我要成为嵌入式高手[doge]

linux设备启动过程

一开始就是芯片厂商的引导程序了，然后就到uboot，接着加载内核和驱动，挂载根文件系统，加载虚拟文件系统，加载tty中断，自启动开机脚本和软件。

uboot

uboot 属于bootloader的一种，是用来引导启动内核的，它的最终目的就是，从flash中读出内核，放到内存中，启动内核

所以，由上面描述的，就知道，UBOOT需要具有读写flash的能力。

uboot使用

uboot刚开始被放到flash中，板子上电后，会自动把其中的一部分代码拷到内存中执行，这部分代码负责把剩余的uboot代码拷到内存中，然后uboot代码再把kernel部分代码也拷到内存中，并且启动，内核启动后，挂着根文件系统，执行应用程序。

为什么要uboot

1)uboot主要作用是用来启动操作系统内核。体现在uboot最后一句代码就是启动内核。
2)uboot还要负责部署整个计算机系统。体现在uboot最后的传参。3)uboot中还有操作Flash等板子上硬件的驱动。例如串口要打印，ping网络成功，擦除、烧写flash是否成功等。
4)uboot还得提供一个命令行界面供人来操作。很简单，至少你能看到。

计算机系统的组成部件非常多，不同的计算机系统组成部件也不同。但是所有的计算机系统运行时需要的主要核心部件都是3个东西：CPU + 外部存储器（Flash/硬盘） + 内部存储器（DDR SDRAM/SDRAM/SRAM）。而一般的PC机启动过程为：PC上电后先执行BIOS程序（实际上PC的BIOS就是NorFlash），BIOS程序负责初始化DDR内存，负责初始化硬盘，然后从硬盘上将OS镜像读取到DDR中，然后跳转到DDR中去执行OS直到启动（OS启动后BIOS就无用了）。

uboot环境变量

uboot修改

uboot烧写

uboot和裸机

一般uboot都是有一个开机时间，也就是倒计时，这个期间进行任意键输入就会取消加载内核，从而变成变成裸机开发。

此时就是跟51的单片机开发一样了，对着手册看着寄存器进行编写，然后把代码编译完毕，ftp传到特定地址，然后去运行那个地址的代码，就是裸机运行了，不过这个一般只是用来测试硬件的而已，不会真的裸机开发的。

总结

什么地方用到了ISO？

这里的iso，可不是网络七层协议/OSI七层模型。

这刚入门linux，搞VMware虚拟机的都应该见过，但是，当时大家都是萌新嘛，谁记得那么多东西，库库一顿导入，虚拟机跑起来就高兴了，然后就是跟着那些博客、手册一步步配置环境了。

这里就用一个镜像系统，也就是ISO，是有人把ubuntu、Debian这类系统拷贝了一份得到了镜像，生成了ISO格式，然后VMware虚拟机才能加载系统，才能干之后的事情。这样一说，估计大家就有印象了。

IMG又是啥？

两者差异是什么？

我想要搞一个自己的系统

ISO怎么生成

IMG怎么生成

总结

都是加载系统的，不过，两者差异还是比较大，一个类似hex，一个类似bin，但是他们的目的都是一样为了得到一个系统镜像。

Linux的缓冲区

重定向

文件标识符

日志系统

历史操作

操作查询

起因

无聊摸鱼，突然看到一个进度条一样。我就想到了这个进度条是怎么实现的呢？我们下载软件，下载插件，下载东西，编译的时候都可能会出现tty终端的进度条。我就好奇了，cmd和shell那些终端这个命令行不应该是输出一行的吗？就像我串口打印出来的东西，不可能把我已经输出的东西，在显示端删掉啊，在重新打印一边的，肯定就是换行处理了，这个不换行又覆盖打印是怎么做到的呢？

区别

我们一般进行调试，有232也有串口进行对MCU、MPU、ARM-A板子的串口调试，这个时候，处理器是直接使用串口打印的，就是把串口缓冲区立马的数据输出出来，发送给我，而我在把他显示出来，因为，显示肯定是不能丢失接收数据和信息，所以，就会全部打印，换行打印。所以来一条打印一下，显示一条符合要求和调试。

