學(xué)生三年，職場兩年。五年之內(nèi)，雖無大成，然心中有感，不禁自發(fā)。

一、學(xué)生三年

1.1 初次接觸嵌入式

一名渾噩的大學(xué)生

我不清楚具體有多少人初入大學(xué)確定專業(yè)時(shí)就感覺上錯(cuò)了船，但我覺得不在少數(shù)。轉(zhuǎn)專業(yè)似乎是條出路，但是很奇怪的邏輯是：

一般只有專業(yè)成績前10~20%才有機(jī)會(huì)。

不過這只是一個(gè)托辭，自身渾渾噩噩才是問題的根本。

記得很清楚，大一課堂上，清醒的時(shí)候不多，從來也沒坐過前幾排。被輔導(dǎo)員批評過，也在期末等成績的時(shí)候膽戰(zhàn)心驚，但從沒想過自己要做什么。就這樣，一年。

謝謝通識(shí)教育

有幸學(xué)校開設(shè)了較多的通識(shí)教育課，作為水利水電工程專業(yè)的學(xué)生，雖然不少同學(xué)對《C/C++語言程序設(shè)計(jì)》和《電工與電子技術(shù)》這兩門課不感興趣，但是幫我打開了一扇窗。

初次接觸 C 語言，讓我看到了程序世界的精彩。慢慢地，我沉迷其中，如癡如醉。那本教材，是我讀過最多的課本，細(xì)節(jié)之處都寫下筆記，或是心得，亦有不解。作業(yè)和考試不再是應(yīng)付，最終也取得不錯(cuò)的成績。

后來報(bào)考計(jì)算機(jī)二級，也毫不猶豫地選擇 C 語言，并順利通過。

而《電工與電子技術(shù)》這門課，真正讓我接觸硬件知識(shí)。我很喜歡開設(shè)的電子實(shí)驗(yàn)課，理論用于實(shí)踐，動(dòng)手完成各種硬件電路的搭建。

弱水三千，只取一瓢飲

信息技術(shù)領(lǐng)域有眾多行業(yè)和職業(yè)方向，當(dāng)初我也是面臨諸多選擇。往上，可以選擇純軟件；往下，可以選擇軟硬件結(jié)合。在探究和調(diào)研職業(yè)方向的路上，我接觸了較多的東西。

那段時(shí)間，我泡在圖書館，在計(jì)算機(jī)科學(xué)那么多排的書架前，如饑似渴翻閱著。這期間，我學(xué)習(xí)了網(wǎng)站建設(shè)、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、嵌入式開發(fā)、自動(dòng)化與工業(yè)控制以及數(shù)字電路等等。我沒有特別仔細(xì)的研讀，也刻意不去了解技術(shù)細(xì)節(jié)，目的是抽絲剝繭找到自己的最終方向。

選擇嵌入式軟件，看重的是物聯(lián)網(wǎng)，也因?yàn)樽约合矚g底層開發(fā)，與硬件打交道樂此不疲。在單片機(jī)和嵌入式 Linux 這兩塊，我優(yōu)先選擇了單片機(jī)開發(fā)，將 Linux 往后放一放。

1.2 堅(jiān)定轉(zhuǎn)行

魚與熊掌不可兼得。本專業(yè)的學(xué)習(xí)在自己看來也算不上魚，給自己定下的目標(biāo)就是專業(yè)不掛科，一身心撲到正業(yè)上。

課堂上，埋頭看《微機(jī)原理》；宿舍中，學(xué)習(xí)單片機(jī)開發(fā)。只有在期中或期末的考試周，才將時(shí)間用在專業(yè)考試準(zhǔn)備上。

當(dāng)然，自我學(xué)習(xí)并沒有那么順利，遇到諸多的問題，自我管理的能力也有一定的問題。

1.3 尋求出路

臨近畢業(yè)之時(shí)，便不得不尋求自己的出路。首先，本專業(yè)的工作是不愁的，但并非心之所愿；而后有兩條路：跨專業(yè)考研和跨專業(yè)找工作。

