(fā)的技能坐標(biāo)系應(yīng)用層、驅(qū)動(dòng)層、內(nèi)核層為了把問(wèn)題說(shuō)透可以用一張對(duì)照表把嵌入式開(kāi)發(fā)的主要層級(jí)拆開(kāi)看層級(jí)典型任務(wù)核心技能出錯(cuò)后的排查深度應(yīng)用層界面、業(yè)務(wù)邏輯、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、數(shù)據(jù)處理C/C、Linux系統(tǒng)調(diào)用、Qt/GTK、多線(xiàn)程、Socket一般到Linux API和板級(jí)外設(shè)接口為止驅(qū)動(dòng)層外設(shè)驅(qū)動(dòng)、中斷處理、DMA、設(shè)備樹(shù)內(nèi)核模塊、platform驅(qū)動(dòng)框架、寄存器讀寫(xiě)要看原理圖、芯片手冊(cè)、總線(xiàn)協(xié)議時(shí)序內(nèi)核層內(nèi)核移植、調(diào)度、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)內(nèi)核源碼、匯編、硬件架構(gòu)知識(shí)需要跟蹤內(nèi)核日志、崩?；厮荨R編級(jí)排查從學(xué)習(xí)周期來(lái)看應(yīng)用層上手最快兩三個(gè)月就能寫(xiě)出像樣的程序驅(qū)動(dòng)層需要啃芯片手冊(cè)半年到一年才能獨(dú)立處理一類(lèi)外設(shè)內(nèi)核層就更不用說(shuō)沒(méi)個(gè)兩年持續(xù)投入很難說(shuō)有把握。但有一個(gè)點(diǎn)很容易被新手忽略這三個(gè)層級(jí)不是割裂的而是同一條鏈路的不同深度。應(yīng)用層調(diào)read()讀一個(gè)按鍵最終要經(jīng)過(guò)虛擬文件系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)、GPIO控制器才能變成引腳上的電平變化。好的應(yīng)用開(kāi)發(fā)者不一定寫(xiě)得來(lái)驅(qū)動(dòng)但至少要知道哪一層可能出問(wèn)題能帶著驅(qū)動(dòng)同事快速定位。1.3 嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)為什么吃香最近幾年智能硬件、工業(yè)HMI、充電樁、醫(yī)療終端、電力采集設(shè)備這類(lèi)產(chǎn)品爆發(fā)式增長(zhǎng)而這些設(shè)備幾乎都有一個(gè)共同點(diǎn)需要屏幕、需要聯(lián)網(wǎng)、需要穩(wěn)定的人機(jī)交互。在這個(gè)背景下LinuxQt5幾乎是事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)組合。嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)的能力模型恰好卡在一個(gè)很舒服的位置它不像內(nèi)核開(kāi)發(fā)那么高門(mén)檻但又比純單片機(jī)開(kāi)發(fā)有更廣的適用面。團(tuán)隊(duì)里可以沒(méi)有內(nèi)核專(zhuān)家但一定需要能把界面做出來(lái)、把業(yè)務(wù)邏輯和協(xié)議跑通的人。很多產(chǎn)品公司招聘時(shí)并不要求你會(huì)寫(xiě)驅(qū)動(dòng)只要你懂Linux環(huán)境、會(huì)用Qt、能解決板子上的常見(jiàn)問(wèn)題就能撐起一個(gè)項(xiàng)目。這條路線(xiàn)也是為數(shù)不多“既能接觸硬件、又不至于天天對(duì)著寄存器”的路徑。對(duì)從單片機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的朋友來(lái)說(shuō)它是技能體系的一次升維對(duì)從純軟件轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的人來(lái)說(shuō)它又是理解硬件最好的入口。