說到在嵌入式Linux的平臺上設計算法,目的無非是2個,一是Linux,這東西無孔不入,可以塞到各種板子上。二是算法代碼執(zhí)行的效率,嵌入式的平臺不像是PC各種資源還是比較緊張,所以代碼效率還是個要考慮的事情。所以,對于這個事情要從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)動工程師們,或者開發(fā)板的供應商們,會把平臺給封裝成“貌似”一臺安裝了Linux的PC機。
之所以說是貌似,因為有些細節(jié)還是不會完全一致,這是由于各種歷史問題導致,比如某個版本的庫函數(shù)要配上某個版本的內(nèi)核之類的事情,這種問題沒有系統(tǒng)的學習策略,只有靠經(jīng)驗,所以不是此處探討的重點。
對于Linux平臺的上手,推薦的方法是,找個PC,裝個虛擬機,比如Vmware或者VirtualBox, 然后找個大眾版的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語言實驗在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,因為你調(diào)板子的時候就一個telnet的終端,你會發(fā)現(xiàn)有若干命令要學習,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,把基本命令練習熟練就好。
做C語言的實驗,需要學會gcc和make的使用,請自行找資料吧,學會簡單的Makefile的編寫,把幾個c文件編譯成一個可執(zhí)行文件,就OK了,調(diào)試的時候有用printf(),噢,你覺得printf很簡陋,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,有時候,比如一個跨國銀行的碼農(nóng),同時調(diào)試著幾個地區(qū)的若干臺服務器,這可能是唯一的辦法?;蛘撸辽龠@是一種可以在北京的寫字樓里面調(diào)試一個香港實驗室的電路板的方法。
給你講個故事,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大的內(nèi)核調(diào)試工具,printk,這東西是個內(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,你說,內(nèi)核碼農(nóng)們會奢望有一個內(nèi)核的單步調(diào)試器么?
另外,如果你扛得住,把VI/VIM會了,記住VI最后是長在手上的,開始很痛苦,最后就舒服了,因為寫代碼不用碰鼠標了。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,但是強烈建議最后把VI/VIM搞熟練,俺就說一個事情,你當高質(zhì)量的、變量名有20個ASCII碼的、連分號都對齊了的代碼是一個一個字母敲進去的么?需要智能快捷的編輯器滴,
同學,另外有一條建議,如果你時間不是很充裕,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
嵌入式開發(fā),最好別跑題,當然,如果你時間充裕閑的難受,那么,歡迎你為Linux的國際化做出貢獻。
好了,如果你對Linux平臺上面開發(fā)C程序比較熟練了,那么可以做幾個小型算法練練手,比如把一個wav文件進行低通濾波后再存成一個wav文件然后聽聽,或者把一個圖像文件做了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試,能看出大錯誤但是無法精細評估,精細評估的方法是,把結(jié)果數(shù)據(jù)導入到Matlab,然后用Matlab代碼精細分析。你不用在虛擬機的Linux上面裝Matlab,虛擬機可以和宿主機交換文件的。各種虛擬機都有類似file share的功能。
從上面的過程里面,你看到了,有個重要的東西,叫做“文件”這個雖然我們大一的C語言課程不怎么考,他們更喜歡考 a 和 a,但是吧,文件這個概念是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)會有一個理念,IBM認為一切皆批處理,蘋果認為一切皆界面。
UNIX(Linux)認為一切皆文件,WindowsNT認為一切皆一切。所以文件就是Linux中的最核心的理念,無論是系統(tǒng)的進程、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bell實驗室的計算機科學家搞出來的東西,其技術(shù)理念的層次還是比較高的,盡管這個系統(tǒng)的用戶的友好性和商業(yè)運作上不如人家哈佛大學輟學生搞出來的系統(tǒng)成功。
當然,這話說的是win98及之前年代的光景,win系統(tǒng)經(jīng)過多年來的不斷進化也變成了優(yōu)雅而實用的系統(tǒng),反而linux在各種理想與現(xiàn)實的角力之間也開始產(chǎn)生了各種“腫塊”。
OK,如果你已經(jīng)可以寫幾個小算法,把你的C程序在Linux下面運行成功,并且可以和Matlab在文件層面聯(lián)動了,好了,這時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,要多學習。我小時候,老師說,我們廣播學院的學生特點是“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,后來明白了,要多讀名著啊。
讀什么書呢,當然是要修煉內(nèi)功的書了,因為吧,目前的狀態(tài)是能上手,會操作,但是呢,如果不深入了解原理,是沒辦法進入更高水平的。比如說吧,你用個傻瓜相機拍照也就那么回事,很容易,但是如果你是新華社的攝影記者,你需要對相機組件的光學、機械、電子學原理很了解才行,否則不會有好作品的。
這個軟件開發(fā)吧,我們通常用這么幾個東西,
處理器、
操作系統(tǒng)、
編譯器,我對著三者的關(guān)系評價為“穿一條褲子”,所以需要知道這三個東西是怎么協(xié)同工作的,每一個嵌入式的處理器平臺上都要有這三個東西,而且要匹配上才能工作。
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