深思熟慮過后，決定兩條路同時(shí)走。無論何時(shí)，好好學(xué)習(xí)是不會(huì)錯(cuò)的。以備考之學(xué)，滋求職之事，齊頭并進(jìn)，較為穩(wěn)妥。事后證明，這樣的選擇是正確的。

在備考的過程中，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)科學(xué)幾門基礎(chǔ)課程，例如《計(jì)算機(jī)組成原理》、《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》、《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》和《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》等等。這些知識(shí)內(nèi)容對后面的應(yīng)聘面試大有裨益，順利獲得心儀的職位。

至于考研之事，初試表現(xiàn)平平，后因求職定局，復(fù)試的心思有所浮動(dòng)，最終并未被錄取。倒也沒有太多的后悔，當(dāng)時(shí)家里房貸壓力較大，也有意早日工作為父母分擔(dān)。

二、工作兩年

遙記得畢業(yè)不到幾天，便入職新公司。公司深耕工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，致力于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備安全與可靠性管理的研究與開發(fā)，我在終端開發(fā)部門擔(dān)任嵌入式軟件助理工程師一職。

2.1 職場新人

公司為客戶提供端到端——硬件產(chǎn)品端到系統(tǒng)平臺(tái)端——的解決方案。作為新人，工作之初并沒有直接參與終端產(chǎn)品軟件開發(fā)，而是負(fù)責(zé)各個(gè)項(xiàng)目硬件終端到系統(tǒng)平臺(tái)的配置和數(shù)據(jù)接入，以及終端設(shè)備的測試工作。

這樣的崗位安排有助于自己了解整個(gè)公司的業(yè)務(wù)架構(gòu)，若只是參與某項(xiàng)終端產(chǎn)品的開發(fā)，則猶如管中窺豹。而測試的工作也讓自己熟悉了終端設(shè)備，并且深刻體會(huì)到測試工作的意義和重要性。

至此半年，完成了職場新人之蛻變。

2.2 獨(dú)當(dāng)一面

2020年不易，不僅是生活上，還有工作。在這一年里，我完成了一款量產(chǎn)產(chǎn)品和三款試產(chǎn)產(chǎn)品的軟件開發(fā)。說是四款產(chǎn)品，其實(shí)大部分的軟硬件設(shè)計(jì)是一樣的，所以以下從其中之一詳述，并解釋其他三款產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同點(diǎn)。

第一款產(chǎn)品

前文說到，公司致力于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備安全與可靠性管理的研究與開發(fā)，其重點(diǎn)就是設(shè)備振動(dòng)分析，因此終端開發(fā)部門的產(chǎn)品大多是振動(dòng)檢測器。無線振動(dòng)溫度檢測器是我經(jīng)手的第一個(gè)項(xiàng)目，也并不是從零開始的，是從初代產(chǎn)品軟硬件迭代而來。

無線振動(dòng)溫度檢測器采集振動(dòng)溫度傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行初步的邊緣計(jì)算，然后將原始數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)通過無線通信方式傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)設(shè)備。具體的硬件設(shè)計(jì)方案不便闡述，這里作簡單介紹。

振動(dòng)數(shù)據(jù)采集電路中，微控制器提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的時(shí)鐘信號控制后者的采樣頻率，提供給濾波器的時(shí)鐘信號控制其截止頻率；

加速度傳感器的模擬信號通過濾波器濾波后作為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的輸入信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片自動(dòng)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

微控制器和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片通過串行外設(shè)接口（SPI）總線通信，讀取振動(dòng)數(shù)字信號。溫度數(shù)據(jù)采集電路中，微控制器和溫度芯片通過集成電路總線（I2C）通信，獲取溫度數(shù)據(jù)。