这里就有一个误区了，因为我们使用tty的时候，还没输出出去哦！

这个什么意思呢？意思就是我们这个系统还没对外输出而是内部操作，此时tty不是一个串口输出的过程，而是，直接读取一个缓冲区内部的数据。没错，tty就是一个缓冲区，它不是日志系统，不会记录所有操作，记录操作是其他功能做的，它就是一个缓冲区，也就是说，我们做的一大堆操作，其实都是在缓冲区里进行的操作，此时都没对外输出，当然可以覆盖自己缓冲区数据，然后tty显示这个缓冲区数据。当然，其他的打印和日志系统就会把每个操作，每个情况，每个数据都记录下来啊。

实现

此时直接使用回车就可以，清空本行，重新覆盖输出了，就可以实现进度条的操作了。
这里还有一点就是回车和换行，回车是\r 换行是\n;
我们在学c语言的时候，肯定打印函数和输入函数也即是scanf和printf这两里面用了很多换行，也经常会发现他们两个的效果是很相似。这是因为发送完毕，换行会直接清空缓冲区，而回车是回到首行开头，这个就有点文件io的光标的味道了，缓冲区清空了，这个时候回车肯定就是原地蹦一下而已嘛。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

#!/bin/bash

mark=''
for ((ratio=0;${ratio}<=100;ratio+=5))
do
        sleep 0.2
        printf "progress:[%-40s]%d%%\r" "${mark}" "${ratio}"
        mark="##${mark}"
done
echo

总结

tty终端不是日志系统，它是一个收发缓冲区，它显示的内容是它缓冲区的内容，此时都没对外输出，所以它不会显示所有情况、数据、消息，只会显示缓冲区里有东西。此时，想要覆盖上一次的结果，echo就不要换行 -ne 此时直接回车到开头，然后清空本行，输出就好了，这个是只能在终端才能实现的哦。如果使用那种rt-thread那种FinSH控制台，这个就是串口输出啦，就是对外输出了，此时修改缓冲区是亡羊补牢了，因为缓冲区的数据已经被打印出来了，自然在显示端就会出现换行，而且无法覆盖上一行的操作，也无法实现进度条了捏，呜呜呜。

电源问题

这个问题，非常容易忽略，也就是，目标设备是否有外部电源或者内部电源。这个问题会影响到生产中的一些措施，设置连开发过程都会影响。

• 一直使用swdio进行debug，却没注意到，这个swdio的vcc已经承担了供电的职责，可能会忽略没有供电的时候出现的异常bug。其实，内部线路，可能是有问题的，但是供电有了反而一切都是正常的，很可能硬件握手失败都开不了机呢。常见于热插拔设备上面。

• 外部电源，这个电源是多大的，这个电源太大了怎么办，工人进行装配的会不会出现需要外部供电才能进行处理的操作，如何升级，如何操作等。

• 内部电源，这个常见就是低功耗问题了，要知道一个设备的寿命，可以用多久，一般都是按照几年来处理的，一些物联网设备，或者可以外接电源的时候随便充电的策略。

• 发热问题，这个其实很多时候也是会影响设备运行的，cpu和gpu那些都是要散热的，同理，你的温度可能会到值金属变形，可能导致电机行程异常，主控宕机，硬件损毁等诸多问题

生产顺序

这个问题，还是在电子件、模块、结构之间的顺序问题。

• 后配置电子件，然后通过外部来进行标定和升级，这个常见于传感器和adc上面，因为只有结构装备完毕才能保证数据是正确无误的。
• 先配置电子件，就是比如序列号啥的的，一些协议，数据，功能啥的，都不需要外部结构，而是可以通过模块来实现操作的，这个就不用担心外部的结构了，所以可以先配置好电子件，然后在安装。
• 模块和结构，这个可以认为模块和结构合二为一，又或者说只有结构，模块就是普通的引脚电平啥的，这个时候就看是否是传感器类型的了，只是电平开关的话，就非常好处理了。

标准治具

也是一个生产规格的问题了，电机、adc、大小、孔径等，这些一系列的东西都是需要一个标准来检测和处理，这个时候就需要治具了

• 电机治具，这个就是检测在行程之内的速度、电流、行程等处理，也可以在电机上面添加霍尔传感器来知道此时电机位置等方法，来确保电机是正常的，这样就组装了

• 孔径治具，可以直接发射光束来作为标准，上面发送，下面接收，就知道误差范围了，这个治具设计就非常复杂和严谨，还得注意考虑灯丝温度和治具措施，一般都是购买国外进口的专门测试工具