至于有些人擔(dān)心“應(yīng)用層天花板低”我覺(jué)得這是誤解——天花板從來(lái)不是技術(shù)棧決定的是你愿不愿意沿著報(bào)錯(cuò)信息往底層多翻幾層決定的。2. 開(kāi)發(fā)環(huán)境選型別再在Windows和Ubuntu之間反復(fù)橫跳網(wǎng)上常搜到“windows18-hd19嵌入式開(kāi)發(fā)”這種詞我看大概率不是指某個(gè)真實(shí)存在的開(kāi)發(fā)板而是很多人折騰開(kāi)發(fā)環(huán)境時(shí)的真實(shí)寫(xiě)照——一會(huì)兒在Windows下配置一會(huì)兒又切到Ubuntu的某個(gè)版本來(lái)來(lái)回回折騰最后卡在環(huán)境上寸步難行。如果你也處于這種狀態(tài)這一節(jié)就是為你寫(xiě)的。2.1 Windows親歷的坑交叉編譯、路徑權(quán)限、串口驅(qū)動(dòng)三大難題先聲明我并不是說(shuō)Windows完全不能做嵌入式開(kāi)發(fā)Keil、IAR這些MDK生態(tài)在Windows上就非常成熟做單片機(jī)開(kāi)發(fā)毫無(wú)問(wèn)題。但一旦進(jìn)入嵌入式Linux領(lǐng)域Windows的體驗(yàn)就急轉(zhuǎn)直下。首選是交叉編譯工具鏈。GCC這套東西在Linux上是一等公民在Windows上要么用Cygwin/MSYS2這套模擬環(huán)境要么找別人打好的Win版工具鏈版本參差不齊編譯出來(lái)的東西有時(shí)就是不對(duì)。我遇到過(guò)最典型的一個(gè)坑同一個(gè)工程在Windows下編出來(lái)的二進(jìn)制放到板子上報(bào)Exec format error但同一份源碼在Ubuntu下編出來(lái)就正常排查到最后發(fā)現(xiàn)是工具鏈的鏈接配置默認(rèn)指向了宿主機(jī)的庫(kù)路徑。其次是文件系統(tǒng)的水土不服。Windows的路徑分隔符是反斜杠Linux是正斜杠Windows文件系統(tǒng)不區(qū)分大小寫(xiě)Linux嚴(yán)格區(qū)分Windows換行符是\r\nLinux是\n。這些看似不起眼的差異在Makefile、交叉編譯器腳本、SDK自動(dòng)構(gòu)建流程里會(huì)被無(wú)限放大經(jīng)常出現(xiàn)腳本在Linux上跑得好好的拷到Windows下就各種詭異報(bào)錯(cuò)。再有就是USB串口和調(diào)試器的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。板卡的USB轉(zhuǎn)串口芯片在Windows上經(jīng)常要手動(dòng)裝驅(qū)動(dòng)而且不同芯片驅(qū)動(dòng)還互相打架。2.2 為什么芯片廠(chǎng)商SDK和開(kāi)源工具鏈默認(rèn)圍繞Ubuntu很多新手會(huì)問(wèn)一個(gè)很實(shí)在的問(wèn)題為什么就不能官方出一個(gè)Windows版的開(kāi)發(fā)套件這里面的根本原因是芯片廠(chǎng)商和開(kāi)源社區(qū)構(gòu)建生態(tài)時(shí)所有開(kāi)發(fā)、測(cè)試、發(fā)布流程都是基于Linux的。以最常見(jiàn)的交叉編譯工具鏈為例GCC的ARM版本本身就是Linux工具鏈體系中的一部分SDK里的構(gòu)建腳本默認(rèn)用bash執(zhí)行Yocto、Buildroot這類(lèi)根文件系統(tǒng)構(gòu)建工具更是只能在Linux環(huán)境下完整運(yùn)行。芯片廠(chǎng)商在發(fā)布SDK時(shí)通常在Ubuntu 18.04或20.04上驗(yàn)證全部流程所以SDK文檔里寫(xiě)的第一條往往是“建議使用Ubuntu 18.04 LTS”。你要是用Windows就得自己去解決腳本依賴(lài)、符號(hào)鏈接、權(quán)限模型這些問(wèn)題等于同時(shí)維護(hù)一套SDK文檔之外的兼容層成本實(shí)在太高。我經(jīng)常打一個(gè)類(lèi)比你要在一條產(chǎn)線(xiàn)上做加工廠(chǎng)家給的工藝文件是按標(biāo)準(zhǔn)車(chē)間寫(xiě)的你卻非得先自己改造車(chē)間再去套這個(gè)工藝折騰半天不說(shuō)最后產(chǎn)品還不一定達(dá)標(biāo)。