浅谈嵌入式系统开发的相关思维、方法、技巧-良许Linux教程网

开头的话

嵌入式开发是一个相对艰辛的工作，需要长时间投入、可能要加班加点，报酬相对较低，但也有一些乐趣在其中。我一直把它称为“跳坑”，如果你在这条路上深耕不辍，最终会成为软硬件结合的专家；如果你刚刚开始接触，我可能会建议你考虑一下其他选择，不过这也取决于你自己是否舍得离开。

总之，在这个行业中，关键在于将思维与技巧相结合，注重实践方法，这样才能在其中找到一席之地。

嵌入式系统是一种经过高度裁减的专用计算机系统，同时也可用以下方式定义嵌入式软硬件：

软件的本质是设计人员的思维，因此，程序设计人员最重要的是能够根据任务需求，理清所有的逻辑，并借助适当的语言工具将其“固化”下来。而硬件则是一种固化下来的逻辑。

这在这个行业中已成为默契的做法，包括嵌入式系统、模块化编程、状态机、层次框架等等，在其中都有所探索和实践。

思维的设计有许多辅助工具，比如大家熟悉的流程图、UML图、数据流图等等。然而，具体的代码往往并非一个良好的辅助工具。

对于进行思维设计的开发人员（程序员/码农）来说，拥有良好的方法至关重要，比如状态机编程，需要思考如何理解状态以及如何确定一个状态。

我们看到图中，我们用圆圈来表示一个状态，图中最左的箭头表示从别的什么地方“跃迁”到了当前状态；下方的箭头表示从当前状态离开；右上角从当前状态“扇出”后又“返回到”当前状态。这里需要很多转变，而好的架构很关键。

在之前我分享过很多状态机的知识，可以说万物皆可状态机，而嵌入式软件开发时总绕不开与实时性（Real Time）相关的话题，大部分人对实时性的认知过程通常会分以下几个阶段：。

总而言之需要深入理解，才能在注重方法的前提下，成为一个高级码农。

为大家庖丁解牛、由浅入深，就要不惧怕优化，不要把编译器的行为看作是玄学，深入底层，才能把编译器、内存、寄存器、语言本质理解的透彻。

比如位域和volatile，前者用于将指定类型的整形变量按照我们的意愿切分；后者用于告诉编译器不允许对被修饰的变量做优化。如果我们对编译器的优化等级忽略的话，很难定义到bug，或者当我们对内存块理解的不深入不透彻，关于内存的七七八八就会莫名其妙的找上门来。

volatile在嵌入式系统中的应用范围非常广泛，假设某32位外设寄存器的地址为XXXXX_IO_REG_BASE_ADDRESS，则对应的寄存器可以定义为如下的形式：

#defineXXXXX_IO_REG   ( *((volatile uint32_t*)XXXX_IO_REG_BASE_ADDRESS) )

而应用中很多针对外设寄存器的连续操作都可以通过优化来大幅度提高效率，在保证程序逻辑正确的情况下，应该尽可能减少volatile的使用，或者是限制其使用的范围，那么你知道为什么吗？

这就是编译器、语言本身、变量的一些特别之处，搞定这些底层原理知识，必定让我们打开语言的大门。

嵌入式开发所涉及到的思维训练、C语言以及编译器相关的关键知识、裸机环境下的开发者模型等等，可以帮助我们深入理解底层原理知识，以不变应万变，最终对知识点实现完整和全面的覆盖。

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