编程语言基础

嵌入式工程师要学什么？首先，他们需要掌握至少一种编程语言，通常是C语言或C++。这些编程语言对于硬件控制和软件设计至关重要。嵌入式系统通常运行在资源有限的环境中，因此，理解如何高效地使用内存、处理器周期等资源是关键。除了基本的数据类型和运算符，嵌入式工程师还需要了解结构化程序设计、函数指针以及动态内存分配等高级概念。

嵌入式操作系统

为了能够有效管理硬件资源并提供稳定、高效的服务，嵌入式工程师需要深刻理解各种嵌入式操作系统（RTOS）。RTOS可以帮助优化任务调度、同步机制、通信协议以及设备驱动程序开发。这涉及到对线程管理、互斥锁、信号量、三种同步原语（互斥锁、中断屏蔽和忙碌-等待）及其应用有深刻认识。

硬件描述语言（HDL）

为了能更好地与微处理器集成，并且能够直接控制数字电路，学习硬件描述语言（如VHDL或Verilog）是一个必要步骤。这不仅可以帮助你实现复杂的逻辑功能，还能通过仿真工具进行测试，从而缩短实际硬件验证周期。

微控制器与单片机

作为最常见的嵌입设备形式之一，微控制器和单片机是许多电子产品的心脏。因此，对于它们的工作原理，以及如何配置其输入输出端口进行通信，是非常重要的一环。在此过程中，你还会学习到相关接口协议，如SPI, I2C, UART等，以及如何利用这些接口来连接外设。

电路分析与设计

虽然大多数现代电子设备依赖于微型化组件，但仍然有一些情况下，你可能需要手工构建一些简单电路或者修改现有的电路以适应特定的需求。在这个领域，你将学习关于电流循环分析法、节点法以及超position法，这些都是用来解决由非线性元件引起的问题的手段。此外，你也会学会如何选择合适的小部件，以确保你的电子项目可靠且安全。

系统集成与测试

最后，当所有组成部分都准备就绪时，就到了把它们整合起来并测试整个系统的时候了。这包括从低层次开始：确保每个模块都按照预期工作，然后逐步向上层次扩展，最终验证整个应用程序是否符合要求。在这个过程中，可以使用模拟环境或者实际物理平台进行综合测试，以确保产品质量达到预期标准。