與其這樣不如直接進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)車(chē)間干活。2.3 虛擬機(jī)、雙系統(tǒng)與WSL的取舍建議那么在Ubuntu環(huán)境的具體形態(tài)上怎么選才合理我也算把幾種方案都用了一遍直接說(shuō)結(jié)論方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用場(chǎng)景虛擬機(jī)VMware/VirtualBox和Windows共存隨時(shí)切換快照方便性能有損耗USB設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)偶爾抽風(fēng)新手入門(mén)、臨時(shí)跑SDK構(gòu)建、需要看Windows資料雙系統(tǒng)性能完全釋放設(shè)備直通無(wú)兼容問(wèn)題切換系統(tǒng)要重啟分區(qū)管理有風(fēng)險(xiǎn)確定長(zhǎng)期做、需要大量編譯、調(diào)試器穩(wěn)定接入WSL/WSL2輕量啟動(dòng)快目錄互通對(duì)USB串口、JTAG調(diào)試器支持很折騰只寫(xiě)純應(yīng)用層代碼、不直接接板子的場(chǎng)景我自己目前的方案是主力機(jī)用Ubuntu 20.04同時(shí)在虛擬機(jī)里保留一個(gè)Ubuntu 18.04專(zhuān)門(mén)跑那些只支持老版本系統(tǒng)的SDK。桌面環(huán)境用Xfce跑Qt Creator和Chromium都不卡編譯時(shí)用滿(mǎn)8核體驗(yàn)和裸機(jī)差別不大。這里要特別提醒一點(diǎn)如果你要接開(kāi)發(fā)板調(diào)試虛擬機(jī)里務(wù)必把網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)為橋接讓開(kāi)發(fā)板直接和虛擬機(jī)處于同一網(wǎng)段否則SSH連接、NFS掛載、gdbserver調(diào)試都會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)隔離變得無(wú)比別扭。3. 實(shí)操?gòu)牧愦罱↙inuxQt5交叉編譯開(kāi)發(fā)環(huán)境跑通你的第一塊開(kāi)發(fā)板環(huán)境選型聊完接下來(lái)是整篇文章最有價(jià)值的部分——完整跑通一套LinuxQt5交叉編譯環(huán)境。我在這個(gè)環(huán)節(jié)踩過(guò)的坑比寫(xiě)業(yè)務(wù)代碼多十倍所以下面的步驟會(huì)寫(xiě)得非常具體每一步都會(huì)解釋“為什么這么做”。3.1 宿主機(jī)準(zhǔn)備鏡像、源、基礎(chǔ)工具第一步是裝好Ubuntu系統(tǒng)。如果你用的是SDK自帶虛擬機(jī)鏡像這一步可以跳過(guò)如果你是手動(dòng)安裝建議下載Ubuntu 18.04.6 LTS或20.04.6 LTS的桌面版鏡像。版本的選擇邏輯很簡(jiǎn)單SDK文檔里寫(xiě)了哪個(gè)版本就優(yōu)先用哪個(gè)版本沒(méi)寫(xiě)的話(huà)用20.04軟件源里的包更新兼容性也好。安裝完成后先干三件事?lián)Q軟件源、更新系統(tǒng)、裝基礎(chǔ)工具包。國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下把a(bǔ)pt源換成清華或阿里云的鏡像能省下大量的下載等待時(shí)間。基礎(chǔ)工具包我一般按這個(gè)命令裝sudo apt update sudo apt install -y build-essential git vim ssh net-tools \ cmake libncurses5-dev libssl-dev \ minicom cutecom file tree其中build-essential是編譯必需的包括gcc、g、makeminicom和cutecom是串口調(diào)試工具前者命令行后者圖形界面file和tree是排查文件類(lèi)型和目錄結(jié)構(gòu)的利器。