微控制器和 ZigBee 通信模組之間通過通用異步收發(fā)傳輸器（UART）進(jìn)行通信，將傳感器原始數(shù)據(jù)或者處理過的數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)關(guān)設(shè)備；

同時(shí) ZigBee 通信模組也可以接收網(wǎng)關(guān)設(shè)備下發(fā)的各種指令，通過UART接口發(fā)送給微控制器。

軟件上采用多線程設(shè)計(jì)方案，基于國產(chǎn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) RT-Thread OS。主線程負(fù)責(zé)硬件初始化、數(shù)據(jù)采集和上傳應(yīng)用以及休眠管理，通信線程由主線程在進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳業(yè)務(wù)時(shí)創(chuàng)建，看門狗線程在軟件異常時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。以黑盒的角度觀察，設(shè)備周期喚醒采集和上傳數(shù)據(jù)，然后進(jìn)入休眠。參數(shù)配置也通過無線通信進(jìn)行修改。

其余三款產(chǎn)品

第二款產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，在第一款產(chǎn)品硬件基礎(chǔ)上更換了新的加速度傳感器，可以直接輸出三軸加速度數(shù)字信號，因此也搭配了更大內(nèi)存容量的微控制器。軟件設(shè)計(jì)上和之前沒有太多差別，通信協(xié)議上作了兼容修改，以滿足多軸振動(dòng)數(shù)據(jù)。

第三款產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，在第一款產(chǎn)品硬件基礎(chǔ)上采用 NB-IoT 通信模組進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。軟件重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，主線程負(fù)責(zé)硬件初始化和休眠管理，主線程創(chuàng)建指令線程和通信線程；

指令線程負(fù)責(zé)從指令隊(duì)列取指執(zhí)行，指令類型分為內(nèi)部指令和遠(yuǎn)程指令，同時(shí)也可能產(chǎn)生通信任務(wù)；

通信線程負(fù)責(zé)從通信任務(wù)隊(duì)列中獲取任務(wù)執(zhí)行，同時(shí)接收服務(wù)器遠(yuǎn)程指令；

看門狗線程在軟件異常時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。

因?yàn)橹噶顖?zhí)行時(shí)可能產(chǎn)生通信任務(wù)，通信時(shí)也可能收到新的指令，所以在指令線程和通信線程中，用到了優(yōu)先級翻轉(zhuǎn)，確保這兩個(gè)線程始終是第一和第二優(yōu)先級。

當(dāng)無指令且無通信任務(wù)時(shí)，才由主線程接管控制權(quán)進(jìn)行休眠和喚醒管理。由于更換了通信模組，因此驅(qū)動(dòng)層和網(wǎng)絡(luò)層重新編寫代碼，好在 RT-Thread OS 有現(xiàn)成的 AT 組件，方便了驅(qū)動(dòng)層的設(shè)計(jì)和編碼。

協(xié)議方面，參照選用的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)文檔和實(shí)際應(yīng)用重新設(shè)計(jì)，充分考慮未來的擴(kuò)展性。

第四款產(chǎn)品也是基于第一款產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，從低成本的角度出發(fā)，在其他硬件原理不變的情況下，使用復(fù)用器，將振動(dòng)增加到四通道。

軟件上大部分內(nèi)容可以從之前代碼移植甚至不需要修改，但是仍然帶來一些變化。

首先，之前的時(shí)間管理和參數(shù)管理是一維的，即數(shù)據(jù)上傳周期和各類參數(shù)都只需要一個(gè)。例如原先有電池電量、溫度、振動(dòng)時(shí)域數(shù)據(jù)和特征數(shù)據(jù)四個(gè)獨(dú)立的上傳周期，那么對于現(xiàn)在四通道的產(chǎn)品，需不需要十六個(gè)獨(dú)立的上傳周期？

同樣的，對于參數(shù)管理，某些與傳感器個(gè)體特性相關(guān)的參數(shù)（如靈敏度）則必須擴(kuò)展成四個(gè)，其他的參數(shù)則需要單獨(dú)評估。

