說到在嵌入式Linux的平臺(tái)上設(shè)計(jì)算法,目的無(wú)非是2個(gè),一是Linux,這東西無(wú)孔不入,可以塞到各種板子上。二是算法代碼執(zhí)行的效率,嵌入式的平臺(tái)不像是PC各種資源還是比較緊張,所以代碼效率還是個(gè)要考慮的事情。所以,對(duì)于這個(gè)事情要從2方面考慮,一是熟悉Linux下面的軟件開發(fā)過程,二是知道如何編寫高效率的代碼,比如C程序。
首先是Linux平臺(tái)的熟悉,現(xiàn)在的嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)過程中,由于系統(tǒng)日益復(fù)雜,各種人員的分工變得愈加清晰,首先是,硬件工程師和驅(qū)動(dòng)工程師們,或者開發(fā)板的供應(yīng)商們,會(huì)把平臺(tái)給封裝成“貌似”一臺(tái)安裝了Linux的PC機(jī)。
之所以說是貌似,因?yàn)橛行┘?xì)節(jié)還是不會(huì)完全一致,這是由于各種歷史問題導(dǎo)致,比如某個(gè)版本的庫(kù)函數(shù)要配上某個(gè)版本的內(nèi)核之類的事情,這種問題沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)策略,只有靠經(jīng)驗(yàn),所以不是此處探討的重點(diǎn)。
對(duì)于Linux平臺(tái)的上手,推薦的方法是,找個(gè)PC,裝個(gè)虛擬機(jī),比如Vmware或者VirtualBox, 然后找個(gè)大眾版的Linux,比如Fedora,CentOS,Ubuntu,自己裝幾遍,現(xiàn)在安裝這些東西比較容易了,網(wǎng)上有大把的圖文教程。安裝好了系統(tǒng),就把大一的C語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)在Linux上面重做一遍吧。
盡量別用圖形界面,最好用命令行的窗口,為啥,因?yàn)槟阏{(diào)板子的時(shí)候就一個(gè)telnet的終端,你會(huì)發(fā)現(xiàn)有若干命令要學(xué)習(xí),比如目錄操作啊,拷貝文件之類的,這種系統(tǒng)操作的教程也很多,把基本命令練習(xí)熟練就好。
做C語(yǔ)言的實(shí)驗(yàn),需要學(xué)會(huì)gcc和make的使用,請(qǐng)自行找資料吧,學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的Makefile的編寫,把幾個(gè)c文件編譯成一個(gè)可執(zhí)行文件,就OK了,調(diào)試的時(shí)候有用printf(),噢,你覺得printf很簡(jiǎn)陋,你懷念微軟的Visual Studio里面的單步調(diào)試,Call Stack?那么可以嘗試一下gdb,不過也是個(gè)字符終端下面的東西。
如果你痛恨這種字符終端下面的調(diào)試方法,覺得不舒服,我能理解,但是,有時(shí)候,比如一個(gè)跨國(guó)銀行的碼農(nóng),同時(shí)調(diào)試著幾個(gè)地區(qū)的若干臺(tái)服務(wù)器,這可能是唯一的辦法?;蛘?,至少這是一種可以在北京的寫字樓里面調(diào)試一個(gè)香港實(shí)驗(yàn)室的電路板的方法。
給你講個(gè)故事,某年我發(fā)現(xiàn)linux內(nèi)核開發(fā)社區(qū)里面很興奮,在慶祝他們的擁有了強(qiáng)大的內(nèi)核調(diào)試工具,printk,這東西是個(gè)內(nèi)核態(tài)的printf,可以在內(nèi)核崩潰之前把字符信息打印出來(lái),你說,內(nèi)核碼農(nóng)們會(huì)奢望有一個(gè)內(nèi)核的單步調(diào)試器么?
