“為用而?！?--嵌入式系統(tǒng) 下

當(dāng)被人問(wèn)起“什么是嵌入式系統(tǒng)”時(shí)，無(wú)需看過(guò)我的文章，有一種狡猾的說(shuō)法肯定是挑不出任何錯(cuò)誤的——套用知乎上一類(lèi)著名的問(wèn)答體，“如何快速的假裝/成為某個(gè)領(lǐng)域的專家”——你可以故作認(rèn)真的說(shuō)：

“嵌入式系統(tǒng)首先是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，然后大談你對(duì)軟件和硬件的看法……

為了在幾乎沒(méi)有逼格的行業(yè)中讓大家能夠有機(jī)會(huì)裝逼，下面我就教大家一種關(guān)于嵌入式系統(tǒng)軟件和硬件的特別觀點(diǎn)，絕對(duì)可以讓所有的小師妹小師弟甚至是同齡人偷來(lái)“刮目相看”的眼光。當(dāng)然首先你要真的理解這種說(shuō)法。

為了引起更多人的注意，同時(shí)讓話題更有沖擊性，你應(yīng)該非?？隙?、神秘、恨鐵不成鋼而又憤慨的宣布一個(gè)觀點(diǎn)：

“你知道么？嵌入式系統(tǒng)中幾乎所有人關(guān)于軟件和硬件的看法都是錯(cuò)誤的……我們被教科書(shū)給坑了！”

1、傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的“軟件/硬件”觀

通常，我們提到計(jì)算機(jī)硬件，腦海里立馬浮現(xiàn)的就是一臺(tái)PC主機(jī)，當(dāng)然這個(gè)時(shí)候你要特別小心，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候你舉出的例子很可能是暴露年齡或者逼格的。比如，用臺(tái)式機(jī)舉例還是用筆記本舉例顯然暴露年齡，用Windows筆記本舉例還是Mac舉例將暴露逼格。當(dāng)我們提到軟件，腦海里浮現(xiàn)的差不多就是Windows上跑著的各類(lèi)軟件，當(dāng)然，如果你能用APP，特別是iOS的APP來(lái)舉例，顯然就是很有面子的。

是的，細(xì)心的你注意到了，傳統(tǒng)的軟硬件觀念直接來(lái)源于通用計(jì)算機(jī)。在后面的討論中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，這種由通用計(jì)算機(jī)帶來(lái)的思維定勢(shì)是非?？膳碌?。

2、嵌入式系統(tǒng)中的“軟/硬件”觀

嵌入式系統(tǒng)中的軟件和硬件并不是你想象的那么簡(jiǎn)單。這其實(shí)很好理解，你可以在大學(xué)校園里隨便攔下幾個(gè)學(xué)生，讓我們來(lái)做一個(gè)采訪，問(wèn)問(wèn)他們什么是軟件什么是硬件：

屌絲A（計(jì)算機(jī)學(xué)院）：你丫有病么？硬件就是你的電腦主機(jī)咯，主板、CPU、內(nèi)存硬盤(pán)、顯卡什么的；軟件就是Windows程序咯

屌絲B（信息學(xué)院）：硬件就是單片機(jī)啊，51、AVR、STM32之類(lèi)的，對(duì)了，還有開(kāi)發(fā)板也算吧？軟件嘛，就是Firmware咯（固件），過(guò)去用匯編開(kāi)發(fā)，現(xiàn)在都是用C了

屌絲C（信息學(xué)院）：毛線！我還可以用VHDL和Verlog寫(xiě)一個(gè)內(nèi)核呢，你說(shuō)說(shuō)VHDL和Verilog寫(xiě)出來(lái)的是不是軟件？FPGA是不是硬件？

屌絲B：呃……那咋辦？

屌絲D（計(jì)算機(jī)學(xué)院）：你們別忘了，開(kāi)發(fā)板上跑的虛擬機(jī)也是硬件哦，虛擬機(jī)上用Java寫(xiě)的程序也是軟件。

大家可能注意到了，在嵌入式系統(tǒng)中，軟件和硬件是一個(gè)不那么靠譜的定義方式——當(dāng)人們用普通話發(fā)相同的聲音說(shuō)同一個(gè)詞語(yǔ)的時(shí)候，描述的可能根本不是同一個(gè)東西。那么，嵌入式系統(tǒng)中，軟件和硬件應(yīng)該如何理解呢？

方案一 . 要么，你可以假裝從來(lái)沒(méi)有看過(guò)這篇文章，只跟你用相同系統(tǒng)的人討論問(wèn)題，或者“自己根據(jù)語(yǔ)境”自動(dòng)切換軟件和硬件的意思。

