電子產品程序設計漫談

ID:128229 · 發表于 2016-6-29 23:06

電子產品軟件設計漫談
技術源于積累，成功源于執著。
——沈輝文

一、方案的制定階段
1. 一個項目的成敗往往不是在最后一天體現，而是在第一天就被注定了（三軍未動，糧草先行）。也就是說，方案的制定階段直接關系到項目的成敗。因此在這個階段要細致的做好準備工作，這些工作主要包括以下內容：
2. 制定技術開發要求，首先要搞明白我們到底想做什么？最害怕的就是那種沒有要求的設計項目。因為有時，沒有要求就意味著客戶隨時會提出新要求。這往往會陷開發者以兩難的境地。
3. 制定實現方案，進行技術準備。了解技術瓶頸和難點在哪。評估這些技術難點的風險。能否解決？如何解決？對于有經驗的工程師來說，技術方案的定制與論證幾乎憑直覺就能完成。而對于新手來說，這些工作切往往很難獨立完成，需要前輩給予指導或協助。
4.評估整個項目開發需要的各方面的資源，包括：人力、工具、材料、場地、經費等。并由此核算與評估項目的成本（包括研發成本和生產成本）。
5.評估確定開發周期。開發周期有兩個概念，一個是指工程師評估出來的開發周期。一個是指市場方面希望的完工時間期限。當二者發生矛盾時，就必須進行協調。要么市場方面放寬期限，要么增派人手或安排加班。
在整個立項過程中，工程師往往只把關注的目光片面地投向技術方案本身，而忽略了市場前景預估，成本核算、工具和材料的準備以及人力資源的調度等等。其實這些因素同樣關系著產品的成敗，需要給予足夠的重視。必要時，應該請相關人員共同參與，進行評估和協助。
二、產品設計階段
在經過多方面的綜合評估，確認方案可行，即可立項，進入具體的設計階段了。其實這個設計階段中包含了系統、程序、電路、機械結構等多方面的內容。由于本手記主要講電子程序設計。因此就撇開其他，只講程序。在這個階段工程師的主要任務是：
1.程序框架的規劃。
2.各個模塊功能的細分。
3.系統資源的分配。
4.算法的設計。
5.程序流程圖的繪制。
新手們常常喜歡跳過這個階段，蠢蠢欲動地直接上機去寫程序，邊寫邊調。滿以為這樣可以加快進度，結果往往事倍功半，反而耽誤了時間。
其實，磨刀不誤砍柴工。這個階段付出的辛苦，將在后面幾個階段獲得N倍的報答。反之，這個階段的任何一點懈怠，都有可能為以后的工作埋下禍根。
三、代碼編寫階段
這個階段就是我們平時所謂的寫程序了，其實是最沒技術含量的活，誰都能干。這個階段最基本的要求就是盡量減少筆誤現象，并且嚴格遵守編程規范。
根據經驗，筆誤現象是無法完全杜絕的。筆誤屬于低級錯誤，其實并不可怕。即使存在一些筆誤，也可在下一步調試階段糾正。事實上，現在許多編譯器已經可以為我們發現許多筆誤現象。
真正需要注意的是遵守編程規范。一個規范的程序文本，不但是審美的要求，而且更是后續調試和修改工作得以勝利進行的保證。關于編程規范，如果展開來講的話，完全可以寫一本書。
1.向前兼容原則
對于單個程序員來說，效率來自于不斷積累。這時要奉行的最高原則就是向前兼容。
我們知道，許多有經驗的編程老手，都擁有自己的程序模塊庫。當他們需要設計一個新的程序時，只要直接從舊的項目中抽取出成熟模塊，移植到新的項目中。七拼八湊，就完成了新程序的設計。這極大提高了開發速度。
為了讓這些模塊，能夠在不同時期的不同項目中，保持較好的兼容性，必須讓它們遵守相同的規范。
因此，要盡快形成個人成熟、完善的程序風格。
2.相互兼容原則
對于一個開發團隊來說，效率來自于分工協作。這時要奉行的最高原則就是相互兼容。
在團隊中，編程者個人技巧的重要性被降低。甚至這些不和規范的技巧，會成為合作者之間溝通的障礙。
團隊中的個人英雄主義是失敗的先兆。而團隊默契配合，才是成功的關鍵因素。
因此，有必要制定統一的編程規范，讓團隊中的伙伴一起遵守，避免各自為政、一盤散沙。
四、產品調試階段
這個階段就是要驗證前面的工作，把程序調通。
在這里，調通的概念并不是說，程序在正常狀態下，偶然正確運行那么一回就算萬事大吉。我們要保證，程序在各種可能的狀態（包括異常狀態）下都能按預期的要求工作。
曾經聽說，某某高手一口氣寫了N多K的程序，沒有經過調試，一次燒片就成功了。我覺得這簡直就是神話一般不可思議。我堅信一點，就是沒有BUG的程序是不存在的。這年頭，就連Windows XP都渾身是補丁，誰又能宣稱自己比比爾蓋茨還牛呢？
調試階段要做的兩件重要事情：一是測試，就是要進可能多地找出程序中的BUG；二是DEBUG，就是要解決這些BUG。
找不出BUG，或解決不了BUG，都是失敗。
程序員往往更善于解決BUG，卻不善于發現BUG。這是由于程序員面對自己的程序，往往會存在視覺盲點。這就像禿子看不到自己的光頭一樣。另一方面，程序員即使發現BUG，但由于程序是自己寫的，往往不能正視之。這是一種思維障礙，就像我們常常不愿承認自己的缺點一樣。因此，最好的解決辦法，是在程序（產品樣品）交付客戶之前，請其他人員進行測試檢驗。
在找到BUG后，需要程序員去分析問題并解決問題了。這才體現個人功力，拉開差距的時候呢。高手和低手的差別就在這時顯現出來。
五、產品維護階段
這個階段是指產品在推向市場或交付客戶后，根據市場或客戶需求，進行升級維護，當然也包括進一步對隱形BUG的消除。
一個得不到維護的產品，是沒有生命力的。就像一顆已經死亡的樹，雖然表面上看來還枝繁葉茂，但實際上它已經停止生長，遲早要腐化掉。
同樣道理，一款常年不更新換代的電子產品，會像過去的明星漸漸被人遺忘一樣，逐漸丟失市場份額，而產品維護，是延長產品生命周期的不二法門。
產品如何才能經歷歲月的考驗，千錘百改，依然生機勃勃？
1.養成良好的編程習慣
程序應該模塊化，就像積木一樣，便于拆卸或增加。
對于MCU的一些資源，如RAM寄存器或I/O口，甚至包括一些常數，必須先定義在使用，避免直接使用。將來需要調整時，只要修改定義部分就好了。
對于相同或類似的程序段，應該用子程序來實現。如果受堆棧等資源限制，不能使用子程序，則應該用宏來實現。只要以后需要修改時，只需要改一點，無需改一片。
2.自覺加強版本管理
詳細記錄每個程序版本的修改細節，形成一份歷史記錄。并且，每次改動后的版本都應該保留，新版本不要覆蓋老版本的文件。一個基本原則是，凡是要燒片測試或送樣的程序版本，如需要再做修改，必須升級版本號。
并且，每次修改程序時，相關的注釋及輔助說明文檔也應該同步更新。免得下次再改時，發現對不上號。
所有程序版本應該妥善歸類、存檔備份。有條件最好刻成光盤，避免日久年長因病毒或硬盤損壞而丟失。

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