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从硬件转向软件设计，硬件工程师请牢记这十大技巧
嵌入式系统设计不仅要求了解硬件，还要求了解软件的作用方式，以及如何与之交互。设计硬件需要的某种范式可能与设计软件完全相反。当从硬件设计转向包含软件的设计时 ，硬件工程师应牢记以下十个技巧。
当工程师首次迈入软件开发领域时，会有种强烈的诱惑力促使他们立刻投入工作并开始写代码。这样的定式思维就等同于在电路 逻辑图还未完成前就试图设计印刷电路板 （PCB ）。在着手开发软件时，抑制想写代码的冲动是至关重要的，应首先用流程图制定一个软件架构图。这样的方**使开发人员对应用所需的不同部分与组件形成一个概念，就像电路逻辑图可以告诉工程师需要哪些硬件元件一样。这样可确保程序整体建立在良好的组织和深思熟虑之上，减少程序调试时间，从长期看，这样做还可以节省时间、省去麻烦。
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。
在函数式编程的年代，函数要先于形式，程序员的唯一目标是尽可能地让程序按预期方式快速运行，而不用考虑程序结构或可重用性。这种编程范式会毫无顾虑地使用全局性变量，程序中的任何函数都可能修改它。其结果就造成了变量被破坏的几率增加或变量被误用。在新推荐的面向对象范式中，应在最小的范围内定义变量并封装它们，以防止其他函数的误用或破坏。因此，建议您限制全局范围使用的变量数量。可在C语言中用外部关键字标识这些变量。
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？答案都是软件。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。
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。
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。
工程学中有一个旧词叫“KISS”——保持简单和直接。无论在处理何种复杂工作时，最简单的方法就是把它分解为更小、更简单、更易处理的任务。随着工作或功能变得越来越复杂，人们要准确无误地记录所有的细节也变得更困难。在写一个函数时，其复杂度在当时看似适中，然而要考虑到，一名工程师如何在六个月的维护时间内查看代码。测量 函数复杂度（如循环的复杂度）的方法很多。现在有工具可以自动计算某个函数的循环复杂度。经验法则建议，函数的循环复杂度保持在10以下是最理想的。
无论在处理何种复杂工作时，最简单的方法就是把它分解为更易处理的任务。
人都是会犯错误的，写代码时也会犯错。这就是为什么开发人员使用源代码存储库是如此重要。源代码存储库可使开发人员“登记”一个好的代码版本，并描述对该代码基所做的修改。该步骤不仅使得开发人员可以复原或追溯到代码的旧版本，还可以比较旧版本之间的不同。如果开发人员做的一系列改变破坏了系统，只需点击一下即可恢复好的代码版本！请谨记，如果不频繁提交代码，存储库就不会达到预期目的。如果做了不可逆的修改，两周后才提交代码，然后再恢复，就会造成大量工作和时间的损失！
在软件开发的激烈战斗中，开发人员很容易把注意力集中在编写和代码上，因此会忽略详细解释的需求。在压力之下，说明工作往往是项目的收尾工作，因为开发人员认为它是最后的一项工作。然而，当代码仍在你脑中新鲜热火时就做出详细解释是至关重要的，这样做可使开发人员或你自己读懂注释，理解代码的工作方式。
如果开发人员做的一系列改变破坏了系统，只需点击一下即可恢复好的代码版本！
无论做何种类型的工程工作，都建议您先设定并遵守一项流程。这样的结果应有一致的质量和成本，并能按时交付。软件开发人员已成功使用Agile开发流程来开发高质量软件。这一流程可按需求的优先等级做开发。优先级别最高的工作在限定的时间段内首先开展，这被称为迭代。这种方法的好处是它可使软件开发流程保持顺畅，还可以根据结果和客户所需，在每次迭代中适应并修改需求和任务。
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