最近看到一件電子業(yè)界悲?。阂晃徊┦慨厴I(yè)的高才生，在硅谷排名前十的一家半導(dǎo)體公司工作近20年，最近工資被他女兒超過了。他女兒加州理工本科畢業(yè)，在Facebook工作了2年。
這不禁讓人想到了那個老生常談的話題——做硬件有前途還是做軟件有前途?根據(jù)近些年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，單從美國方面看，電子工程師的工資增長不僅沒有跟上軟件工程師的增長速度，甚至還有下降。
個中原因，除了全球互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，人才供求關(guān)系決定價格外，軟件行業(yè)基本靠人(硬件需要更多的設(shè)備投入)，所以軟件工程師的薪資也相對更豐厚。另外硬件行業(yè)整體上已經(jīng)進入Turnkey時代，同質(zhì)化嚴(yán)重，IC廠家會針對性的提供完善的、集成的芯片解決方案，這樣給硬件設(shè)計留出的發(fā)揮空間少之又少。
那么……
現(xiàn)在的情況是做硬件簡單，做軟件難嗎?
或許是我個人對于硬件的偏見吧!但根據(jù)我多年來的觀察，在嵌入式領(lǐng)域的硬件設(shè)計一向比軟件設(shè)計更簡單。我在此所指的主要是指數(shù)字硬件電路設(shè)計，它能利用具有清楚定義輸入與輸出的邏輯模塊。幾年前，你只需利用幾個LSI(大規(guī)模整合)與MSI(中等規(guī)模整合)組件，加上一些內(nèi)存，然后連接在印刷電路板(PCB)上即可。這種硬件設(shè)計(至今仍然)是非常簡單的。
如今，你可能會使用FPGA、內(nèi)存，甚至一顆MCU。你還會用到一、兩個電源模塊與連接器，以便連接到其他板卡或機箱。你甚至還可能利用一款無線外圍組件或一顆模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)。
無論如何，這些都是非常明確定義的“模塊”，具有標(biāo)準(zhǔn)的接口與總線。即使是FPGA，你也只是用了相同的設(shè)計手法——除非你得將幾個預(yù)定義的功能(IP核心)連接至標(biāo)準(zhǔn)的總線、內(nèi)存以及幾個固定功能的外圍。
這樣的設(shè)計模式相當(dāng)簡單，而且已經(jīng)成功實現(xiàn)數(shù)十年了。只需連接一些明確定義的高性能模塊(但我們在組件或IP核心中整合的功能越多，這些模塊也越變越大)， 就可以創(chuàng)造出所需的系統(tǒng)或子系統(tǒng)。一個搭載FPGA以及標(biāo)準(zhǔn)組件與連接器的典型電路板案例是Diligent Inc.針對Xilinx Zynq SoC FPGA系列推出的Zybo開發(fā)工具包。
硬件設(shè)計并不難
然而，當(dāng)你必須為MCU或FPGA編寫軟件時，最棘手部份才算開始。硬件設(shè)計人員解決問題的方式可能是先問：“哪里有明確定義的模塊可讓我用來打造軟件設(shè)計?”
我們會期待有高性能模塊所用的接口、預(yù)先定義的內(nèi)存模塊來保存各種結(jié)構(gòu)、圖表與初始化向量。有許多時候，硬件模塊能夠輕松地利用參數(shù)與初始化緩存器加以客制化。但專為通用算法與結(jié)構(gòu)所用的客制化編碼模塊在哪里呢?
現(xiàn)在，我們也許能幸運地找到馬達控制算法或一些相當(dāng)高階的數(shù)字訊號處理功能，但擁有無縫連接主模塊的通用接口或內(nèi)存緩沖結(jié)構(gòu)的機會有多大?也許目前有許 多驅(qū)動器可用于連接至UART或以太網(wǎng)絡(luò)(Ethernet)端口等接口組件，但那些通常只是較低階的功能，主要在于使其易于控制MCU或FPGA上的硬件。
所以，我認為嵌入式軟件十分復(fù)雜，因為共同設(shè)計“流程”必須從頭開始打造。嵌入式軟件設(shè)計并不容許直接套用硬件的設(shè)計“流程”——像硬件世界一樣提供一連串具有通用“總線”的標(biāo)準(zhǔn)軟件“組件”選擇。
但我經(jīng)常只是想編寫幾個控制部份，可能再加上一種“特殊配方”的算法。
數(shù)字硬件領(lǐng)域可以采用這種模塊化的方式，為什么在軟件設(shè)計時卻不能?
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