嵌入式Linux軟件工程師培訓課程
嵌入式Linux研發(fā)工程師培訓大綱
一、培訓目的
近年來，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長，作為IT 業(yè)的重要新興產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟增長點,發(fā)展嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)成為“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變的突破口。消費電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展成為拉動嵌入式系統(tǒng)的重要動力。數(shù)碼相機、媒體播放器、LCD電視和游戲機市場每年的增長都在15％以上，而藍牙、無線局域網(wǎng)、數(shù)碼音樂芯片和閃存的發(fā)展將成為繼續(xù)拉動市場前進的動力。
嵌入式系統(tǒng)是當前最熱門最有發(fā)展前途的IT 應(yīng)用領(lǐng)域，像常見到的手機、PDA、MP3/MP4、機頂盒、高清電視(HDTV)、路由器、汽車電子、智能家電、醫(yī)療儀器、航天航空設(shè)備等等都是典型的嵌入式系統(tǒng)。目前我國嵌入式系統(tǒng)發(fā)展最大制約因素是缺乏研發(fā)人才，這主要有兩方面的原因：一是與目前我國高校的計算機教育普遍以高級應(yīng)用軟件為主，很少涉及嵌入式軟件的課程；二是嵌入式領(lǐng)域門檻相對較高，知識要求比較全面，而且需要有實驗環(huán)境（開發(fā)板和工具軟件）和有經(jīng)驗的人進行指導(dǎo)，很難自學成才。因此企業(yè)很難招聘到馬上可以從事嵌入式軟件開發(fā)的實戰(zhàn)型人才。深圳是電子產(chǎn)品研發(fā)的王國，對嵌入式開發(fā)人才的需求非常大，而且是最具有高薪實力的IT職位。
本課程是為了適應(yīng)目前發(fā)展迅速的嵌入式Linux需求而設(shè)計，課程目標是讓學員達到適應(yīng)嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)或嵌入式驅(qū)動開發(fā)的基本素質(zhì)。課程循序漸進的帶領(lǐng)您嵌入式開發(fā)的世界，采用了目前應(yīng)用最廣泛的軟硬件開發(fā)平臺（Linux和Arm），可以保證您盡量貼近目前企業(yè)需求。具體目標是使學員在短期內(nèi)迅速達到嵌入式企業(yè)的用人需求，精通嵌入式開發(fā)的基本技能；掌握嵌入式linux項目的完整開發(fā)流程，能夠獨立完成嵌入式linux系統(tǒng)的移植和設(shè)備驅(qū)動程序的編寫，熟練掌握嵌入式Linux應(yīng)用程序的開發(fā)。
本培訓課程由資深嵌入式領(lǐng)域?qū)＜腋鶕?jù)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計原則和IT企業(yè)的技術(shù)需求定制，實踐證明本教學大綱科學合理，能夠快速培養(yǎng)實用的嵌入式工程師。通過培訓可以獲得扎實的開發(fā)技能，積累至少相當一年的開發(fā)經(jīng)驗。
二、課程簡介
本課程系統(tǒng)學習Linux操作系統(tǒng)、嵌入式C語言程序設(shè)計、數(shù)字電路、ARM體系結(jié)構(gòu)及其編程、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)等技術(shù)知識。通過這些知識的學習，讓學生掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基本原理和設(shè)計方法,并通過實際項目的開發(fā),讓學生掌握嵌入系統(tǒng)開發(fā)的整個流程,操作系統(tǒng)的移植的基本思想，移植原則,應(yīng)用程序及驅(qū)動程序的開發(fā)和調(diào)式方法。
本課程理論與實踐相結(jié)合，理論與實戰(zhàn)的課時比例約為5:5；由有關(guān)專家、學者和優(yōu)秀的一線資深嵌入式工程師，集合國際先進嵌入式技術(shù)和理論，對嵌入式開發(fā)過程進行綜合分析，結(jié)合最新的軟件開發(fā)環(huán)境，進行實際案例的培訓；實戰(zhàn)訓練貫穿于全部課程中，學員學練結(jié)合、學以致用，以培養(yǎng)實際工作能力，快速獲得項目經(jīng)驗。每半月進行一次測試，確保學員掌握所學知識。本課程學習中需要開發(fā)試驗版支持，本公司選用最新的的ARM開發(fā)版，支持ADS1.2（開發(fā)環(huán)境）等調(diào)試。