• 通信治具，写好一个设备，肯定需要快速检测，一般用于测试从机，因为工人是不懂代码的，只想快速验证。所以，一个比较简单，比较快速验证产品正常的东西是利于生产和检测的。

• 老化治具，就是专门用来跑的，超频，提速，升温，升压，低温等处理，这个就是为了检测寿命的，一般是老化柜那样的东西，不过，想要自己做一个快速测试，也不难的。

• 长度治具，这个就是尺子了，没啥好说的了。最多是来规定一些电机的运行行程，来保证统一。

  还有很多奇奇怪怪的治具。

测试日志

测试的时候，最好有记录和日志，这样方便bug复现和审查。

所以，串口数据，如果可以还是保留一下，linux的话，就是echo打印出来，重定向输出到专门的日志文件。这个就是看个人习惯了。运维的肯定就非常熟悉了，这个肯定是必不可失的部分，如果连复现都无法做到，这个bug也是根本不可能修复的。

电气规则

常见的ttl 232 485 can等那些电气特性，还有usb pcie m.2 等特有热插拔电气特性。

• 就需要在生产的时候，注意设计防呆口，防止正负电源问题，还有设计一连串固定，唯一的组装流程，减少带来的外部干扰，还有带上静电环，人体静电还是有影响。

• 还有就是开发中，可能开发板的电气规则可以工作，但是pcb板子就不能工作，很可能是电平范围错误，导致的通信异常，此时程序是可以运行的，但是因为外部缺少上下拉、电容、电阻、甚至是相位差等问题，导致的无法通信，需要和硬件协商，找到合适的方法实现通信。

产品生产环境

这个，实验室环境、无尘、温度、压强、电源等问题，都可能会导致传感器的误差，这些都是可以避免的，不过很多时候应该影响不大的，注意强磁强电、大噪声等环境问题、灰尘如果进入电路板很可能导致一些未知bug，最好也是杜绝为好。

设备寿命和老化

这个上面有一个老化治具的设计思路，其本质还是担心设备的耐久度，这个就非常值得考虑了，不能说，一个产品用两天就坏了，那谁还买啊，差评如潮。

但是，设备不是永久的，是一定有寿命的，一般是越是大型设备，寿命越长，越是消费电子，寿命越短，物联网设备，一般是几年左右，所以，这里就有内外电池的考虑，太阳能的考虑等

工作环境差异

设备工作区域，多热，外壳会不会化了，内部会不会积热，会不会进水，会不会受到干扰导致起振失败，导致内部emp，共振、振动环境导致螺丝和接口等松动、温度差异带来的传感器误差，电池寿命，电池电量这些都是非常大的问题，都是需要考虑进去的

焊接和贴片机

这个常常发生在pcb生产中，因为国产贴片机的问题太多了，抛料都是正常的现象，后续硬件工程师虚焊也是正常的东西，所以，就非常有必要治具了，确保电子件安装到产品设备之前是正常的。

安全和高效检测设计

这个就是比如，安装空调外机，安装复杂大型设备，不方便拆卸等情况，就需要留一个专门的接口给外部，外部调试线连接测试，就可以立刻知道设备当前状态如何，是否可以确保正常运行，这个高效，同时也一定程度上增加了安全性。这样可以高效抽查，极大程度缩短检测时间，提高现场检测的能力。

自然安全性这个就是要单独拿出来分析的，产品外壳毒性，电路板毒性，任天堂以前的卡带上面就有一些化学物质，非常非常苦，就是为了防止人去舔以及误食，这个也是一个出于安全的设计。外部结构设计是否安全，电路内部电容，电路线，电源线，dc-dc模块等问题。不能像机革那样，自己电脑炸了，还怪用户，至少得保证自己产品不得爆炸吧，三星爆炸手机可是深得人心。

运输结构设计

不能说一个设备长的和刀子一样吧，也就是说，运输的时候，要么就是有配套的外壳和箱子，要么就是设计成方便运行的结构，这个都是机械佬考虑的了，主要还是以应用场景和大小为主。

产品差异补偿

没人敢打包票说每个设备都是ok的，都是一模一样的，一定有残次品，这就是良品率了。优化生产过程，减少外界干扰，多用治具来保证产品的正常，增减检测工序，这个注定是没有最好，只有最适合了。

