嵌入式开发工程师必学知识体系概览
语言和工具的选择与使用
嵌入式系统的开发通常需要选择合适的编程语言，这取决于目标平台及其硬件资源。例如，C语言是最常用的嵌入式编程语言之一，因为它具有效率高、资源占用小等特点。除了C之外，汇编语言也被用于低级别操作和优化性能。而在现代嵌入式开发中，很多项目都涉及到使用各种各样的IDE（集成开发环境）来提高工作效率，如Keil µVision、IAR Embedded Workbench、ARM Compiler Toolkit等。
操作系统原理与应用
嵌入式设备上运行的操作系统种类繁多，从简单的小型实时操作系统（RTOS）如FreeRTOS或TinyOS，再到复杂的大型Linux发行版，如Ubuntu或Debian。理解不同类型操作系统如何管理内存、进程以及通信机制对于设计稳定、高效的软件至关重要。此外，对于实时性要求极高的情境，还需要深刻理解并掌握任务调度算法，如轮询、时间片分配和优先级调度。
硬件接口与驱动程序
嵌入式设备通常连接各种外设，比如传感器、执行器以及通信模块。在这些硬件接口之间进行数据交换是关键。这通常涉及写作硬件驱动程序，它们负责处理底层细节，比如GPIO控制、中断处理以及DMA（直接内存访问）的配置等。在此基础上，还需要对串行通讯协议（如UART）、SPI/I2C总线，以及网络协议（TCP/IP）有深刻理解。
网络协议与通信技术
随着物联网技术的发展，网络通信变得越来越重要。嵌入式工程师应该了解不同类型网络包括无线局域网(WLAN)、蓝牙(Zigbee/Bluetooth)以及GPRS/3G/4G/LTE蜂控网络，并且能够实现数据包封装解封装，以满足不同的通信需求。此外，对于安全性也有更高要求，因此学习加密算法和安全协议也是必不可少的一部分。
系统架构设计与验证方法
在实际项目中，将功能分散到不同的模块，并确保它们能协同工作是一个挑战。这意味着需要有一套清晰的架构设计思路，以及测试策略以保证代码质量。一种流行的手段是采用模型检验(MV)方法，其中包含了模型建造(Model Building)、验证(Verification)、确认(Validation)三个阶段。而自动化测试工具则帮助缩短了这个过程，同时提升了测试覆盖面和准确性。
