编程语言与硬件交互揭秘嵌入式系统学习的关键点
编程语言与硬件交互：揭秘嵌入式系统学习的关键点
在嵌入式系统领域，编程语言与硬件交互是学习的核心要素。嵌入式要学哪些东西？首先，从基础知识出发，我们需要了解不同类型的微控制器和单片机，以及它们各自的特点和应用场景。
微控制器和单片机
嵌入式系统通常使用微控制器（MCU）或单片机（SoC）。这些设备内置了一个处理核心、存储空间以及各种输入/输出接口。从ARM Cortex-M系列到Intel Quark等，市场上有众多种类，每种都有其独特之处。在设计嵌入式项目时，选择合适的微控制器或单片机至关重要，因为它直接影响着最终产品的性能、成本和能耗。
编程语言
为了与这些硬件设备进行通信，我们必须掌握一门或多门适用于嵌入式开发的编程语言，如C/C++、Python等。C/C++因其效率而广泛应用于低级别操作，而Python则因为易用性被越来越多地用于快速原型开发。在实际工作中，还可能涉及到汇编语言，以实现对硬件资源更为细致的手动管理。
操作系统
在复杂度较高的情形下，不仅仅是裸机程序，就需要使用一些轻量级操作系统，如FreeRTOS、Zephyr等，这些操作系统提供了任务调度、同步机制以及其他基本服务，使得软件开发更加简便且可维护性强。在深入理解这些概念之前，你需要具备足够扎实的地理知识基础。
设计模式
面向对象设计（OOD）是一种非常有效的方法，它通过封装数据成员和方法来提高代码结构化程度，并促进重用性。此外，对象之间通过消息传递进行交流，避免了过分复杂的问题导致的大规模调整。这一点对于任何规模以上项目都是必要的一课，所以你应该在理论上理解并在实践中运用它。
硬件抽象层(HAL)
在实际工程中，由于物理限制或者成本考虑，一些功能往往不能完全由软件完成，因此会依赖于固定的硬件配置。这时候就需要创建一个抽象层，它隐藏具体实现细节，让用户可以以一种独立于底层物理平台而存在的一般形式来访问它们。这是一个很好的例子，是如何将软体世界映射到硬件世界中的一个示例。
测试驱动开发(TDD) 和集成测试
在完成代码之后，不断进行测试是确保代码正确性的重要步骤之一。你可以采用测试驱动开发(TDD)这种方式，即先写好测试，然后再去实现功能，这样不但能够保证新添加功能不会破坏现有的代码，也能够帮助你不断完善你的程序逻辑。而集成测试则是在不同模块之间边界上检查所有组合是否正常工作，是确保整个产品无缺陷的一个关键环节。
总结来说，在探索“嵌入式要学哪些东西”这一问题时，我们发现这不仅包括对微控制器和单片机技术栈上的熟悉，而且还包括对编程语言、高级算法设计、高效解决方案寻找能力，以及面向对象思想应用技巧等方面综合提升。只有这样才能真正把握住这个充满挑战性的领域，为我们带来的每一次创新奠定坚实基础。