裝完后建議把宿主機(jī)的SSH服務(wù)開(kāi)起來(lái)因?yàn)楹竺鍽t Creator要反向連到宿主機(jī)執(zhí)行rsync部署。3.2 拿到交叉編譯工具鏈只信板卡SDK交叉編譯工具鏈?zhǔn)钦麄€(gè)環(huán)境的核心最穩(wěn)妥的來(lái)源是板卡廠(chǎng)商SDK目錄里自帶的那個(gè)而不是自己在網(wǎng)上隨便下載。不同廠(chǎng)商的工具鏈版本差異很大有的SDK用Linaro GCC 6.2有的用gcc-arm-10.3版本不匹配的典型表現(xiàn)就是鏈接時(shí)一堆undefined reference或者編譯出來(lái)的程序運(yùn)行時(shí)crash。假設(shè)SDK里給的是arm-linux-gnueabihf工具鏈解壓到/opt目錄后先確認(rèn)它的bin目錄下真的有arm-linux-gnueabihf-gcc這個(gè)文件然后把工具鏈路徑加入環(huán)境變量export PATH/opt/arm-gcc/gcc-linaro-7.3.1-2018.05-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin:$PATH驗(yàn)證是否生效arm-linux-gnueabihf-gcc -v接著編譯一個(gè)最簡(jiǎn)單的hello.c用file命令檢查輸出文件格式arm-linux-gnueabihf-gcc hello.c -o hello file hello正常情況下你會(huì)看到ARM、32-bit、ELF這類(lèi)字樣。如果看到x86-64說(shuō)明編譯器選錯(cuò)了或者環(huán)境變量沒(méi)生效。這一步驗(yàn)證特別重要很多環(huán)境問(wèn)題就是在這個(gè)環(huán)節(jié)及時(shí)暴露的。3.3 配置Qt5運(yùn)行庫(kù)與qmakeQt5的獲取有兩種路徑第一是SDK自帶的交叉編譯版本Qt庫(kù)這種最省事庫(kù)已經(jīng)編好路徑通常在/opt/qt5.12.10之類(lèi)的目錄下第二是自己用Qt源碼交叉編譯一遍這種方式可控性高但耗時(shí)長(zhǎng)還要解決依賴(lài)庫(kù)裁剪問(wèn)題新手不推薦。我強(qiáng)烈建議新手優(yōu)先用SDK自帶的Qt庫(kù)。你只需要確認(rèn)幾個(gè)東西qmake是否指向ARM目標(biāo)、Qt庫(kù)目錄是否存在、插件目錄里有沒(méi)有l(wèi)inuxfb、eglfs等平臺(tái)插件。驗(yàn)證方法是/opt/qt5.12.10/bin/qmake -query重點(diǎn)看QT_HOST_PREFIX和QT_INSTALL_PREFIX。如果QT_HOST_PREFIX顯示的是宿主機(jī)的目錄但QT_INSTALL_PREFIX指向板端目錄這通常是交叉編譯的正確形態(tài)如果兩個(gè)都是x86路徑說(shuō)明你還是用了桌面版qmake。如果你確實(shí)需要用源碼自己編譯Qt庫(kù)configure的關(guān)鍵參數(shù)我整理成表一般照著這個(gè)思路配置即可配置項(xiàng)示例作用-devicelinux-imx6-g指定目標(biāo)平臺(tái)的mkspec對(duì)應(yīng)你的芯片類(lèi)型-device-optionCROSS_COMPILE/opt/arm-gcc/.../bin/arm-linux-gnueabihf-指定交叉編譯前綴-sysroot/opt/arm-sysroot指定根文件系統(tǒng)路徑-prefix/usr/local/qt5Qt庫(kù)最終安裝在板子上的路徑-opensource -confirm-license—接受開(kāi)源許可-no-xcb -no-opengl—精簡(jiǎn)桌面相關(guān)依賴(lài)減小體積自己編譯Qt源碼頭幾次失敗率很高遇到問(wèn)題不要硬剛先把SDK自帶的跑通等你有余力再?lài)L試從源碼重建。