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[導(dǎo)讀]01 前言 全局變量簡直就是嵌入式系統(tǒng)的戈蘭高地。沖突最激烈的雙方是: 1. 做控制的工程師; 2. 做非嵌入式的軟件工程師。 02 做控制的工程師特點(diǎn) 他們普遍的理解就是“變量都寫成全局該有多方便”。我之前面試過一個非常有名的做控制實(shí)驗室里出來的PhD/Maste




01

前言


全局變量簡直就是嵌入式系統(tǒng)的戈蘭高地。沖突最激烈的雙方是:
1. 做控制的工程師;
2. 做非嵌入式的軟件工程師。

02

做控制的工程師特點(diǎn)


他們普遍的理解就是“變量都寫成全局該有多方便”。我之前面試過一個非常有名的做控制實(shí)驗室里出來的PhD/Master,前前后后陸續(xù)有快十個人。面試問題是用C寫PID。到后面的幾位面試的時候我都覺得沒有看的意義了,因為全都寫的是同一個風(fēng)格。大概就是這樣的:

float SetSpeed;float err;float err_last;float Kp,Ki,Kd;float integral;float result;
float PID(float speed){ err=SetSpeed-speed; integral+=err; result=Kp*err+Ki*integral+Kd*(err-err_last); err_last=err; return result;}

代碼的特點(diǎn)就是所有的變量一定定義在函數(shù)外面。問他們?yōu)槭裁?,回答是“全局變量方便調(diào)試”。

事實(shí)上在學(xué)校里做搞自動控制的人最重要的根本就是控制的結(jié)果,而不是代碼本身。代碼只要能工作就行。變量名污染,低耦合之類的和他們就不在同一個世界。進(jìn)了公司有些人代碼質(zhì)量會變好,但有的還是會延續(xù)之前的習(xí)慣。前公司代碼庫里面凡是看不懂的代碼一律都是那一兩個Control Engineer寫的,寫完了還會用自己的名字給函數(shù)命名的那種。

要成為一個資深的嵌入式工程師相當(dāng)難,一方面要有非常扎實(shí)的理論知識,同時也要有相當(dāng)?shù)哪欠N大型的、高頻CPU、多層PCB板的設(shè)計經(jīng)驗。嵌入式硬件工程師要學(xué)的課程主要有模擬電路設(shè)計、數(shù)字電路設(shè)計、電磁波理論等。熟悉常用的放大電路、濾波電路、電源電路設(shè)計和分析。


03

做非嵌入式的軟件工程師特點(diǎn)


代碼的特點(diǎn)就是所有的靜態(tài)變量都不可以定義在.h文件里,必須寫在.c文件里以確保別的文件沒法訪問它們。

別的文件真要訪問怎么辦?那就給每一個變量寫get/set函數(shù)?。栴}是靜態(tài)變量寫在.c文件里編譯器是沒法優(yōu)化get/set的。結(jié)果就大面積的變量訪問要花幾倍的CPU時間去做get/set的函數(shù)調(diào)用。嵌入式項目很多情況下對硬件的壓榨是很極端的,CPU利用率90%都不算什么,頂?shù)?7%都是有的。(注意下這些項目是實(shí)時性要求很高的,晚一個毫秒算不完都不行。不是跑在電腦上鼠標(biāo)卡一卡也無所謂的。)然后為了封裝性,在代碼里面塞這么多get/set嗎?


04

總結(jié)


總的來說嵌入式軟件里大部分的代碼都是中斷驅(qū)動的,天生就有很多變量是沒法使用參數(shù)傳遞的。全局變量的存在是因為正義站在這邊。但是嵌入式軟件遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有特殊到不需要按照正常軟件工程方法去管理的地步。要真有人認(rèn)為“嵌入式軟件只要能工作就成,代碼丑一點(diǎn)無所謂的”純粹是軟件工程水平不行,不是因為控制水平太高。

全局變量一定是要用的,管理它們也很重要。一些基本的代碼規(guī)則:

  1. 如果只是文件內(nèi)調(diào)用,全局變量只能寫在這個.c文件里,不要寫進(jìn).h文件。
  2. 如果有文件外調(diào)用,全局變量要寫在.h文件里。
  3. .h里面的全局變量全局可讀,但是只有本文件組可以寫。別的文件要寫請調(diào)用set函數(shù)。
  4. 所有的全局變量無論在.h還是.c里面都要包成同名struct。哪怕只有一個變量也要寫進(jìn)struct里面。比如PID.c里面有一個pid_S,PID.h里面有個PID_S。這樣其他人不僅可以立即識別出一個變量是project內(nèi)global/文件內(nèi)static/函數(shù)內(nèi)local,同時還能輕松追溯到這個函數(shù)是屬于哪個文件的。
  5. 不要寫函數(shù)內(nèi)的static變量。函數(shù)內(nèi)的static變量在實(shí)際的項目中幾乎就是bug生成器,沒法簡單的reset。而且對unit test非常不友好。

-END-




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