嵌入式系統設計不僅需要了解硬件，還需了解軟件是如何影響硬件并與硬件進行交互的。設計硬件所需的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，硬件工程師應牢記以下十個技巧。

技巧#1：流程圖第一，實現第二

當工程師首次邁入軟件開發領域時，會有一種強烈的誘惑力促使他們立刻投入工作并開始寫代碼。這種做法就好比在電路邏輯圖還未完成前就試圖設計印刷電路板（PCB）。在著手開發軟件時，抑制一上來就想寫代碼的沖動至關重要，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，這樣做還可以節省時間、省去麻煩。

技巧#2：使用狀態機控制程序流程

狀態機是20世紀最偉大的軟件發明之一。一個應用程序往往可被分為多個狀態機，每個狀態機都控制該應用程序的特定部分。這些狀態機都擁有自己的內部狀態和狀態轉換，從中可看出軟件如何與各種激勵相互作用。用狀態機來設計軟件，可簡化軟件的開發，使之模塊化、可維護，并易于理解。現在已經有多種資源來演示狀態機理論和算法。

技巧#3：避免使用全局變量

在函數式編程的年代，函數要先于形式，程序員的唯一目標是盡可能地讓程序按預期方式快速運行，而不用考慮程序結構或可重用性。這種編程范式會毫無顧慮地使用全局性變量，程序中的任何函數都可能修改它。其結果就造成了變量被破壞的幾率增加或變量被誤用。在新推薦的面向對象的范式中，應在最小的范圍內定義變量并封裝它們，以防止其他函數的誤用或破壞。因此，建議限制使用全局變量的數量。在C語言中可用外部關鍵字標識這些變量。

技巧#4：充分利用模塊化特性

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，且難以開發和維護，尤其是當整個應用都存在于單個文件或松散關聯的多個文件中時。為了改善可維護性、可重用性及復雜性，強烈建議程序員充分利用現代編程語言的模塊化特性，將常用功能分解成模塊。以這樣的方式分解代碼，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，從而通過連續測試而改善代碼質量，同時也減少了開發時間，降低了開發成本。

技巧#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的執行，而去處理剛剛觸發中斷的外圍設備。無論何時執行中斷，都需要一定的開銷，用于保存當前程序的狀態并運行中斷，然后將處理器回歸原程序狀態。現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。這意味著中斷應該短而簡單。中斷中不應調用函數。此外，如果中斷變得過于復雜或耗時，那么就應該只在必要時利用中斷做最少量的工作，例如，將數據載入緩沖區并設置一個標志，然后讓主代碼處理輸入的數據。這樣做可保證大多數處理器的時間用于運行應用，而不是處理中斷。

技巧#6：使用處理器示例代碼進行測試

設計硬件時，構建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。這在設計軟件時也同樣適用。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。此方法使人們明確知道應該如何設計軟件體系架構，以及可能碰到的任何問題。在設計初期了解可能存在的障礙，比在產品交付前的最后幾小時才發現它們要好得多。這是預先測試一段代碼的好方法，但需提醒的是，制造商代碼往往不是模塊化的，要經過徹底的修改才可用于實際應用。隨著技術的進步，也許某一天芯片供應商會提供可用于生產的代碼。

技巧#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的工作時，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，然而還必須考慮到，6個月后當工程師進行維護時，還需要查看代碼。測量函數復雜度（如循環復雜度）的方法很多，現在已經有工具可以自動計算某個函數的循環復雜度。由經驗可知，函數的循環復雜度保持在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。

技巧#8：使用源代碼存儲庫并頻繁提交代碼

人都是會犯錯誤的，寫代碼時也會犯錯。這就是為什么開發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人員“存入”一個好的代碼版本，并描述對該基礎代碼所做的修改。這不僅使開發人員可以復原或追溯到的舊版代碼，還可以比較舊版代碼之間的不同。如果開發人員做的一系列修改破壞了系統，只需點擊一下即可恢復好代碼版本！請謹記，如果不頻繁提交代碼，存儲庫就不會達到預期目的。如果做了不可修復的改變，過兩周才提交代碼再恢復的話，就會造成大量工作和時間的損失！

技巧#9：代碼注釋

在緊張的軟件開發中，開發人員很容易把注意力集中在編寫和調試代碼上，而忽略做詳細的注釋。在壓力之下，注釋工作往往拖到最后，因為開發人員認為這是最后的一件事。然而，趁代碼在你腦中記憶猶新時就做注釋是至關重要的，這樣做可使其他開發人員或以后你自己讀懂注釋，理解代碼是如何工作的。

技巧#10：使用Agile開發流程

無論做何種類型的工程設計，都建議先設定并遵守某種流程，以便質量和成本都保持穩定的并能按時交付。軟件開發人員已成功使用Agile開發流程開發高質量軟件，這一流程可按任務的優先順序做開發。優先級別最高的任務在指定的時間內首先完成，這被稱為迭代。這種方法的好處是可以使軟件開發流程保持順暢，還可以根據結果和客戶的需要，使需求和任務適應每一次迭代并做相應的修改。 網友評論 @ DickB 我不支持關于中斷程序的建議。在使用德州儀器（TI）MSP430低功耗微控制器時，主代碼經常只用于將處理器置于睡眠狀態。當處理器處于激活狀態時，所有工作都在中斷程序中完成。 @ The Real Dr Bob 從我的經驗看，也許這篇文章的標題應為“軟件工程師的10大技巧”。 我在面試一名軟件工程師時曾問過這樣一個問題：如何為一個新項目寫軟件？ 回答是：著手寫軟件代碼！ 我以為他會說“先閱讀規范，然后將軟件分解成小模塊并為它們設計流程圖”之類的話。 當然，我沒錄用他。 @ Thinking_J 一切都很好。 但我還想增加一條：讓管理層學習Agile。 最重要的是，在項目的開始階段就為項目的完成設定一個現實的目標（這是反復強調的）。而且，項目一開始就應安排好適當的人力和流程，而不是后來才補上。

編輯：黃飛