3.4 在Qt Creator里添加一套完整Kit有了工具鏈和Qt庫(kù)接下來(lái)的任務(wù)是把它們整合進(jìn)Qt Creator形成一個(gè)可以直接編譯、部署、調(diào)試的完整套件。很多人前面都順利最后卡在Kit配置上所以這里每一步都不嫌啰嗦。打開(kāi)Qt Creator依次操作Tools→Options→Kits。先添加編譯器Compilers標(biāo)簽頁(yè)→Add→GCC→C。名稱(chēng)填arm-gccCompiler path選工具鏈bin目錄下的arm-linux-gnueabihf-gcc。同樣的方式添加C編譯器選中g(shù)。然后添加Qt版本Qt Versions標(biāo)簽頁(yè)→Add選擇交叉編譯庫(kù)目錄里的qmake比如/opt/qt5.12.10/bin/qmake。確認(rèn)版本號(hào)能正確識(shí)別。再添加設(shè)備Devices標(biāo)簽頁(yè)→Add→Generic Linux Device。填開(kāi)發(fā)板的IP地址、用戶(hù)名通常是root、密碼然后點(diǎn)測(cè)試連接。這一步會(huì)通過(guò)SSH協(xié)議連接開(kāi)發(fā)板確認(rèn)鏈路是通的。開(kāi)發(fā)板最好設(shè)置固定IP否則每次重新分配會(huì)讓后續(xù)配置全部失效。最后新建KitKits標(biāo)簽頁(yè)→Add名稱(chēng)填arm-linux-dev。Compiler下拉分別選剛才加的gcc和gQt version選交叉編譯版qmakeDevice type選Generic Linux DeviceSysroot填工具鏈對(duì)應(yīng)的sysroot目錄。其他保持默認(rèn)。配置完之后新建一個(gè)Qt Widgets Application在構(gòu)建套件里選中這套Kit直接點(diǎn)擊運(yùn)行。Qt Creator會(huì)自動(dòng)把編譯產(chǎn)物通過(guò)scp推到開(kāi)發(fā)板遠(yuǎn)程啟動(dòng)程序你就能在板子的屏幕上看到一個(gè)Qt窗口了。如果這一步能跑起來(lái)說(shuō)明整個(gè)環(huán)境已經(jīng)真正打通。4. 汽車(chē)電子嵌入式開(kāi)發(fā)高門(mén)檻賽道的核心知識(shí)與入門(mén)路線(xiàn)說(shuō)完通用環(huán)境再聊聊嵌入式領(lǐng)域里一個(gè)薪酬和門(mén)檻都很突出的方向——汽車(chē)電子嵌入式開(kāi)發(fā)。這個(gè)方向近幾年熱度很高但很多人對(duì)它的認(rèn)知停留在“做汽車(chē)?yán)锏男‰娔X”這種模糊層面導(dǎo)致入行前心里沒(méi)底。4.1 汽車(chē)電子軟件的兩條主線(xiàn)汽車(chē)電子嵌入式開(kāi)發(fā)內(nèi)部其實(shí)分得很開(kāi)大體有兩條主線(xiàn)傳統(tǒng)的MCU車(chē)控方向和面向智能座艙/自動(dòng)駕駛的SoC方向。MCU車(chē)控方向主要做車(chē)窗、雨刮、BMS、車(chē)身控制器這類(lèi)ECU的底層軟件技術(shù)棧聚焦在C語(yǔ)言和AUTOSAR架構(gòu)上強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性、確定性和診斷功能。這里每一條總線(xiàn)報(bào)文都要按規(guī)范來(lái)不能想怎么寫(xiě)就怎么寫(xiě)因?yàn)檐?chē)輛的電控系統(tǒng)直接關(guān)系安全。SoC方向則是智能座艙、儀表、ADAS域控制器跑的是高性能處理器系統(tǒng)多半是Linux、QNX或者Android編程語(yǔ)言從C/C延伸到Java、Kotlin中間要接攝像頭、激光雷達(dá)、HUD等一堆設(shè)備。這個(gè)方向更偏應(yīng)用和系統(tǒng)嵌入式底子和軟件工程能力兩個(gè)都不能缺。汽車(chē)電子開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)是高可靠性要求貫穿始終消費(fèi)電子出個(gè)bug重啟一下能忍汽車(chē)上同樣的bug可能牽涉到功能安全。