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[導(dǎo)讀]用技術(shù)之眼,尋世間情愛,@硬門芯思嵌入式系統(tǒng)設(shè)計不僅要求了解硬件,還要求了解軟件的作用方式,以及如何與之交互。設(shè)計硬件需要的某種范式可能與設(shè)計軟件完全相反。當(dāng)從硬件設(shè)計轉(zhuǎn)向包含軟件的設(shè)計時,硬件工程師應(yīng)牢記以下十個技巧。技巧1:流程圖第一,實現(xiàn)第二當(dāng)工程師首次邁入軟件開發(fā)領(lǐng)域時,...

用技術(shù)之眼,尋世間情愛,@硬門芯思嵌入式系統(tǒng)設(shè)計不僅要求了解硬件,還要求了解軟件的作用方式,以及如何與之交互。設(shè)計硬件需要的某種范式可能與設(shè)計軟件完全相反。當(dāng)從硬件設(shè)計轉(zhuǎn)向包含軟件的設(shè)計時,硬件工程師應(yīng)牢記以下十個技巧。


技巧1:流程圖第一,實現(xiàn)第二當(dāng)工程師首次邁入軟件開發(fā)領(lǐng)域時,會有種強烈的誘惑力促使他們立刻投入工作并開始寫代碼。這樣的定式思維就等同于在電路邏輯圖還未完成前就試圖設(shè)計印刷電路板(PCB)。在著手開發(fā)軟件時,抑制想寫代碼的沖動是至關(guān)重要的,應(yīng)首先用流程圖制定一個軟件架構(gòu)圖。這樣的方法會使開發(fā)人員對應(yīng)用所需的不同部分與組件形成一個概念,就像電路邏輯圖可以告訴工程師需要哪些硬件元件一樣。這樣可確保程序整體建立在良好的組織和深思熟慮之上,減少程序調(diào)試時間,從長期看,這樣做還可以節(jié)省時間、省去麻煩。技巧2:使用狀態(tài)機控制程序流程狀態(tài)機,是20世紀最偉大的軟件發(fā)明之一。某應(yīng)用程序往往可被分為多個狀態(tài)機,每個狀態(tài)機都控制該應(yīng)用程序的特定部件。這些狀態(tài)機都擁有自己的內(nèi)部狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換,從中可看出軟件如何與各種激勵相互作用。用狀態(tài)機來設(shè)計軟件,可簡化軟件的開發(fā),使之模塊化、可維護,并易于理解。目前擁有的廣泛資源可演示狀態(tài)機的理論和算法。技巧3:避免使用全局變量在函數(shù)式編程的年代,函數(shù)要先于形式,程序員的唯一目標(biāo)是盡可能地讓程序按預(yù)期方式快速運行,而不用考慮程序結(jié)構(gòu)或可重用性。這種編程范式會毫無顧慮地使用全局性變量,程序中的任何函數(shù)都可能修改它。其結(jié)果就造成了變量被破壞的幾率增加或變量被誤用。在新推薦的面向?qū)ο蠓妒街?,?yīng)在最小的范圍內(nèi)定義變量并封裝它們,以防止其他函數(shù)的誤用或破壞。因此,建議您限制全局范圍使用的變量數(shù)量??稍贑語言中用外部關(guān)鍵字標(biāo)識這些變量。技巧4:利用模塊性的好處無論問哪一名工程師,項目的哪部分最有可能延遲交付并超出預(yù)算?答案都是軟件。軟件往往是復(fù)雜的,且難以開發(fā)和維護,尤其是當(dāng)整個應(yīng)用都存在于單一文件或松散關(guān)聯(lián)的多個文件中時。為了緩解可維護性、可重用性及復(fù)雜性,強烈建議程序員充分利用現(xiàn)代編程語言的模塊化特性,將常用功能分解成模塊。以這樣的方式分解編碼,程序員就能著手建立函數(shù)與特性庫,然后在一個接一個的應(yīng)用中重用它們,從而通過連續(xù)測試而改善代碼質(zhì)量,同時也減少了時間,降低了開發(fā)成本。技巧5:保持中斷服務(wù)例程的簡單性中斷服務(wù)例程用來中斷處理器對當(dāng)前代碼分支的執(zhí)行,從而處理剛剛觸發(fā)中斷的外圍設(shè)備。