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工作

· 6 min read
Eureka X
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Mr.Nobody

哪些轮子，值得我在求职前亲手造一遍？​

本文是我对嵌入式求职所需核心能力的一次系统梳理，
重点聚焦“哪些底层机制值得亲手验证”，而非泛泛而谈。

此前有 B 站博主提到，像传感器驱动这类代码大多已有成熟实现，直接使用即可，不必逐行深究细节——毕竟重复造轮子并无必要。

但到了求职阶段，有些“轮子”却值得亲手造一造，至少要清楚它们是怎么运转的。以下是我整理的几类“必要轮子”。

🧱 1. 数据结构：小而关键​

我知道 FreeRTOS 里有队列，STM32 的串口 DMA 也能自动缓存，但……
如果让我从零开始搭一个通信系统，我能快速写出一个可靠的环形缓冲区吗？

所以，这几样我决定亲手写一遍（哪怕只是 demo）：

  • 环形缓冲区：用于串口接收，得处理空/满、head/tail 指针，还要考虑中断安全；
  • 队列 / 栈：理解任务间怎么传数据；
  • 链表：FreeRTOS 的任务列表就是双向链表，看源码时不至于一脸懵；
  • 状态机：解析协议、处理按键，比一堆 if-else 清晰太多。

写的时候不求完美，但至少能跑通。关键是——下次看到别人代码里的 ring buffer，我不再觉得是黑箱。

⚙️ 2. 外设驱动：必须能从 GPIO 层理解通信时序​

当 I²C 偶发失败、串口数据错位、SPI 采样异常时，问题从来不在函数名里，而在时序细节中。

因此，我要求自己能用 GPIO 手搓以下基础驱动，哪怕只是验证性实现：

  • Bit-Bang UART：精确控制起始位、数据位、停止位与波特率延时；
  • Bit-Bang I²C：正确生成 start/stop 条件，处理 ACK/NACK，理解 clock stretching；
  • Bit-Bang SPI：根据 CPOL/CPHA 配置正确的时钟极性与相位，确保数据采样点准确；
  • 手动 ADC 采样：明确参考电压、采样时间、分辨率对结果的影响。

确保：当通信链路异常时，我能快速定位到是硬件、时序，还是配置问题。

🧠 3. RTOS 核心：未来学习时，这些“轮子”必须亲手摸一遍​

目前我的开发仍基于裸机，尚未在项目中使用 RTOS。
但清楚知道：多数中高级嵌入式岗位要求理解 RTOS 模型，提前掌握基础概念将显著提升竞争力。

因此，我为自己定下 RTOS 学习的最小目标——不求精通内核，但以下机制必须能通过简易实现理解其本质：

  • 任务调度：用 C 写一个协作式（cooperative）调度器，仅支持 yield() 切换，理解任务控制块（TCB）和上下文切换的基本逻辑；
  • 信号量 / 互斥锁：用全局变量 + 简单状态机模拟，明白它们如何防止资源竞争；
  • 消息队列：实现一个基于数组的 FIFO 队列，支持任务间传递数据指针或简单结构体；
  • 时间管理：理解 delay() 背后依赖的系统 tick 中断，以及如何用定时器驱动调度。

不需要手写抢占式调度或内存保护，
但必须能回答：“两个任务怎么轮流跑？”“串口被两个任务同时访问怎么办？”
—— 这些，就是我要造的“必要轮子”。

🔌 4. 协议解析：别再被“帧”吓到​

以前看到 AA 05 01 12 34 AB 这种数据就慌，总觉得要靠现成库。
后来发现，大多数自定义协议，核心就是一个状态机。

所以我给自己定个小目标：

  • 写一个 Modbus RTU 解析器（重点练 CRC16）；
  • 写一个通用串口帧解析器，支持帧头/长度/校验；
  • 甚至试试用 sscanf 或手动解析 JSON 片段。

关键不是多高效，而是——当我拿到一个新传感器手册，我不再害怕它的通信协议。

🔋 5. 低功耗：即使当前用不到，也必须理解的核心机制​

我的毕设采用 USB 供电，未实际应用低功耗模式。
但清楚知道：绝大多数嵌入式产品依赖电池，低功耗设计是工程师的基本功。

因此，我要求自己在后续学习中掌握以下内容：

  • 理解 STM32 的三种主要低功耗模式：
    • Sleep 模式：CPU 停止，外设仍运行；
    • Stop 模式：CPU 与大部分外设停止，SRAM 内容保留；
    • Standby 模式：几乎全部断电，仅靠特定引脚或 RTC 唤醒。
  • 明确各类唤醒源（RTC、EXTI、USART 等）的适用场景与配置要点；
  • 掌握时钟门控（关闭未用外设时钟）与电源域控制对功耗的实际影响；
  • 能根据需求选择合适的低功耗策略，例如：“为何用 Stop + RTC 唤醒，而不是 Sleep？”

不需要手写电源管理驱动，
但应该能解释：“在 XX 场景下，我会选择哪种低功耗模式，为什么？”

🚫 哪些轮子，我可以安心放过？​

基于我当前的目标岗位（STM32 裸机/应用开发），以下模块可暂不深挖内核实现：

  • TCP/IP 协议栈：知道 LwIP 怎么配置就行，不用手写 IP 分片；
  • FATFS：会挂载 SD 卡、读写文件足矣；
  • FFT / DSP 算法：CMSIS-DSP 调用熟练即可，不必推导蝶形运算；
  • USB：了解 CDC 类虚拟串口怎么用，就够了。

✅ 我的原则：

如果这个模块已经有成熟、稳定的开源实现，
而我的岗位又不涉及其内核开发，
那我就信任它，用好它，但保留“必要时能看懂它”的能力。

🛠️ 我的准备方式：小而持续​

我不打算一次性啃完所有内容，而是：

  1. 建一个私有 GitHub 仓库，叫 interview-wheels；
    里面放 ring_buffer.c、i2c_bitbang.c、simple_os.c……每个文件都带注释和测试用例。
  2. 每次只攻一个小点，比如这周搞懂环形缓冲区，下周试手 Bit-Bang I²C。

最后，送给自己一句话：

我不需要会造发动机，
但我得知道车为什么能跑，
以及——当它熄火时，我该检查哪里。

这些“轮子”，不是负担，而是我面对未知时的底气。

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