另外,如果你扛得住,把VI/VIM會(huì)了,記住VI最后是長(zhǎng)在手上的,開始很痛苦,最后就舒服了,因?yàn)閷懘a不用碰鼠標(biāo)了。如果你受不了,開始用Gedit或者其他的圖形化文本編輯器緩一緩,但是強(qiáng)烈建議最后把VI/VIM搞熟練,俺就說一個(gè)事情,你當(dāng)高質(zhì)量的、變量名有20個(gè)ASCII碼的、連分號(hào)都對(duì)齊了的代碼是一個(gè)一個(gè)字母敲進(jìn)去的么?需要智能快捷的編輯器滴,
同學(xué),另外有一條建議,如果你時(shí)間不是很充裕,別在Linux上面折騰中文,這很煩的,別嘗試讓Linux像Windows一樣,如果你只是想做個(gè)
嵌入式開發(fā),最好別跑題,當(dāng)然,如果你時(shí)間充裕閑的難受,那么,歡迎你為L(zhǎng)inux的國(guó)際化做出貢獻(xiàn)。
好了,如果你對(duì)Linux平臺(tái)上面開發(fā)C程序比較熟練了,那么可以做幾個(gè)小型算法練練手,比如把一個(gè)wav文件進(jìn)行低通濾波后再存成一個(gè)wav文件然后聽聽,或者把一個(gè)圖像文件做了DCT變換-量化后在存成圖像文件看看。
這種聽聽、看看都是主觀的宏觀的測(cè)試,能看出大錯(cuò)誤但是無(wú)法精細(xì)評(píng)估,精細(xì)評(píng)估的方法是,把結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Matlab,然后用Matlab代碼精細(xì)分析。你不用在虛擬機(jī)的Linux上面裝Matlab,虛擬機(jī)可以和宿主機(jī)交換文件的。各種虛擬機(jī)都有類似file share的功能。
從上面的過程里面,你看到了,有個(gè)重要的東西,叫做“文件”這個(gè)雖然我們大一的C語(yǔ)言課程不怎么考,他們更喜歡考 a 和 a,但是吧,文件這個(gè)概念是Linux中非常重要的東西,Raymond在《UNIX編程藝術(shù)》一書中指出,操作系統(tǒng)會(huì)有一個(gè)理念,IBM認(rèn)為一切皆批處理,蘋果認(rèn)為一切皆界面。
UNIX(Linux)認(rèn)為一切皆文件,WindowsNT認(rèn)為一切皆一切。所以文件就是Linux中的最核心的理念,無(wú)論是系統(tǒng)的進(jìn)程、顯示器的緩沖區(qū)、等等,統(tǒng)統(tǒng)是文件。
都可以open/read/write/close,竊以為吧,這個(gè)bell實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)科學(xué)家搞出來(lái)的東西,其技術(shù)理念的層次還是比較高的,盡管這個(gè)系統(tǒng)的用戶的友好性和商業(yè)運(yùn)作上不如人家哈佛大學(xué)輟學(xué)生搞出來(lái)的系統(tǒng)成功。
當(dāng)然,這話說的是win98及之前年代的光景,win系統(tǒng)經(jīng)過多年來(lái)的不斷進(jìn)化也變成了優(yōu)雅而實(shí)用的系統(tǒng),反而linux在各種理想與現(xiàn)實(shí)的角力之間也開始產(chǎn)生了各種“腫塊”。
OK,如果你已經(jīng)可以寫幾個(gè)小算法,把你的C程序在Linux下面運(yùn)行成功,并且可以和Matlab在文件層面聯(lián)動(dòng)了,好了,這時(shí)候把手上的速度放慢。要讀書了,沒文化是最可怕的,總書記說過,要多學(xué)習(xí)。我小時(shí)候,老師說,我們廣播學(xué)院的學(xué)生特點(diǎn)是“上手快后勁不足”所以我從小就挖空心思的想,怎么才能有后勁呢,后來(lái)明白了,要多讀名著啊。
讀什么書呢,當(dāng)然是要修煉內(nèi)功的書了,因?yàn)榘?,目前的狀態(tài)是能上手,會(huì)操作,但是呢,如果不深入了解原理,是沒辦法進(jìn)入更高水平的。比如說吧,你用個(gè)傻瓜相機(jī)拍照也就那么回事,很容易,但是如果你是新華社的攝影記者,你需要對(duì)相機(jī)組件的光學(xué)、機(jī)械、電子學(xué)原理很了解才行,否則不會(huì)有好作品的。
這個(gè)軟件開發(fā)吧,我們通常用這么幾個(gè)東西,
處理器、
操作系統(tǒng)、
編譯器,我對(duì)著三者的關(guān)系評(píng)價(jià)為“穿一條褲子”,所以需要知道這三個(gè)東西是怎么協(xié)同工作的,每一個(gè)嵌入式的處理器平臺(tái)上都要有這三個(gè)東西,而且要匹配上才能工作。
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