無論何時執(zhí)行中斷,都需要一定數(shù)量的開銷,用于保存當(dāng)前程序的狀態(tài)、運行中斷,然后將處理器回歸原程序狀態(tài)?,F(xiàn)代處理器要比多年前的處理器快得多,但仍需要考慮此花銷。一般情況下,程序員都想把中斷運行時間降至最低,以避免干擾主代碼分支。這意味著中斷應(yīng)該短而簡單。中斷中不應(yīng)調(diào)用函數(shù)。此外,如果中斷開始變得過于復(fù)雜或耗時,則僅應(yīng)在必要時利用中斷做最少量的工作,例如,將數(shù)據(jù)裝入緩沖區(qū)并設(shè)置一個標(biāo)志,然后讓主分支處理輸入的數(shù)據(jù)。這樣做可保證大多數(shù)處理器周期被用于運行應(yīng)用,而不是處理中斷。技巧6:使用處理器示例代碼做外設(shè)的實驗設(shè)計硬件時,做原型測試電路總是有益的,這樣可確保工程師對電路有正確的理解,然后再做電路板布局。此點對設(shè)計軟件也同樣適用。硅片制造商通常都有示例代碼,可用來測試微處理器的各個部分,這樣工程師們就可判定該部分的工作情況。
此方法使人們洞察到軟件體系架構(gòu)的應(yīng)該組織方式,以及可能造成的任何潛在問題。在設(shè)計初期階段認清潛在的障礙,比在產(chǎn)品交付前最后幾小時才發(fā)現(xiàn)它們要好。這是預(yù)先測試代碼片段的一個很好的方法,但需提醒的是,制造商代碼往往不是模塊化的,未經(jīng)大的修改不方便用于實際應(yīng)用。這一局限已隨著時間的發(fā)展而改變,也許某一天芯片供應(yīng)商會給出可用于生產(chǎn)的代碼。技巧7:限制功能復(fù)雜度工程學(xué)中有一個舊詞叫“KISS”——保持簡單和直接。無論在處理何種復(fù)雜工作時,最簡單的方法就是把它分解為更小、更簡單、更易處理的任務(wù)。隨著工作或功能變得越來越復(fù)雜,人們要準確無誤地記錄所有的細節(jié)也變得更困難。在寫一個函數(shù)時,其復(fù)雜度在當(dāng)時看似適中,然而要考慮到,一名工程師如何在六個月的維護時間內(nèi)查看代碼。測量函數(shù)復(fù)雜度(如循環(huán)的復(fù)雜度)的方法很多?,F(xiàn)在有工具可以自動計算某個函數(shù)的循環(huán)復(fù)雜度。經(jīng)驗法則建議,函數(shù)的循環(huán)復(fù)雜度保持在10以下是最理想的。無論在處理何種復(fù)雜工作時,最簡單的方法就是把它分解為更易處理的任務(wù)。技巧8:使用源代碼存儲庫并頻繁提交人都是會犯錯誤的,寫代碼時也會犯錯。這就是為什么開發(fā)人員使用源代碼存儲庫是如此重要。源代碼存儲庫可使開發(fā)人員“登記”一個好的代碼版本,并描述對該代碼所做的修改。該步驟不僅使得開發(fā)人員可以復(fù)原或追溯到代碼的舊版本,還可以比較舊版本之間的不同。如果開發(fā)人員做的一系列改變破壞了系統(tǒng),只需點擊一下即可恢復(fù)好的代碼版本!請謹記,如果不頻繁提交代碼,存儲庫就不會達到預(yù)期目的。如果做了不可逆的修改,兩周后才提交代碼,然后再恢復(fù),就會造成大量工作和時間的損失!技巧9:代碼做詳細說明軟件開發(fā)的激烈戰(zhàn)斗中,開發(fā)人員很容易把注意力集中在編寫和代碼上,因此會忽略詳細解釋的需求。在壓力之下,說明工作往往是項目的收尾工作,因為開發(fā)人員認為它是最后的一項工作。然而,當(dāng)代碼仍在你腦中新鮮熱火時就做出詳細解釋是至關(guān)重要的,這樣做可使開發(fā)人員或你自己讀懂注釋,理解代碼的工作方式。如果開發(fā)人員做的一系列改變破壞了系統(tǒng),只需點擊一下即可恢復(fù)好的代碼版本!



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