华为甚至更加过分，屏幕抽奖，一个手机的屏幕，几家厂商提供的产品，每个手机都想抽奖一样，这就导致了产品差异是非常大，如何软件进行调教，硬件去弥补，去做误差补偿，如色域、光亮、帧率等。这个问题是永远没有最佳方案的，都是就事论事，根据实际情况去分析和处理。

生产安全

这个是重中之重，想都不要想，只要出了一条人命和残疾，那不得了，不只是赔钱的问题，而是生产线都可能出现大问题，带来连锁反应，带来的负面影响都是不可估量的。

用电安全，设备摆放，工具摆放，特殊化学品处理区和存储区，禁止明火，不要堵路，地面防滑，尖锐突出，禁止打闹追逐，防夹，注意生产车间的机床注意实现，注意远离机床，不要为了效率而增加风险，一切高危都要做安全措施，不要靠近大型设备等诸多安全问题。

代码设计和能力需求

作为公司项目，肯定不是做着玩的，也肯定不会只有一个，所以，不同的设备就有不同的序列号和参数属性了。同时就要求有可以使用、可以修改的接口。至于使用c cpp rust python 还是什么，只要能实现功能就是好语言，qt可以用python和cpp啊，EPS32和mcu开发也可以实现cpp和python，linux的话，建议还是c开发，也可以使用rust，还可以使用luna，有需求就可以去学习。语言知识一个工具，只要能实现功能就好了。

• 引导程序

• 生产中特定flash读写序列号和特殊属性

• 多层引导设计思路

• api接口和sdk设计

• 模块化编程思路

• HAL、BSP、驱动等

• 模块调用

• 内外flash读取 和 特定地址读写

• 扩容预备 空间预留

• section数据 attribute对齐规则

• 代码框架 (这个看公司的设计特点了)

• 外留接口来实现对外的通信，增加兼容性

• 技术栈 web、 后端 、app 、mcu 、mpu 、ui 、hmi、算法、运维、其他专业技术、代码和项目管理如gitee github、

• 静态库和动态库 linux和win的

产品代码加密

要想办法做密钥之类的，东西，加密自己的程序，比如使用section这些来对重要函数进行加密，然后再写回flash，这个是一个很好的加密手段。

上位机

一般产品尤其是控制，遥控，定位的设备，一般都是出异常后需要用户自行矫正的，这个时候，上位机就很有存在的必要，它往往需要跨平台，需要满足多设备，多屏幕。本质就是数据收发而已，不同产品需要校准和设计的上位机是不同的。其实有的时候，会考虑，为什么不用上位机，为什么用上位机呢？我感觉是要分场景的，比如我这里是生产工厂，生产工厂需要电脑吗？自然是除了烧录代码可能需要，测试，也是装机之后才能测试，所以，不存在一边烧录一边测试的太少了。

如果我们是直接面向工厂的，此时，开发一个上位机要考虑的东西，有很多的，电脑本身其实是一个不稳定，环境差异大，不实用的生产平台。而且员工很多都不会用电脑，电脑也容易误触。所以，一个生产治具是最好的了，可以先把代码烧录到治具中，在治具中进行烧录其他设备的操作，这样员工只要操作治具就好了，一个治具是比电脑稳定很多的，而且也不存在环境差异问题。

做过linux开发就知道了，linux难就难在环境配置，系统配置上，真的天差地别，时不时就是我这里运行正常，你那边就跑不了的bug，非常痛苦，如果我直接寄一个硬件治具过来，作为烧录、测试、标定的设备，那么一下子我们就成功同步了，对于直面工厂，生产来说，这个确实是比上位机可靠好用的。上位机更适合代码烧录，固件更新，用户自定义和调节，不适合生产，也不利于生产，治具效率高，体积小，速度快，上位机一般都是一对一，这就比不上治具可以一下子插上去一堆。

