硬件基础知识
在嵌入式系统设计中，硬件是最基础也是最直接的部分。首先，需要了解各种微控制器和单片机的基本原理，比如ARM架构、PIC系列等，以及它们各自特有的指令集和寄存器结构。接着，要掌握如何选择合适的外围设备，如存储芯片（RAM、ROM）、I/O接口模块、通信接口等，并且能够进行简单的电路设计，以便将这些硬件组装成一个完整的嵌入式系统。
嵌入式操作系统
了解不同类型的嵌入式操作系统（RTOS）及其工作原理对提高项目效率至关重要。这包括实时性要求较高的小型操作系统，如FreeRTOS和VxWorks，还有针对特定应用领域而优化的小型内核，如Linux内核。熟悉这些操作系统后，可以更好地管理资源，实现任务调度，并确保应用程序按需运行。
编程语言与工具链
编程是嵌入式软件开发中不可或缺的一环。在C语言作为主流编程语言的情况下，对于理解内存管理、高级指针运算以及处理器相关函数调用非常关键。此外，与之相伴的是一套强大的工具链，这包括编译器、链接器、汇编器等，它们可以帮助我们将源代码转换成可执行文件并与硬件紧密结合。
系统调试与测试
实际上，在产品发布之前，通过正确有效地调试和测试是保证产品质量的手段之一。学习使用调试软件如JTAG/USB Debugging Board进行断点设置、变量观察以及单步跟踪；同时也要熟练使用自动化测试框架来执行一系列预定义测试用例，是提升工程效率并减少错误概率的一个重要途径。
网络协议与通信技术
随着物联网技术日益发展，网络协议和通信技术成为现代嵌入式设备必须具备的一项技能。在这里，我们不仅要理解TCP/IP模型及其各个层次所涉及到的协议，还要深刻理解串行通讯（如RS-232, UART）、无线通讯（蓝牙,Wi-Fi,Zigbee）以及以太网传输技术，以便为我们的应用程序提供必要的数据交换能力。
安全性考虑
最后，不得不提到安全性问题，因为在很多情况下，用户数据或者整个网络都可能受到威胁。在这方面，我们需要学习如何保护自己的代码免受恶意攻击，同时确保所有敏感信息都得到妥善处理。这通常涉及到加密算法、访问控制策略以及防御措施，其目的是为了增强嵌入式设备对于潜在威胁应对能力。