其次，四通道的使能和失能是否應(yīng)該是可配置的。例如通過修改通道選擇參數(shù)的二進(jìn)制編碼，可以靈活控制使用哪些通道，但這同時(shí)又涉及到傳輸協(xié)議。

因?yàn)橛行┘夹g(shù)細(xì)節(jié)沒有介紹，因此難免會(huì)引起讀者的困惑抑或是質(zhì)疑，這里不過多闡述，總之這是一款需要短時(shí)間交付、只有簡單的需求文檔、限于技術(shù)要求的產(chǎn)品。

2.3 二三心得

這一年半的工作當(dāng)中，確實(shí)學(xué)到了很多，也踩過不少的坑。有一些摸索出來的淺顯經(jīng)驗(yàn)，也有一些一直都懂但沒做好的道理，在此將這二三心得付諸文字，與君共勉。

軟件需要設(shè)計(jì)，且需要好好設(shè)計(jì)

也許是帶我的良師覺得我開發(fā)經(jīng)驗(yàn)尚淺，害怕我寫出來的軟件 Bug 頻出，又或許他有意識(shí)培養(yǎng)我先設(shè)計(jì)后實(shí)現(xiàn)的良好習(xí)慣，總之在這過程中我明白了一個(gè)直白的道理——良好的軟件是設(shè)計(jì)出來的，當(dāng)軟件被設(shè)計(jì)好過后，程序員只是在用具體的程序設(shè)計(jì)語言翻譯它罷了。

如果設(shè)計(jì)和構(gòu)思階段不能理清自己的思路，那么實(shí)現(xiàn)時(shí)也不可能清晰明了，這不僅僅是軟件開發(fā)領(lǐng)域的原則。

盡早測試和自動(dòng)化測試

在工作的一年半內(nèi)，我做過相當(dāng)多的測試工作。除了自己的軟件需要充分的測試，其他的產(chǎn)品也需要，但是這過程不是很輕松和順意。資料缺失，人工投入較多，沒有良好的測試規(guī)范和指導(dǎo)，這些都是弊病。

測試驅(qū)動(dòng)開發(fā)不是所有人能玩得轉(zhuǎn)的，但開發(fā)中持續(xù)測試應(yīng)當(dāng)重視。盡早測試可以在代碼體量不龐大的時(shí)候抓住害蟲，試想在幾百行代碼和幾萬行代碼中找出問題，哪個(gè)更加簡單？

自動(dòng)化測試則是把人從繁雜的工作中解放出來，單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試和回歸測試都是必需且重要的，據(jù)我了解，這些在嵌入式軟件開發(fā)領(lǐng)域還不是很流行。

文檔

不知道你有沒有遇到以下這些問題：

產(chǎn)品使用者總是詢問開發(fā)人員某些細(xì)節(jié)，是不是讓你很苦惱？

聯(lián)調(diào)時(shí)，和同事的交流是不是占用你太多的時(shí)間？

工作交接的過程中，有沒有足夠的資料讓接手人員快速進(jìn)入工作？

諸如此類的問題數(shù)不勝數(shù)，解決問題的核心要素就是文檔，詳盡有用的文檔。

缺乏文檔已經(jīng)是程序員日常工作中排名前幾的難題。代碼文檔化也是近年來風(fēng)靡的概念，并且有較多工具可以幫助我們快速實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

在寫代碼時(shí)，依據(jù)特定的規(guī)則添加注釋，便可以借助類似 Doxygen 這樣的工具生成開發(fā)文檔，非常有助于提高工作效率和進(jìn)行信息交換。

