淺談軟件硬件聯系
軟件硬件看似兩個分家的東西，其實內在有千絲萬縷的聯系。我舉一些小例子：
開關電源的電感在一個時鐘周期內，要滿足伏秒平衡。物理意義是，開關周期內電感吸收的能量和釋放的能量應該是相等的。否則，系統不會平衡，不穩定。對于軟件系統，特別是復雜的大型系統，雖然有嚴謹的理論去判斷一個軟件模塊的穩定性。但對于程序員調試，并不是一個簡單輕松的過程。可以借鑒伏秒平衡的思路，一個大型的代碼在一個狀態結束時，除了一些統計變量之外，應該是回到最初的狀態，具體的體現：內存釋放與申請，系統輸出的結果等應和最初狀態一致。棧在沒有中斷回到初始位置時，應該也是回到最初位置的。否則，系統會不穩定。
關于初始化，一直不被軟件工程師所重視。硬件工程師有時候也會忽視這個問題。軟件中的初始化，從宏觀上講，模塊的初始化；啟動操作系統的準備工作；任務棧，堆的準備。從微觀上講，變量的初始化，全局構造函數，全局變量初始化。對于硬件，上電的順序；芯片管腳上電的狀態。數字芯片的初始邏輯狀態。模擬信號的初始范圍等等。有一些音箱，開機的時候會砰一聲。這個是上電產生的電流沖擊，比較難抑制。消音電路很難做好。一些高級的CPU，會有上電順序要求。一些可靠的系統，要求上電，掉電，信號都必須有確定的狀態。單純的硬件去做，有時候很困難。可能需要軟件硬件一起結合著做。Bootloader 為了后續的應用代碼做了很多初始化工作。
在軟件抽象一些客觀事物時，可以參考硬件的抽象。比如說以太網相對于處理器是個低速設備，為了解決無休止的中斷，DMA 可以大大緩解處理器的壓力。如果處理器抽象成一個類、以太網抽象成一個類，那么DMA可以看作一個通信關聯類了。其參數的抽象和深入的分析，對軟件設計和硬件設計都是個極大的促進。
芯片是別人給你的庫函數。完成各種各樣的功能。軟件開發過程中，需要了解庫函數的執行行為，參數范圍，使用技巧，應用場景。其實，芯片的應用也是一樣的。需要了解管腳的功能定義，芯片的動作行為，應用場景，功耗等等各方面的信息。了解得越細，對應用越有幫助。
軟件硬件的結合，主要是洞悉背后解決問題的方法，處理實際的工程問題。
編輯：admin 最后修改時間：2018-05-18