三、課程設(shè)計
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課程單元
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主要內(nèi)容 |
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Linux 操作系統(tǒng)基礎(chǔ) |
主要介紹 Linux 的基本知識，包括發(fā)展歷史、系統(tǒng)安裝、基本命令和系統(tǒng)管理，Linux 下的常用工具、以及各種應(yīng)用服務(wù)配置等知識。
介紹 Linux 上的程序設(shè)計基礎(chǔ)知識，包括編程風格(GNU/K&R)、應(yīng)用開發(fā)(gcc/gdb/make&Makefile)、源代碼管理(CVS)等知識。
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嵌入式C語言程序設(shè)計 |
主要剖析C語言語法的重點難點，掌握代碼編譯、連接及生成可執(zhí)行文件的內(nèi)部過程；
掌握函數(shù)、變量、指針運行時內(nèi)存布局等基本概念的精髓；掌握嵌入式開發(fā)中交叉編譯與鏈接的用法；
介紹嵌入式開發(fā)中的C語言編程特點，包括堆和棧、動態(tài)內(nèi)存分配、易失寄存器變量、鏈接時的段布局以及對處理器現(xiàn)場保護、匯編語言與C混合編程等概念和原理做深入分析。
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Linux C編程強化訓練 |
主要包括整數(shù)算法訓練，遞歸和棧編程訓練，位操作訓練，指針訓練，字符串訓練和常用C編程接口實踐，強化學員對Linux下基本編程開發(fā)的理解和編碼調(diào)試的能力。
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Linux環(huán)境高級編程 |
主要包括：
1.系統(tǒng)編程(信號/系統(tǒng)調(diào)用/管道/FIFO/消息隊列/共享內(nèi)存等)，
2.文件I/O編程(文件描述符/文件讀寫接口/原子操作/阻塞與非阻塞IO等)，
3.多任務(wù)和多線程編程(進程標識/用戶標識/fork與vfork/多線程概念/線程同步等)，
4.網(wǎng)絡(luò)編程(網(wǎng)絡(luò)基本概念/套接口編程/網(wǎng)絡(luò)字節(jié)次序/ Client/Server 結(jié)構(gòu)/ UDP 編程)；掌握Linux下Socket編程的開發(fā)流程，熟悉網(wǎng)絡(luò)編程的調(diào)用接口函數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 |
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編程實踐 |
主要進行一個團隊合作項目的開發(fā)，綜合前面所學內(nèi)容和編程技術(shù)，考核內(nèi)容包括文件I/O編程，多線程編程，網(wǎng)絡(luò)編程和項目文檔編寫。
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嵌入式ARM體系結(jié)構(gòu) |
介紹 ARM體系結(jié)構(gòu)及其基本編程知識，包括基本編程模型，指令分類，尋址方式、指令集、存儲系統(tǒng)、異常中斷處理等基礎(chǔ)知識和概念，以及包括ARM匯編語言以及C\C++和匯編語言的混合編程等編程知識和技巧。
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ARM開發(fā)實踐 |
介紹ARM嵌入式開發(fā)板硬件設(shè)計原理和基本硬件設(shè)計流程，分析嵌入式開發(fā)板各種外設(shè)的工作原理和驅(qū)動機制，了解基于ARM 開發(fā)的若干編程技巧和編程思想，并自己動手實踐完成一個ARM開發(fā)板應(yīng)用程序。
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嵌入式Linux高級應(yīng)用 |
主要介紹嵌入式Linux應(yīng)用程序編程高級技巧
1.嵌入式圖形界面的開發(fā)(包括MiniGUI和QT/Embedded)
2.嵌入式數(shù)據(jù)庫(SQLite)編程技巧等知識。