上位机的优势：适合客户自定义操作，更新，微调，这个算是售后，一般都是一对一进行操作，也可以用于给用户进行检修等操作。

治具的优势：对接工厂，同步环境和标准，增加生产效率，降低员工要求，设备可靠，可以实现一对多的高效生产需求和测试需求。

统一标准

这个怎么理解呢？不单单是产品的规格，还有就是产品的标准尺度，就像卷尺一样，施工场地的单位长度都不一样呢。

统一标准，就是啥都是一样的，所以，很简单，只要所有车间和工厂都是用一样的标准，就可以做到规范和误差容许。

还有一种就是目标是标准，但是初始配置是不一样的。比如，电机此时速度是100，另一个是200，一样的最大加速度，但是我都要跑2000米，使用pid进行调制之后，就要定位，这个就是需要一个标准。而且两个因为初始速度不一样，所以最后pid调制停下来的位置是不一样的，不过误差可以接受就行了，此时就可以进行一个数据定位，只要电机复位+运行时间，就可以运行到2000米，但是如果你把100的电机速度得到的运行时间给到了200的电机速度的电机时间，就会导致，误差增加，此时，就是违反了统一标准的规则，他们应该都是对其统一标准才对。

流

看名字就是知道了—猫是液体[doge]。我们根据日常习惯也知道液体这些东西，它会自己去钻缝，会流动，接触面积更大，可以适应很多结构，把液体倒入圆锥体里面，它就变成圆锥体的形态啦。

文件IO和数据流

一切都是数据流

流式传输

流媒体

TCP是一种流式协议

流带来了什么

流的缺点？

总结

DMA

直接存储器访问，看这个名字就知道了，只要知道请求访问地址，访问地址，访问大小，访问模式，就可以实现地址之间的数据转移了。常见的SPI、IIC、USART等。配置好DMA、设置好地址、大小、模式，让CPU给DMA芯片发送这个命令，就会让DMA去干活了，中间cpu都不用管DMA，这就解放了CPU，去干那些耗时而且简单的访问操作。

DMA回调

DMA有错误回调，传输一半回调，传输完毕回调，所以我们只需要在回调函数中进行处理就好了，触发中断获得cpu使用权，开干。注意要使用判断DMA是否HAL_OK的状态判断函数之后，才能使用收发哦。
而且还有一点就是DMA不同那些外设一样，它本身是触发不了什么接收和发送的，SPI绑定DMA。比如SPI接收，是因为先触发了SPI的中断，因为CPU把DMA连接到一个存储器地址和SPI上了，所以才会触发SPI_DMA的接收完毕中断回调哦

DMA通道和DMA数据流

STM32F1系列（如STM32F103）

在STM32F1系列中，DMA有通道（Channel）的概念。每个DMA控制器有多个通道，每个通道可以配置为处理一个特定的外设数据流。每个通道有它自己的寄存器集合，用于配置源地址、目的地址、数据长度等。

STM32F4系列（如STM32F407）

在STM32F4系列中，DMA有数据流（Stream）的概念。每个DMA控制器有多个数据流，每个数据流可以配置为处理一个特定的外设数据流。每个数据流有它自己的寄存器集合，用于配置源地址、目的地址、数据长度等。此外，STM32F4系列的DMA控制器还有FIFO（先入先出）机制，用于优化数据传输。

使用cube的时候，就会发现要么没有通道要么没有数据流，两者只有一个。因为他们使用也非常相似。

用F04举例子：

数据流

每个DMA控制器有8个数据流，每个数据流都能够提供源和目标之间的单向传输链路。

每个DMA控制器可以同时配置多个数据流，但在某一时刻只允许有一个数据流使用DMA控制器。当多个数据流同时请求时，由仲裁器决定哪一个数据流优先使用DMA控制器。

通道

  每个数据流有8个通道，每个通道映射到不同外设，这有利于针对不同的产品配置不同的DMA外设请求。每个数据流只能配置为映射到一个通道，无法配置为映射到多个通道。即，与数据流不同，每个DMA控制器可以同时配置多个数据流（因为有仲裁器），但每个数据流不能同时配置多个通道（因为只有选择器）。

仲裁器
  仲裁器用于在多个数据流同时请求时，解决请求冲突的问题。在硬件上，数据流的编号越低，请求优先级越高，仲裁器优先响应编号低的数据流。

  为实现更灵活的配置，数据流还可以设置软件优先级，软件优先级分为以下4个级别：

  — 非常高优先级
  — 高优先级
  — 中优先级
  — 低优先级

硬件：如果两个请求具有相同的软件优先级，则编号低的数据流优先于编号高的数据流
原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_44567318/article/details/114003967

总结

其实用cube配置之后，用起来差不多的，我估计这个时候也没有使用标准库了吧，后面那些H系列的，比如H745还是异构双核的。反正大家也都是对着demo进行模仿的，只要代码能用是不是标准库都是一样用的。