當(dāng)嵌入式軟件開發(fā)人員要開始一個新項目時，他們做的第一件事就是要一個開發(fā)工具包。開發(fā)工具包允許開發(fā)團隊熟悉微控制器及其外設(shè)。然后，他們可以開始用分隔板之類的東西拼湊一個系統(tǒng)。
這種方法的問題在于，它迫使開發(fā)人員從頭開始思考。他們專注于他們正在使用的硬件。是的，這是難題的一個重要部分，但是低層次的思考往往會導(dǎo)致緊密耦合的代碼、硬件依賴性，并且客戶幾個月都看不到任何結(jié)果。
在今天的開發(fā)環(huán)境中，沒有理由為什么一個團隊不能從第一天開始模擬他們的系統(tǒng)。事實上，嵌入式團隊需要采用模擬來使他們的實踐現(xiàn)代化并取得成功有三個原因。
原因1–更快的上市時間和更低的開發(fā)成本
幾十年來，許多工具和服務(wù)公司都在吹噓更快上市和更低成本的能力。這些方法是否真的有效還有待討論。
任何產(chǎn)品公司的目標(biāo)都是盡可能快地開發(fā)他們的產(chǎn)品。在許多情況下，產(chǎn)品開始是模糊的。他們認為自己知道顧客想要什么，需要什么，但這通常只是猜測。
如果你從主機上的模擬開始，你會立即放棄對硬件的關(guān)注。相反，你要關(guān)注客戶和他們的需求。這意味著在第一天，你正在編寫以客戶為中心的代碼。不是為使LED閃爍或傳感器被讀取而設(shè)計的代碼。雖然這些都很重要，但產(chǎn)品的最終目標(biāo)是向客戶交付價值。
如果客戶提前拿到產(chǎn)品，他們可以告訴你產(chǎn)品是否符合他們的需求。他們可能認為他們需要一件東西，但是在他們試驗過之后，他們意識到他們需要別的東西。如果你已經(jīng)設(shè)計了整個產(chǎn)品，這意味著你必須回去重做它的大部分。這既費時又費錢，還會推遲你的產(chǎn)品上市。
模擬可以幫助鞏固客戶和管理團隊眼中的產(chǎn)品。當(dāng)改變不涉及硬件時，要容易得多。這意味著應(yīng)用程序可以放在第一位，實時的、底層的、硬件的東西可以放在后面。不管怎樣，這很好，因為硬件公司不會有硬件供你使用幾個月。有了清晰的產(chǎn)品和分離的應(yīng)用代碼，結(jié)果將是更快的上市時間和更低的開發(fā)成本！
原因2–模擬鼓勵硬件去耦
你是否嘗試過移植與硬件緊密耦合的應(yīng)用程序代碼？雖然你可能在開始編寫代碼時認為可以將其耦合到硬件上，但你永遠不知道什么時候硬件可能變得不可用，或者什么時候功能蔓延會迫使你升級處理器。
模擬迫使開發(fā)人員立即開始開發(fā)不依賴于硬件的代碼。你從一臺主機開始，必須使用抽象和接口來獲得硬件通常會提供的預(yù)期結(jié)果。通過打破對硬件的依賴，你會發(fā)現(xiàn)你自然會寫出更可重用、可移植和可伸縮的代碼。
將硬件從軟件中分離出來有很多好處。例如，它在開發(fā)過程的早期為團隊提供了靈活性。他們可以在自己的開發(fā)機器上運行代碼，甚至可以在Raspberry Pi之類的設(shè)備上運行代碼。開發(fā)人員可以編寫和測試他們的代碼，而不必等待硬件的出現(xiàn)。事實上，它可以幫助他們編寫更好的單元測試，更容易集成到CI/CD框架中！
當(dāng)團隊開始模擬時，軟件架構(gòu)和實現(xiàn)通常更具可伸縮性、可重用性和可移植性。它讓他們思考應(yīng)用程序級別，這是產(chǎn)品真正的“秘方”。
原因3——在主機上調(diào)試效率更高
在目標(biāo)上調(diào)試代碼效率不是很高。你必須遵循一個有點神秘的過程：
l 交叉編譯代碼
l 抹去目標(biāo)
l 對目標(biāo)編程
l 啟動調(diào)試會話
l 逐句通過代碼
開發(fā)人員平均花費20-40%的時間在調(diào)試上！當(dāng)你用幾個月的時間來思考這個問題時，你會發(fā)現(xiàn)一年大約有2.5到4個月的時間花在了做失敗的工作上！
當(dāng)你有一個模擬器時，你可以跳過晦澀難懂的目標(biāo)調(diào)試過程。運行應(yīng)用程序和重新創(chuàng)建問題通常會更容易、更快。你可以生成日志信息，以便于識別問題。當(dāng)你進行更改時，只需進行更改、編譯并運行即可。它很快。目標(biāo)調(diào)試不是。這可能會更有趣，因為你可以玩電子產(chǎn)品，但這浪費了很多時間和資源。
結(jié)論
采用模擬技術(shù)可以極大地改進嵌入式軟件，它可以迫使你首先關(guān)注你的應(yīng)用，這有助于客戶更快地鞏固產(chǎn)品。運行與底層硬件分離的應(yīng)用程序代碼將鼓勵代碼的可伸縮性和重用性。你將能夠更好地為你的應(yīng)用程序編寫自動化測試，并確保低級硬件不會礙事。
考慮使用模擬器編寫軟件可能有點令人畏懼，但這并沒有太大的不同。你可以像在嵌入式目標(biāo)上一樣，在Linux、Windows或MacOS上輕松執(zhí)行你的RTOS。調(diào)試問題會更快。將代碼部署到客戶面前會更容易。
雖然需要一點時間來適應(yīng)，但模擬代碼將幫助你更新嵌入式軟件的開發(fā)方式，最終，你會發(fā)現(xiàn)你可以更快地完成這項工作。