方案二 . 要么，我們重新定義一下軟件和硬件的概念，只要這個(gè)概念兼容原有的理解方式就可以了。

真有一種兼容老概念的新定義么？答案是肯定的。讓我們來(lái)首先找一找在不同層面上軟件的共同點(diǎn)：大家都是用一種語(yǔ)言（Java、C、VHDL、甚至是原理圖）來(lái)描述自己大腦中的邏輯（思維）。讓我們來(lái)體會(huì)一下這個(gè)特點(diǎn)，是不是這么個(gè)特點(diǎn)？因此，我們重新鄭重的定義一下軟件：

軟件：人們借助某種語(yǔ)言，“嘗試”固化下來(lái)的，自己的思維

與之相對(duì)，硬件的概念可以修改為：

硬件：業(yè)已固化下來(lái)的邏輯，可以穩(wěn)定的提供確定的服務(wù)和功能

可見(jiàn)， 軟件的本質(zhì)是思維，是設(shè)計(jì)人員的思維 ，因而程序設(shè)計(jì)人員最重要的是自己 根據(jù)任務(wù)的需求想通所有的邏輯，并借助一定的語(yǔ)言作為工具，把自己的思維"固化"下來(lái) 。這個(gè)思維的過(guò)程叫做"設(shè)計(jì)（Design）"、這個(gè)固化的過(guò)程叫做"編碼（Coding）"。簡(jiǎn)單的說(shuō)，寫(xiě)代碼只是一個(gè)思維翻譯的過(guò)程，更重要的是首先寫(xiě)程序的人要想清楚，擁有清晰的思維，然后借助準(zhǔn)確無(wú)誤的語(yǔ)言表達(dá)能力（很遺憾，很多人語(yǔ)言表達(dá)能力非常有限——就是用C語(yǔ)言寫(xiě)不出自己想要實(shí)現(xiàn)的功能）才能寫(xiě)出正確的代碼。

思維的設(shè)計(jì)有很多輔助工具，如大家熟知的流程圖（Flow Chart）、UML圖、還有大家不太用的數(shù)據(jù)流圖（Data Flow Diagram）等等。然而，具體代碼往往并不是一個(gè)好的輔助工具。進(jìn)行思維設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)人員，叫做Programmer。

將Programmer的設(shè)計(jì)文檔（各類(lèi)圖表）翻譯成具體程序代碼的人叫做Coder。

說(shuō)殘酷一點(diǎn)：Programmer設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)思考；Coder翻譯，負(fù)責(zé)干苦力。如果你不服，我也沒(méi)辦法，哈哈哈哈……

**硬件，本質(zhì)上一個(gè)固化下來(lái)的邏輯。**這個(gè)邏輯的前身當(dāng)然是思維，只不過(guò)它被固化下來(lái)了，而且可以"穩(wěn)定"可靠的提供"確定"的功能和服務(wù)。比如，F(xiàn)IFO是隊(duì)列，在某些軟件系統(tǒng)中把這種邏輯確定的模塊叫做"構(gòu)件"（Component），一種中性化的描述，并不強(qiáng)調(diào)它是軟件還是硬件。因?yàn)闃?gòu)件的本質(zhì)是一個(gè)模塊，是一個(gè)可以提供"確定"的，大家都知道的功能的模塊。它可以是硬件的，也可以是軟件的。Who care？有的系統(tǒng)還會(huì)提供硬件抽象層，進(jìn)一步模糊這類(lèi)模塊的軟硬屬性——反正你知道它是做什么的就行了，反正它很可靠，而且可以重復(fù)利用，所以你用就好了，是軟的還是硬的，無(wú)所謂，反正都是同一個(gè)API。

當(dāng)我們想凸顯一個(gè)模塊的邏輯、確定性和穩(wěn)定性，而又不能或者不需要或者不關(guān)心它的軟硬屬性的時(shí)候，我們就干脆叫他構(gòu)件（Component）。

重新定義軟件和硬件的概念，不是一個(gè)文字游戲，而是一個(gè)行業(yè)內(nèi)在心底里約定俗成已經(jīng)默默在做的事情，只是，今天被明確的點(diǎn)破了而已。雖然你覺(jué)得被刷了三觀（也許你沒(méi)有），但仔細(xì)想想，其實(shí)的確和過(guò)去的認(rèn)識(shí)沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別？

不是么？其實(shí)你早就懂對(duì)么？哈哈哈哈——我沒(méi)有重新發(fā)明軟件或者硬件，我只是誠(chéng)實(shí)的搬運(yùn)工。