硬件轉軟件，請慎重
嵌入式系統(tǒng)設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。設計硬件需要的某種范式可能與設計軟件完全相反。
當從硬件設計轉向包含軟件的設計時，軟硬件工程師應牢記以下十個技巧。
1、流程圖第一，實現(xiàn)第二
當工程師首次邁入軟件開發(fā)領域時，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重要的，應首先用流程圖制定一個軟件架構圖。
這樣的方法會使開發(fā)人員對應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，減少程序調試時間，從長期看，這樣做還可以節(jié)省時間、省去麻煩。
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)機都控制該應用程序的特定部件。這些狀態(tài)機都擁有自己的內部狀態(tài)和狀態(tài)轉換，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。
3、避免使用全局變量
嵌入式特別是單片機os-less的程序，最易范的錯誤是全局變量滿天飛。這個現(xiàn)象在早期匯編轉型過來的程序員以及初學者中常見，這幫家伙幾乎把全局變量當作函數形參來用。
在.h文檔里面定義許多雜亂的結構體，extern一堆令人頭皮發(fā)麻的全局變量，然后再這個模塊里邊賦值123，那個模塊里邊判斷123分支決定做什么。
不否認全局變量的重要性，但要十分謹慎地使用它，濫用全局變量會引申帶來其它更為嚴重的結構性系統(tǒng)問題。
它會造成不必要的常量頻繁使用，特別當這個常量沒有用宏定義“正名”時，代碼閱讀起來將萬分吃力。
它會導致軟件分層的不合理，全局變量相當于一條快捷通道，它容易使程序員模糊了“設備層”和“應用層”之間的邊界。寫出來的底層程序容易自作多情地關注起上層的應用。這在軟件系統(tǒng)的構建初期的確效率很高，功能調試進度一日千里，但到了后期往往bug一堆，處處“補丁”，雷區(qū)遍布。說是度日如年舉步維艱也不為過。
由于軟件的分層不合理，到了后期維護，哪怕僅是增加修改刪除小功能，往往要從上到下掘地三尺地修改，涉及大多數模塊，而原有的代碼注釋卻忘了更新修改，這個時候，交給后來維護者的系統(tǒng)會越來越像一個“泥潭”，注釋的唯一作用只是使泥潭上方再加一些迷煙瘴氣。
全局變量大量使用，少不了有些變量流連忘返于中斷與主回圈程序之間。這個時候如果處理不當，系統(tǒng)的bug就是隨機出現(xiàn)的，無規(guī)律的，這時候初步顯示出病入膏肓的特征來了，沒有大牛來力挽狂瀾，注定慢性死亡。
兩個原則對策
能不用全局變量盡量不用，除了系統(tǒng)狀態(tài)和控制參數、通信處理和一些需要效率的模塊，其他的基本可以靠合理的軟件分層和編程技巧來解決。
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到該文件中，順便把結構體定義也收進來；
2)如果只有一個函數用，那就static到函數里面去；
3)如果非要開放出去讓人讀取，那就用函數return出去，這樣就是只讀屬性了；
4)如果非要賦值，開放函數接口傳參賦值；
5)實在非要extern強J我，還可以嚴格控制包含.h檔的對象，而不是放到公共的includes.h中被人圍觀，丟人現(xiàn)眼。
注意：避免使用，不是不讓使用！
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算？答案都是軟件。軟件往往是復雜的，且難以開發(fā)和維護，尤其是當整個應用都存在于單一文件或松散關聯(lián)的多個文件中時。為了緩解可維護性、可重用性及復雜性，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與特性庫，然后在一個接一個的應用中重用它們，從而通過連續(xù)測試而改善代碼質量，同時也減少了時間，降低了開發(fā)成本。
5、保持中斷服務例程的簡單性
中斷服務例程用來中斷處理器對當前代碼分支的執(zhí)行，從而處理剛剛觸發(fā)中斷的外圍設備。無論何時執(zhí)行中斷，都需要一定數量的開銷，用于保存當前程序的狀態(tài)、運行中斷，然后將處理器回歸原程序狀態(tài)。
現(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。這意味著中斷應該短而簡單。
中斷中不應調用函數。此外，如果中斷開始變得過于復雜或耗時，則僅應在必要時利用中斷做最少量的工作，例如，將數據裝入緩沖區(qū)并設置一個標志，然后讓主分支處理輸入的數據。這樣做可保證大多數處理器周期被用于運行應用，而不是處理中斷。
6、使用示例代碼做外設的實驗
設計硬件時，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的應該組織方式，以及可能造成的任何潛在問題。在設計初期階段認清潛在的障礙，比在產品交付前最后幾小時才發(fā)現(xiàn)它們要好。
這是預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，未經大的修改不方便用于實際應用。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商會給出可用于生產的代碼。
7、限制功能復雜度
工程學中有一個舊詞叫“KISS”——保持簡單和直接。無論在處理何種復雜工作時，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。隨著工作或功能變得越來越復雜，人們要準確無誤地記錄所有的細節(jié)也變得更困難。
在寫一個函數時，其復雜度在當時看似適中，然而要考慮到，一名工程師如何在六個月的維護時間內查看代碼。測量函數復雜度（如循環(huán)的復雜度）的方法很多?，F(xiàn)在有工具可以自動計算某個函數的循環(huán)復雜度。經驗法則建議，函數的循環(huán)復雜度保持在10以下是最理想的。
無論在處理何種復雜工作時，最簡單的方法就是把它分解為更易處理的任務。
8、使用源代碼存儲庫
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，就會造成大量工作和時間的損失！
9、代碼做詳細說明
在軟件開發(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，當代碼仍在你腦中新鮮熱火時就做出詳細解釋是至關重要的，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好的代碼版本！
10、學會模塊化編程、驅動分離
當項目小組做一個相對較復雜的工程時，意味著你不再獨自單干。而是和小組成員分工合作，這就要求小組成員各自負責一部分工程。比如你可能只是負責通訊或者顯示這一塊。
這個時候，你就應該將自己的這一塊程序寫成一個模塊，單獨調試，留出接口供其它模塊調用。最后，小組成員都將自己負責的模塊寫完并調試無誤后，由項目組長進行組合調試。
像這些場合就要求程序必須模塊化。模塊化的好處是很多的，不僅僅是便于分工，它還有助于程序的調試，有利于程序結構的劃分，還能增加程序的可讀性和可移植性。
記住以下四點就可以了：
模塊即是一個.c 文件和一個.h 文件的結合，頭文件(.h)中是對于該模塊接口的聲明； 某模塊提供給其它模塊調用的外部函數及數據需在.h 中文件中冠以extern 關鍵字聲明； 模塊內的函數和全局變量需在.c 文件開頭冠以static 關鍵字聲明； 永遠不要在.h 文件中定義變量！