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嵌入式Linux驅(qū)動理論 |
主要介紹嵌入式 Linux 上驅(qū)動程序開發(fā)規(guī)范
1. 設(shè)備驅(qū)動程序概念、
2. 字符設(shè)備驅(qū)動程序、
3. 塊設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)卡驅(qū)動
4. 常用嵌入式設(shè)備驅(qū)動開發(fā)等知識。
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嵌入式Linux驅(qū)動實踐 |
主要完成團隊合作項目的開發(fā)，綜合前4周所學內(nèi)容，實現(xiàn)一個嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動程序編寫的項目需求，考核內(nèi)容包括嵌入式硬件外設(shè)的基本工作原理、Linux驅(qū)動程序的編程框架、驅(qū)動模塊的調(diào)試和加載以及完整的項目開發(fā)文檔。
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實戰(zhàn)項目一 |
電子點菜系統(tǒng)（采用ARM S3C2410芯片）
項目描述：本項目的目標是實現(xiàn)一個基于UDP通訊的局域網(wǎng)點菜系統(tǒng)，系統(tǒng)具備與網(wǎng)內(nèi)應(yīng)用服務(wù)器提取菜單信息以及將客戶點菜信息發(fā)往應(yīng)用服務(wù)器的能力。
★軟件平臺: RedHat 9.0 、uCLinux
★硬件平臺: 2410開發(fā)板
★項目成員: 由學員組成。
★功能描述: 實現(xiàn)一個基于UDP通訊的點菜系統(tǒng)。
實戰(zhàn)要求:
1) UDP通訊協(xié)議
2) 嵌入式數(shù)據(jù)庫與持久存儲
3) 信息壓縮與解壓縮
4) 圖形界面QT
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實戰(zhàn)項目二
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基于ARM的網(wǎng)絡(luò)播放器
主要內(nèi)容包括設(shè)計并實現(xiàn)一個真實和完整的嵌入式項目的開發(fā)流程，涉及到數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)通訊、圖形用戶界面顯示以及嵌入式數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)等多種嵌入式 Linux編程技術(shù)。帶領(lǐng)大家建立起團隊開發(fā)和協(xié)同工作的企業(yè)項目開發(fā)模式的概念和流程，強化學員對編寫項目概要設(shè)計文檔和詳細設(shè)計文檔的理解，為就業(yè)前的職業(yè)技能和素質(zhì)訓練做好充分準備。考核內(nèi)容包括嵌入式Linux網(wǎng)絡(luò)通信、圖形界面開發(fā)，嵌入式數(shù)據(jù)庫編程，嵌入式驅(qū)動開發(fā)等以及完整的項目開發(fā)文檔。
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實戰(zhàn)項目三
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PMP開發(fā)
項目簡介：所謂PMP，又名MP4。是當前逐漸流行的消費類電子產(chǎn)品。項目基于以 ARM920T為核的S3C2410和Linux，進行實踐練習。
實踐內(nèi)容主要包括：Bootloader、Kernel及根文件系統(tǒng)重構(gòu)，相關(guān)設(shè)備驅(qū)動編寫，當前主流GUI庫QT與Nano-X的移植，基于QT或 Nano-X的應(yīng)用程序設(shè)計，Linux多線程程序設(shè)計，Linux進程間通訊（IPC）編程，Socket編程，視頻播放器，音頻播放器的設(shè)計與編碼，交叉編譯器重構(gòu)等等。該實踐項目涉及到了嵌入式Linux開發(fā)的各個層面，可以大幅提高學員的實際Linux開發(fā)能力。
實戰(zhàn)要求：
5) 進行需求分析、撰寫總體設(shè)計報告；
6) 選擇合理的體系結(jié)構(gòu)，確定開發(fā)方案
7) 編寫程序要規(guī)范 |
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