本帖最后由 shusu 于 2019-4-29 10:18 编辑

最近看到一件电子业界悲剧：一位博士毕业的高才生，在硅谷排名前十的一家半导体公司工作近20年，最近工资被他女儿超过了。他女儿加州理工本科毕业，在Facebook工作了2年。

这不禁让人想到了那个老生常谈的话题——做硬件有前途还是做软件有前途?根据近些年调查数据显示，单从美国方面看，电子工程师的工资增长不仅没有跟上软件工程师的增长速度，甚至还有下降。

个中原因，除了全球互联网发展迅速，人才供求关系决定价格外，软件行业基本靠人(硬件需要更多的设备投入)，所以软件工程师的薪资也相对更丰厚。另外硬件行业整体上已经进入Turnkey时代，同质化严重，IC厂家会针对性的提供完善的、集成的芯片解决方案，这样给硬件设计留出的发挥空间少之又少。

大多数嵌入式系统的硬件平台。它包括两部分：

1、以通用处理器为中心的协议处理模块，用于网络控制协议的处理；

2、以数字信号处理器（DSP）为中心的信号处理模块，用于调制、解调和数／模信号转换。

嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器，目前据不完全统计，当前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种，流行体系结构有30几个系列。由于嵌入式系统设计的差异性极大，因此选择是多样化的。

嵌入式处理器的功耗、体积、成本、可靠性、速度、处理能力、电磁兼容性等均受到应用要求的制约。在选择处理器时要考虑的主要因素在于调查上市的CPU供应商、处理器的处理速度、技术指标、处理器的低工耗、处理器的软件支持工具、处理器是否内置调试工具、处理器供应商是否提供评估板等。

嵌入式软件系统

尽管嵌入式系统有着无比广阔的市场需求和发展前景，但嵌入式系统的发展多年来却经历了一个曲折和痛苦的历程。随着微处理器的产生，价格低廉、结构小巧的CPU和外设连接提供了稳定可靠的硬件架构，那么限制嵌入式系统发展的瓶颈就突出表现在了软件方面。

从运行平台来分，嵌入式软件可以分为：

1、运行在开发平台上的软件：设计、开发、测试工具等

2、运行在嵌入式系统上的软件：嵌入式操作系统、应用程序、驱动程序及部分开发工具

可用于嵌入式系统软件开发的操作系统很多，但选择一个适合的操作系统，关键是从操作系统提供那些开发工具、操作系统向硬件接口移植的难度、操作系统的内存要求、开发人员是否熟悉此操作系统及其提供的API、操作系统是否有提供硬件的驱动程序、操作系统是否具有可剪裁、操作系统的实时性等方面进行考虑。

嵌入式应用软件是实现嵌入式系统功能的关键，为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存储于磁盘等载体中，软件代码要求高质量、高可靠性和高实时性。

那么……

现在的情况是做硬件简单，做软件难吗?

或许是我个人对于硬件的偏见吧!但根据我多年来的观察，在嵌入式领域的硬件设计一向比软件设计更简单。我在此所指的主要是指数字硬件电路设计，它能利用具有清楚定义输入与输出的逻辑模块。几年前，你只需利用几个LSI(大规模整合)与MSI(中等规模整合)组件，加上一些内存，然后连接在印刷电路板(PCB)上即可。这种硬件设计(至今仍然)是非常简单的。

如今，你可能会使用FPGA、内存，甚至一颗MCU。你还会用到一、两个电源模块与连接器，以便连接到其他板卡或机箱。你甚至还可能利用一款无线外围组件或一颗模拟数字转换器(ADC)。

无论如何，这些都是非常明确定义的“模块”，具有标准的接口与总线。即使是FPGA，你也只是用了相同的设计手法——除非你得将几个预定义的功能(IP核心)连接至标准的总线、内存以及几个固定功能的外围。

这样的设计模式相当简单，而且已经成功实现数十年了。只需连接一些明确定义的高性能模块(但我们在组件或IP核心中整合的功能越多，这些模块也越变越大)，  就可以创造出所需的系统或子系统。一个搭载FPGA以及标准组件与连接器的典型电路板案例是Diligent Inc.针对Xilinx Zynq SoC  FPGA系列推出的Zybo开发工具包。

硬件设计并不难

然而，当你必须为MCU或FPGA编写软件时，最棘手部份才算开始。硬件设计人员解决问题的方式可能是先问：“哪里有明确定义的模块可让我用来打造软件设计?”

我们会期待有高性能模块所用的接口、预先定义的内存模块来保存各种结构、图表与初始化向量。有许多时候，硬件模块能够轻松地利用参数与初始化缓存器加以客制化。但专为通用算法与结构所用的客制化编码模块在哪里呢?

现在，我们也许能幸运地找到马达控制算法或一些相当高阶的数字讯号处理功能，但拥有无缝连接主模块的通用接口或内存缓冲结构的机会有多大?也许目前有许   多驱动器可用于连接至UART或以太网络(Ethernet)端口等接口组件，但那些通常只是较低阶的功能，主要在于使其易于控制MCU或FPGA上的硬件。

所以，我认为嵌入式软件十分复杂，因为共同设计“流程”必须从头开始打造。嵌入式软件设计并不容许直接套用硬件的设计“流程”——像硬件世界一样提供一连串具有通用“总线”的标准软件“组件”选择。

但我经常只是想编写几个控制部份，可能再加上一种“特殊配方”的算法。

数字硬件领域可以采用这种模块化的方式，为什么在软件设计时却不能?

来源 电子工程专辑
作者: Warren Miller