所以這個(gè)行業(yè)對(duì)開(kāi)發(fā)流程、文檔、評(píng)審的要求比一般嵌入式嚴(yán)苛得多。4.2 從應(yīng)用層切入汽車(chē)電子的核心基礎(chǔ)如果你想往汽車(chē)電子方向走無(wú)論選哪條主線(xiàn)有幾塊基礎(chǔ)繞不開(kāi)。第一是通信總線(xiàn)。CAN是汽車(chē)電子最底層的血管你得理解CAN 2.0經(jīng)典幀和CAN FD的區(qū)別會(huì)看仲裁ID、數(shù)據(jù)段和波特率知道總線(xiàn)負(fù)載怎么算。更深入的還要了解LIN總線(xiàn)、車(chē)內(nèi)以太網(wǎng)。招聘時(shí)直接給你一個(gè)CAN報(bào)文讓你解析是最常見(jiàn)的考察方式。第二是診斷協(xié)議。各大車(chē)廠(chǎng)雖然各有私有協(xié)議但底層都基于ISO 14229UDS診斷服務(wù)和ISO 15765診斷傳輸層。0x10會(huì)話(huà)控制、0x22按ID讀數(shù)據(jù)、0x2E按ID寫(xiě)數(shù)據(jù)、0x34/0x36/0x37刷寫(xiě)流程這些服務(wù)碼和應(yīng)用邏輯最好能自己寫(xiě)一遍、跑一遍。第三是AUTOSAR分層思維。你不用真的把整套AUTOSAR源碼吃透但必須理解BSW基本軟件、RTE運(yùn)行時(shí)環(huán)境、SWC應(yīng)用軟件組件這三層是怎么協(xié)同的因?yàn)楝F(xiàn)代汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)的協(xié)作方式就是圍繞這個(gè)模型展開(kāi)的。哪怕你進(jìn)去只寫(xiě)ASW層的邏輯也要知道它的邊界在哪。4.3 給想進(jìn)汽車(chē)電子的人三條建議結(jié)合我自己接觸過(guò)的項(xiàng)目和過(guò)來(lái)人的經(jīng)驗(yàn)給想轉(zhuǎn)汽車(chē)電子的人三條建議。第一把C語(yǔ)言功底打磨到“結(jié)構(gòu)體用得行云流水、內(nèi)存管理從不含糊”的程度。汽車(chē)電子代碼里大量使用結(jié)構(gòu)體指針、回調(diào)函數(shù)、狀態(tài)機(jī)底層邏輯對(duì)內(nèi)存布局極其敏感這些基礎(chǔ)不扎實(shí)面試聊三輪必露餡。第二想辦法搞一套CAN分析工具練手。有條件用CANoe當(dāng)然最好配合一個(gè)USB-CAN盒子自己搭一個(gè)最小網(wǎng)絡(luò)發(fā)報(bào)文、抓報(bào)文、模擬故障把總線(xiàn)上的行為吃透。沒(méi)有CANoe就用開(kāi)源的SocketCAN工具在Linux下用cangen、cansend、candump這幾個(gè)工具也能玩出很多花樣。第三基于UDS協(xié)議做一個(gè)刷寫(xiě)或診斷的小項(xiàng)目。不需要真的跑在車(chē)上可以在一個(gè)開(kāi)發(fā)板或工控機(jī)上模擬ECU用上位機(jī)實(shí)現(xiàn)會(huì)話(huà)控制、寫(xiě)入功能尋址、讀取DTC故障碼的流程。這個(gè)項(xiàng)目對(duì)汽車(chē)電子崗位的殺傷力非常大因?yàn)樗瑫r(shí)覆蓋了協(xié)議、通信、狀態(tài)機(jī)三個(gè)核心能力。5. 新手踩坑實(shí)錄交叉編譯與Qt部署常見(jiàn)問(wèn)題排查環(huán)境搭建過(guò)程中最耗時(shí)間的永遠(yuǎn)是排查問(wèn)題。這一節(jié)我把這些年遇到的高頻問(wèn)題整理成速查表每條都是能直接照著操作的。