硬件工程师和软件工程师的日常

电子工程师笔记 2019-04-13 16:03

公司的硬件工程师背着我改了系统的原理图。改了我的设计,当我发现时,质问其为什么修改我的原理图时,说:“因为走线不好走,所以 就修改了IO口。”

 “你知道吗,这会让我修改软件。”
 
“据说,软件的更改成本比硬件低。”
 
当时,我就明白了,这位工程师缺乏系统的思维,并且还有些想当然,我问了如下的问题:
 
“你依据什么说软件更改成本比硬件低?你熟悉软件开发的流程?你熟悉那几个IO口究竟是做什么用得吗?其软件内部是怎么实现的?你新更换的IO口可以实现相同的功能吗?”
 
这位硬件工程师不作答了,陷入一片茫然……
 
很多时候,我们缺乏的不是做好事情的知识,而是做好事情的方法。就如同这个硬件工程师一样,没有好的工作方法。在没有搞清楚状况下,就做了结论。是草率而又不负责任的。我们来分析分析这个原因:

1.嵌入式最大的挑战是:硬件和软件同时成熟,出问题时,不知是软件或是硬件问题,两个方面相互影响,致使开发成本大幅度上升。 假设这更改的IO能替代原来的IO口,也会致使软件修改,修改后一样做大量的测试,这些都会致使成本大幅度的上升;一般来说,嵌入式项目的开发难度和PC机的开发难度不能一概而论,说谁一定比谁一定难。两种项目难度各有特点,单从调试方面说,嵌入式难度稍大些,其调试手段较 PC机手段少,且有些不稳定,并不能很好的追踪Bug。并且,嵌入式要求软件开发人员了解的过程更加具体,如:AD、DA的工作方式及通讯的时序,这个是PC人员不需要掌握的知识。AD、DA时序的稳定性对AD、DA的数据采集或多或少的都会有些影响。
 
2.原来的IO口真的能随随便便的被替代吗?一般来讲, MCU的IO口,都有附属功能,在没有充分理解IO功能的原理上,实际上是很难判定能不能替代的。比如说,如果这个IO口做输入,需要中断。中断是电平出发还是边沿触发呢?并不是所有的IO都支持中断的,并不是所有的IO都可以边沿、电平触发中断的。这个要从Datasheet中获得;从软件的角度来看,就算可以替代,也要评估一下,更改了这个IO口,会不会造成软件的模块化封装的难度?一般来说,端口A有8个IO口,端口B也有8个IO口,这8个IO口共用一个中断服务程序,进入中断程序后需要判断倒底是哪个IO口触发了中断。然后再调用中断相关的服务程序。实际上,一个端口多个IO口中断的编程有很多抽象的办法,但没有一个是比较简单的,代码也较端口中只有一个IO口的代码复杂。复杂也就意味着有Bug的可能性……同时,这给调试也带来了很多不便。
 3.关于版本管理和版本兼容的问题。 更改了软件,也就意味着更改新的版本,如果有老设备发送到客户那里,也就意味着要升级;如果每版的硬件都有新的特性,那么无疑是版本管理的噩梦!有朋友说可以做兼容,兼容是可以。举个例子,Intel 做的x86架构的CPU为什么在嵌入式领域干不过ARM呢?当然这里有很多因素,其中一个重要的因素就是x86选择了兼容,而ARM没有选择。所以ARM更加的简洁灵巧,或者说突出的特点是低功耗。而Intel的x86为了兼容,很多情况下不能选择最优设计,因为要照顾很多东西,就变成了大而全,很难兼顾的。结果成了低功耗的噩梦,一个i3全速跑起来也是好几十W啊!这和ARM-Cortex-A8是不同的概念的。做版本兼容是无奈的选择,成本会大幅的上升,维修、更新、测试、交付等等,问题相当的多,不光光是软件成本高,是公司各个部门的成本都会变高。 再回头看看,版本管理也是一个巨复杂的工作,如果更改了一个公共的Bug,那需要在所有的硬件上做测试,想想,一两个还不算什么?10个20个硬件版本,这个事情还怎么弄?特别对于资源比较紧张的小公司。如果要市场部门通知客户完成软件的升级,那么这是多大的工作量?一旦出错,损失的是客户的信任,不是一点点成本所能衡量的!所以,好刚用在刀刃上!
 
一个数字信号,多打几个过孔,可能看起来不是那么美观,但美观不是电路的第一要求,电路的第一要求是信号完整性! 所以,仅为走线不好看,更改IO口,没有意识到这更改带来的问题,典型的缺乏系统化的思维。不过话又说回来,都吃五谷杂粮,谁又能保证什么事情都能跳出三界之外,识清庐山真面目呢?掌握好的做事情的方法,不要想当然,在深刻的理解的基础上,谨慎的作出决定,是非常必要的。
 
修道之人,都有一个过程,那就是否定之否定的过程,刚开始,看山是山,看水是水;经过一段时间的学习修炼,看山不是山,看水不是水;最后修炼到一定的境界,看山还是山,看水还是水。这其中包含着对事物理解的逐层渗透,认识逐渐升华的过程。其中的复杂需要自己多用身边的事例多多体会。

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