文章归档

一、什么是 OTA

OTA 是 Over-The-Air，通过网络远程升级设备软件。嵌入式设备一旦部署到现场，人工拆机升级成本很高，所以 OTA 是产品化必备能力。

OTA 可能升级：

• 应用程序。
• 配置。
• RootFS。
• Kernel。
• U-Boot。
• 全量固件。

一、嵌入式稳定性为什么难

嵌入式设备经常长期无人值守运行，环境比普通服务器复杂：

• 可能突然断电。
• 可能网络不稳定。
• 可能温度变化大。
• 可能存储寿命有限。
• 可能没有人工现场维护。

所以嵌入式开发必须考虑异常恢复。

一、什么是 RTOS

RTOS 是 Real-Time Operating System，实时操作系统。它常用于单片机和资源受限设备中，用来管理多个任务、定时器、同步和通信。

常见 RTOS：

• FreeRTOS。
• RT-Thread。
• Zephyr。
• ThreadX。

一、嵌入式调试的层次

嵌入式调试比普通应用复杂，因为问题可能出在硬件、启动链路、内核、驱动、文件系统或应用。

常见调试手段：

• 串口日志。
• LED 状态灯。
• JTAG/SWD。
• OpenOCD。
• GDB。
• gdbserver。
• 逻辑分析仪。
• 示波器。

一、RootFS 是什么

RootFS 是根文件系统，是 Linux 用户态运行的基础。内核启动后，必须挂载 RootFS，然后启动第一个用户态进程。

RootFS 里通常包含：

• Shell。
• 基础命令。
• 动态库。
• 配置文件。
• 设备节点。
• 启动脚本。
• 应用程序。

一、为什么要理解启动流程

嵌入式 Linux 出问题时，经常不是应用代码的问题，而是系统还没正常启动。比如串口没有输出、内核卡住、根文件系统挂载失败、应用没有自启动。

理解启动流程可以帮助你定位问题发生在哪一层：

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BootROM -> SPL -> U-Boot -> Kernel -> RootFS -> Init -> App

一、为什么需要设备树

在嵌入式 Linux 中，内核需要知道硬件板子上有什么设备、这些设备接在哪些总线上、使用哪些 GPIO、中断、时钟和寄存器地址。

这些硬件描述不适合全部写死在驱动代码里，所以 Linux 使用设备树描述硬件。

设备树的作用：

• 描述硬件资源。
• 把板级差异从驱动中分离出来。
• 让同一个驱动适配不同板子。
• 让内核启动时创建设备。

一、为什么外设总线重要

嵌入式开发经常要和硬件打交道。传感器、屏幕、Flash、按键、LED、通信模块都需要通过某种接口和主控芯片连接。

最常见的外设接口：

• GPIO。
• UART。
• I2C。
• SPI。
• PWM。
• ADC。

理解这些接口，是从应用开发走向板级开发和驱动开发的基础。

一、什么是交叉编译

交叉编译是指在一种平台上编译另一种平台运行的程序。比如在 x86_64 Ubuntu 电脑上编译 ARM 开发板运行的程序。

常见组合：

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开发机：x86_64 Linux
目标板：ARM Linux

为什么需要交叉编译：

• 开发板性能弱，编译慢。
• 开发板存储小，不适合安装完整工具链。
• CI/CD 通常运行在服务器上。
• 需要统一构建环境。

一、什么是嵌入式开发

嵌入式开发是围绕特定硬件设备进行的软件开发。和普通 PC 或服务器开发相比，嵌入式更关注硬件资源、实时性、功耗、启动速度、稳定性和长期运行。

常见设备：

• 路由器。
• 工业控制器。
• 智能家居设备。
• 车载设备。
• 摄像头。
• 网关。
• 可穿戴设备。