姓名：劉歡? ? ? ? ? ? 學(xué)號：19020100155? ? ? ? ? ?學(xué)院：電子工程學(xué)院? ? ? ? ? ? ? 班級：1902012

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【嵌牛導(dǎo)讀】我們常見的對于底層編程的語言是C和C++，嵌入式既包含了底層的學(xué)習(xí)開發(fā)，也存在硬件的編程應(yīng)用，為了更好的學(xué)習(xí)嵌入式，我們首先需要掌握嵌入式的編程語言。

【嵌牛鼻子】嵌入式? 編程語言

【嵌牛提問】嵌入式應(yīng)該適用什么編程語言呢？

【嵌牛正文】

嵌入式開發(fā)幾乎離不開C/C++，雖然在一些嵌入式linux的開發(fā)場景可以選python、java，不過也需要BSP和SDK的支持，像操作系統(tǒng)移植、驅(qū)動開發(fā)幾乎就是C的天下，最近有傳聞rust也能開發(fā)linux內(nèi)核模塊了，但距離大規(guī)模使用看上去還很遠(yuǎn)，C++因為提供了比C更現(xiàn)代的面向?qū)ο蠛湍０宓忍匦裕⑶矣写罅块_源代碼庫，在嵌入式linux領(lǐng)域也有大量的使用。如果是單片機開發(fā)，不管是裸機還是RTOS，C基本就是不二選擇了，這么多年下來，不管是互聯(lián)網(wǎng)資源還是各大公司的技術(shù)積累，C和C++都是最多的，總而言之呢，所以作為一個嵌入式軟件工程師，這就是必備技能。

某種程度上來說，編程語言也體現(xiàn)了嵌入式開發(fā)的一些特點，很多時候我們需要面向硬件編程，這個面向硬件有兩層含義。

第一是說需要了解硬件特性，然后通過編程來訪問硬件，例如通過讀寫寄存器完成對外設(shè)的控制，簡單如GPIO，復(fù)雜一些像Ethernet控制器，除了了解硬件的操作邏輯，也需要了解引腳、電平、IO復(fù)用、、硬件緩存、DMA這些概念。

第二是說硬件資源帶來的限制，這是由于嵌入式產(chǎn)品通常針對具體系統(tǒng)，涉及的技術(shù)約束大概有計算能力，IO接口，內(nèi)存，體積，功耗，等方面的約束，在這些約束下進(jìn)行技術(shù)選型和系統(tǒng)設(shè)計，很多時候硬件選單片機，ARM，PowerPC，軟件使用裸機，RTOS或經(jīng)過裁剪的linux是比較合適的選擇，就是合適，我們也可以用牛刀殺雞，但是沒必要。

從面向硬件這個角度出發(fā)，就要求編程語言首先能夠方便的訪問硬件，同時又足夠有效率，不因語言本身占過多資源，這個時候需要虛擬機或解釋器的語言就不太合適，而C/C++通過指針（地址）訪問硬件的操作最自然不過，也可以做到較少的資源消耗。

C/C++作為系統(tǒng)級的開發(fā)語言，雖然強大但也難以駕馭，比如說堆上內(nèi)存的管理留給了開發(fā)人員，相比go這樣帶內(nèi)存回收機制的語言雖然效率更好，也更容易出bug，稍不留神就會崩潰給你看，以至于為了解決這個問題，像航天、汽車電子等比較注重安全的行業(yè)，在編程規(guī)范里干脆不允許使用malloc和free。

不動態(tài)分配內(nèi)存還可以做到，但不用指針就幾乎不行了，可以說指針是C/C++暴露出來的，最不安全的點，例如你明明定義了一個char類型的變量（在棧上面分配了內(nèi)存），我們?nèi)匀豢梢杂靡粋€其他類型的指針（int或函數(shù)指針）通過強轉(zhuǎn)指到這個地址，編譯完全沒有問題，只有在運行時問題才會暴露，沒錯，有指針存在就是這么不安全。

如果說編程規(guī)范是一個應(yīng)用層面的補丁，那么C++就是在語言層面的一個補丁，首先為了解決指針問題，C++提出了引用。引用是個別名，更具體的說是變量，也就是一塊有名字的內(nèi)存的別名，因此必須在定義的時候初始化，我們也可以認(rèn)為引用最大的作用，是把地址這個東西屏蔽掉了，因此我們沒有辦法像使用指針一樣去隨意讀取甚至篡改數(shù)據(jù)。但是C++和C又是完全兼容的，這是一個歷史特點，指針還是存在的，在C++11之后，更鼓勵的是使用shared_ptr等一眾智能指針，為的就是解決裸指針的問題，其本質(zhì)是使用棧內(nèi)存自動回收的機制，把程序員從內(nèi)存管理的機制里解放出來。

這么看上去，嵌入式開發(fā)對技能要求還蠻高的，對一些造輪子的開發(fā)人員來說也確實是這樣，既要懂硬件也要精通軟件，但這樣的開發(fā)人員并不占大多數(shù)，畢竟輪子造出來是要復(fù)用的嘛，大部分嵌入式工程師其實接觸更多的還是業(yè)務(wù)，能熟悉業(yè)務(wù)并且在項目里摸爬滾打一段時間，做到能勝任工作還是沒問題的。

近幾年自動駕駛、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)等話題的火熱，也讓市場上嵌入式的需求居高不下，這當(dāng)然是好事，新的領(lǐng)域帶來更多的工作機會，同時也讓嵌入式開發(fā)有了新的特點，例如需要處理的數(shù)據(jù)更多，有更多需要聯(lián)網(wǎng)的場景，對開發(fā)人員來說也就意味著更好的硬件規(guī)格和更復(fù)雜的軟件，也許以后會催生出其他的選擇，但就目前來說C和C++還是嵌入式的首選。