文檔代碼化也同樣值得注意，將文檔以類代碼的領(lǐng)域特定語言的方式編寫，并借鑒軟件開發(fā)的方式（如源碼管理、部署）進(jìn)行管理。

二進(jìn)制文檔的優(yōu)勢和劣勢都相當(dāng)明顯，而使用 Markdown 這類標(biāo)記語言寫出來的文檔，雖然缺乏豐富的表現(xiàn)力（因?yàn)樵O(shè)計(jì)目標(biāo)就是輕量），但對于軟件開發(fā)領(lǐng)域絕對夠用，并且可以解決二進(jìn)制文檔版本管理難的問題。

2.3.4 最快的成長是學(xué)習(xí)優(yōu)秀的人，而不是自己領(lǐng)悟

沒人一開始就能領(lǐng)悟各種設(shè)計(jì)模式和開發(fā)原則，養(yǎng)成良好的代碼風(fēng)格和習(xí)慣。在沒有學(xué)習(xí)和別人斧正的情況下，也許工作一輩子還只是個(gè)代碼民工。為了較好地闡明這兩句話其中的含義，在這分享一次我閱讀別人代碼的真實(shí)經(jīng)歷。

有一次老板讓我和一位硬件同事重新生產(chǎn)一款早期的終端產(chǎn)品，用于公司創(chuàng)立初期承接的項(xiàng)目中損壞產(chǎn)品的替換。

需要強(qiáng)調(diào)的是，小公司創(chuàng)業(yè)初期沒有完善的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)和生產(chǎn)的流程，資料也是混亂不堪。

本以為不需要做什么事情，但很明顯我低估了這項(xiàng)任務(wù)，因?yàn)樯a(chǎn)出來的產(chǎn)品工作異常，深入調(diào)試過后才解決問題。

我打開從同事那拷貝過來的工程文件，沒錯(cuò)，資料都是拷貝的，沒有使用版本管理工具。這是一份 MDK Keil 工程文件，主控是 STM32 系列，一個(gè)幾百行的主函數(shù)包含了所有應(yīng)用邏輯。單從主函數(shù)就能看出相當(dāng)多的問題。

Hal 庫和寄存器混用

整個(gè)工程應(yīng)該是使用 STM32CubeMX 生成的，基于 Hal 庫，但摻雜著大量的寄存器操作，并絕不是因?yàn)樾省?/p>

標(biāo)識(shí)符命名停留在初學(xué)者水平

uint32_t ii 和 uint16_t i 讓人無語；大小駝峰命名和小寫字母下劃線命名混用；

隨處可見的幻數(shù)，可讀性極差，容易出錯(cuò)

毫無章法的喂看門狗，感覺像是調(diào)試時(shí)隨性加上

條件語句濫用，根本沒考慮擴(kuò)展性

沒有架構(gòu)設(shè)計(jì)，直接處理通信協(xié)議的組包和拆包我一個(gè)初出茅廬的職場新人都看出這么多問題，簡直可以當(dāng)作 Code Review 的反面教材，據(jù)說當(dāng)時(shí)的開發(fā)人員也是有好幾年工作經(jīng)驗(yàn)的。

站在巨人的肩膀上才能看得更遠(yuǎn)。

因此，多逛逛 Github，深入學(xué)習(xí)優(yōu)秀的案例，多看書。

2.3.5 適當(dāng)參加面試

面試可以為了跳槽，也可以為了增長見識(shí)，摸摸自己的底，這里我主要想談?wù)労笳摺?/p>

在公司，可能沒有人會(huì)考察你的基礎(chǔ)知識(shí)是否扎實(shí)，但面試時(shí)一定會(huì)。工作一年多，慢慢忘了大小端和字節(jié)對齊的一些細(xì)節(jié)，也沒有再寫基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法代碼。

而面試就是考場，能夠讓自己清楚自己的不足，同時(shí)也能知道企業(yè)需要什么樣的人才，有助于找到自己的職業(yè)方向甚至是事業(yè)。

三、寫在最后

五年，很慶幸自己仍然熱愛選定的方向。

五年，自認(rèn)為沒有虛度如金的光陰。

新的一年，我們的故事還將繼續(xù)。
編輯：hfy