5.1 環(huán)境類(lèi)問(wèn)題速查表現(xiàn)象直接原因解決辦法編譯產(chǎn)物放板子上報(bào)Exec format error編譯成了x86二進(jìn)制不是ARM用file命令檢查產(chǎn)物確認(rèn)工具鏈路徑和qmake都指向ARMQt程序啟動(dòng)報(bào)could not find platform plugin缺少linuxfb/eglfs等平臺(tái)插件把插件目錄拷貝到板端Qt安裝目錄的plugins/platforms下運(yùn)行報(bào)找不到libstdc.so.6板端文件系統(tǒng)缺工具鏈動(dòng)態(tài)庫(kù)把工具鏈的lib目錄整體拷到板端或編譯時(shí)加-static中文顯示為方框、亂碼板端沒(méi)有中文字體拷貝wqy-microhei等字體到板端Qt字體目錄刷新字體緩存觸摸屏點(diǎn)擊沒(méi)反應(yīng)觸摸事件設(shè)備號(hào)不對(duì)或沒(méi)設(shè)環(huán)境變量確認(rèn)/dev/input/eventX設(shè)置QT_QPA_EVDEV_TOUCHSCREEN_PARAMETERSQt Creator運(yùn)行按鈕直接失敗設(shè)備連接配置錯(cuò)誤或網(wǎng)絡(luò)不通Devices里重新測(cè)試連接檢查IP和橋接網(wǎng)絡(luò)gdb斷點(diǎn)打不上板端沒(méi)有g(shù)dbserver或路徑不一致在板端啟動(dòng)gdbserver :1234 ./app宿主機(jī)用arm-gdb連接編譯特別慢虛擬機(jī)分配核數(shù)不足或磁盤(pán)IO差虛擬機(jī)設(shè)置里調(diào)高CPU核數(shù)Qt源碼編譯用-j參數(shù)5.2 三個(gè)省時(shí)間的土辦法第一拿到工具鏈后把工具鏈的lib目錄整個(gè)同步到開(kāi)發(fā)板。很多所謂“程序在板子上跑不起來(lái)”的問(wèn)題根子就是板端文件系統(tǒng)太精簡(jiǎn)缺了動(dòng)態(tài)庫(kù)。你與其挨個(gè)庫(kù)去拷不如一次性把工具鏈的lib/arm-linux-gnueabihf目錄同步過(guò)去再執(zhí)行l(wèi)dconfig能解決一大片運(yùn)行時(shí)loading shared libraries的錯(cuò)。第二寫(xiě)一個(gè)env.sh腳本把所有環(huán)境變量固化下來(lái)。每次打開(kāi)新終端source一下就能自動(dòng)把PATH、CROSS_COMPILE、SYSROOT、LD_LIBRARY_PATH這些全部設(shè)置好。別老是手動(dòng)往終端里粘路徑粘十次必有一次漏。我第一次把工具鏈從一臺(tái)機(jī)器搬到另一臺(tái)機(jī)器時(shí)就因?yàn)槁┝薗T_PLUGIN_PATH這個(gè)變量浪費(fèi)了幾乎一個(gè)晚上排查一個(gè)看起來(lái)像代碼bug的問(wèn)題。第三板子上跑Qt程序時(shí)習(xí)慣寫(xiě)一個(gè)啟動(dòng)腳本而不是直接敲命令。腳本里顯式設(shè)置好LD_LIBRARY_PATH、QT_QPA_PLATFORM、QT_QPA_FB_DRM_BACKEND等環(huán)境變量再啟動(dòng)程序。這樣每次改動(dòng)都只改腳本不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境變量沒(méi)帶上而出詭異問(wèn)題。啟動(dòng)腳本也要配合板端/etc/ld.so.conf.d/下的配置文件一起用把Qt庫(kù)目錄加入系統(tǒng)庫(kù)搜索路徑。6. 下一步怎么走嵌入式Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)路徑環(huán)境跑通只是起點(diǎn)真正決定你能走多遠(yuǎn)的是后面的持續(xù)學(xué)習(xí)。這里我整理一條適合大多數(shù)人的路徑按階段逐步推進(jìn)。6.1 五個(gè)階段的路線(xiàn)圖第一階段是Linux操作基本功。目標(biāo)不是會(huì)敲命令而是能在一個(gè)無(wú)桌面的最小系統(tǒng)里完成文件操作、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)配置、腳本編寫(xiě)這些日常操作。衡量標(biāo)準(zhǔn)是給你一臺(tái)空系統(tǒng)你能在一個(gè)小時(shí)內(nèi)把它配置成可以開(kāi)發(fā)的狀態(tài)。第二階段是Linux系統(tǒng)編程。圍繞文件IO、進(jìn)程、線(xiàn)程、信號(hào)、IPC、Socket幾個(gè)核心主題寫(xiě)出至少一個(gè)多線(xiàn)程網(wǎng)絡(luò)通信的服務(wù)端和客戶(hù)端。