硬件转软件,要慎重!

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2、使用状态机控制程序流程

状态机是20世纪最伟大的软件发明之一。某应用程序往往可被分为多个状态机,每个状态机都控制该应用程序的特定部件。这些状态机都拥有自己的内部状态和状态转换,从中可看出软件如何与各种激励相互作用。

用状态机来设计软件,可简化软件的开发,使之模块化、可维护,并易于理解。目前拥有的广泛资源可演示状态机的理论和算法。

3、避免使用全局变量

嵌入式特别是单片机os-less的程序,最易范的错误是全局变量满天飞。这个现象在早期汇编转型过来的程序员以及初学者中常见,这帮家伙几乎把全局变量当作函数形参来用。

在.h文档里面定义许多杂乱的结构体,extern一堆令人头皮发麻的全局变量,然后再这个模块里边赋值123,那个模块里边判断123分支决定做什么。

不否认全局变量的重要性,但要十分谨慎地使用它,滥用全局变量会引申带来其它更为严重的结构性系统问题。

  1. 它会造成不必要的常量频繁使用,特别当这个常量没有用宏定义“正名”时,代码阅读起来将万分吃力。

  2. 它会导致软件分层的不合理,全局变量相当于一条快捷通道,它容易使程序员模糊了“设备层”和“应用层”之间的边界。写出来的底层程序容易自作多情地关注起上层的应用。这在软件系统的构建初期的确效率很高,功能调试进度一日千里,但到了后期往往bug一堆,处处“补丁”,雷区遍布。说是度日如年举步维艰也不为过。

  3. 由于软件的分层不合理,到了后期维护,哪怕仅是增加修改删除小功能,往往要从上到下掘地三尺地修改,涉及大多数模块,而原有的代码注释却忘了更新修改,这个时候,交给后来维护者的系统会越来越像一个“泥潭”,注释的唯一作用只是使泥潭上方再加一些迷烟瘴气。

  4. 全局变量大量使用,少不了有些变量流连忘返于中断与主回圈程序之间。这个时候如果处理不当,系统的bug就是随机出现的,无规律的,这时候初步显示出病入膏肓的特征来了,没有大牛来力挽狂澜,注定慢性死亡。

两个原则对策

  1. 能不用全局变量尽量不用,除了系统状态和控制参数、通信处理和一些需要效率的模块,其他的基本可以靠合理的软件分层和编程技巧来解决。

  2. 如果不可避免需要用到,那能藏多深就藏多深。

1)如果只有某.c文件用,就static到该文件中,顺便把结构体定义也收进来;

2)如果只有一个函数用,那就static到函数里面去;

3)如果非要开放出去让人读取,那就用函数return出去,这样就是只读属性了;

4)如果非要赋值,开放函数接口传参赋值;

5)实在非要extern强J我,还可以严格控制包含.h档的对象,而不是放到公共的includes.h中被人围观,丢人现眼。

注意:避免使用,不是不让使用

4、利用模块性的好处

无论问哪一名工程师,项目的哪部分最有可能延迟交付并超出预算案都是软件。软件往往是复杂的,且难以开发和维护,尤其是当整个应用都存在于单一文件或松散关联的多个文件中时。为了缓解可维护性、可重用性及复杂性,强烈建议程序员充分利用现代编程语言的模块化特性,将常用功能分解成模块。

以这样的方式分解编码,程序员就能着手建立函数与特性库,然后在一个接一个的应用中重用它们,从而通过连续测试而改善代码质量,同时也减少了时间,降低了开发成本。

5、保持中断服务例程的简单性

中断服务例程用来中断处理器对当前代码分支的执行,从而处理刚刚触发中断的外围设备。无论何时执行中断,都需要一定数量的开销,用于保存当前程序的状态、运行中断,然后将处理器回归原程序状态。

现代处理器要比多年前的处理器快得多,但仍需要考虑此花销。一般情况下,程序员都想把中断运行时间降至最低,以避免干扰主代码分支。这意味着中断应该短而简单。

中断中不应调用函数。此外,如果中断开始变得过于复杂或耗时,则仅应在必要时利用中断做最少量的工作,例如,将数据装入缓冲区并设置一个标志,然后让主分支处理输入的数据。这样做可保证大多数处理器周期被用于运行应用,而不是处理中断。

6、使用示例代码做外设的实验

设计硬件时,做原型测试电路总是有益的,这样可确保工程师对电路有正确的理解,然后再做电路板布局。此点对设计软件也同样适用。硅片制造商通常都有示例代码,可用来测试微处理器的各个部分,这样工程师们就可判定该部分的工作情况。

此方法使人们洞察到软件体系架构的应该组织方式,以及可能造成的任何潜在问题。在设计初期阶段认清潜在的障碍,比在产品交付前最后几小时才发现它们要好。

这是预先测试代码片段的一个很好的方法,但需提醒的是,制造商代码往往不是模块化的,未经大的修改不方便用于实际应用。这一局限已随着时间的发展而改变,也许某一天芯片供应商会给出可用于生产的代码。

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