這個(gè)階段的練習(xí)重點(diǎn)不是功能實(shí)現(xiàn)而是穩(wěn)定性——比如高并發(fā)下內(nèi)存會(huì)不會(huì)漲、線(xiàn)程間變量有沒(méi)有競(jìng)態(tài)。第三階段是板級(jí)外設(shè)應(yīng)用。把GPIO、UART、I2C、SPI、PWM這些接口通通用一遍用應(yīng)用層程序去操作它們理解設(shè)備節(jié)點(diǎn)read/write/ioctl這套用戶(hù)空間接口。這個(gè)階段你才真正做到“應(yīng)用層和硬件握手”。第四階段是Qt圖形界面開(kāi)發(fā)。從QWidget開(kāi)始再切入Qt Quick/QML配合觸摸屏完成工業(yè)HMI常見(jiàn)的頁(yè)面跳轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)刷新、告警彈窗。重點(diǎn)掌握在嵌入式環(huán)境下的資源受限優(yōu)化比如字體發(fā)布、圖片格式選擇、啟動(dòng)速度優(yōu)化。第五階段是可選的縱深方向。如果需要往底層走可以學(xué)設(shè)備樹(shù)、kernel模塊編寫(xiě)、中斷下半部、DMA等內(nèi)核知識(shí)如果往應(yīng)用系統(tǒng)走可以學(xué)Buildroot/Yocto定制根文件系統(tǒng)理解鏡像構(gòu)建的完整鏈路。6.2 適合寫(xiě)進(jìn)簡(jiǎn)歷的實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目清單很多朋友學(xué)了東西不知道怎么整理成項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。我提供一個(gè)選題思路每個(gè)項(xiàng)目都要覆蓋“板卡外設(shè)協(xié)議界面/云端”的完整鏈路而不是只做一個(gè)閃爍LED或者一個(gè)計(jì)算器界面。下面幾個(gè)方向都有代表性項(xiàng)目主題覆蓋技術(shù)點(diǎn)加分項(xiàng)環(huán)境監(jiān)測(cè)終端QtSQLite傳感器I2C/SPIMQTT數(shù)據(jù)曲線(xiàn)展示、斷線(xiàn)續(xù)傳智能家居中控面板Qt QuickModbus/TCP觸摸屏適配多頁(yè)面切換、場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)CAN總線(xiàn)分析工具SocketCAN解析引擎上位機(jī)支持波特率自動(dòng)識(shí)別、故障幀挑出遠(yuǎn)程升級(jí)工具UDS刷寫(xiě)CRC校驗(yàn)斷點(diǎn)續(xù)傳支持多通道同時(shí)刷寫(xiě)工業(yè)HMI控制面板觸摸屏PWM背光狀態(tài)機(jī)報(bào)警事件記錄、掉電恢復(fù)挑一到兩個(gè)項(xiàng)目做深做透把調(diào)試過(guò)程、踩坑記錄、性能優(yōu)化寫(xiě)清楚比堆十個(gè)半成品有說(shuō)服力得多。面試官最看重的不是你會(huì)多少名詞而是你真正獨(dú)立解決過(guò)多少問(wèn)題。我個(gè)人在實(shí)際操作中的體會(huì)是嵌入式開(kāi)發(fā)拼的從來(lái)不是智商而是誰(shuí)能更早把自己的環(huán)境收拾利索誰(shuí)就有更多精力撲在真正的問(wèn)題上。很多人不是學(xué)不會(huì)是被環(huán)境問(wèn)題磨掉了熱情。所以我會(huì)勸新人第一年寧可慢也要把工具鏈、調(diào)試器、部署腳本這些基礎(chǔ)自動(dòng)化做扎實(shí)。每次報(bào)錯(cuò)不要急著到處問(wèn)先自己拆解出錯(cuò)信息是在哪一層冒出來(lái)的。等你某一天發(fā)現(xiàn)自己不再糾結(jié)“Windows還是Ubuntu”“編譯器是不是對(duì)上了”這種低級(jí)問(wèn)題時(shí)那種流暢感才是真正入行的標(biāo)志。如果這篇文章能幫你在環(huán)境這塊少走幾個(gè)月的彎路我覺(jué)得就值了。