做了一些修改，隐去了项目的真实名称。 1 概述
这里想进一步谈谈软件编程中的想法
我期望的编程方法为如下方法的结合：信号驱动、状态机、模式、面向对象、分层 现在24xx的方法为固定周期的处理方法，
我想先谈谈目前软件优缺点、我们期望的软件框架是什么样的（或者框架的改进方向），最后谈谈基于信号驱动、状态机编程模式的优缺点。
这篇文章，是在参加完公司年终会议，提出对目前软件框架有改进的意愿的情况下写的，也是对20080123写的一些东西的整理。


2 目前的软件框架
2.1 目前的软件框架是什么样的
我们目前的软件框架，x project 2406上的软件框架，是无操作系统、基于控制流程划分模块、固定周期调用模块入口函数的框架。
2.2 优点
1 简单。符合大多数人的思维习惯。
2 程序空间、RAM空间的利用比较有效。
3 固定周期调用模块入口函数，系统负荷稳定。不会出现系统计算能力不够的情况，
即1ms内无法跑完一个主循环的情况，这个情况比较容易控制。
2.3 缺点
1 模块的划分方式有改进的余地。基于流程的模块划分方式，当流程变更时，会导致程序大量修改。
也会导致多个模块的耦合严重。
2 硬件层和业务层没有隔离。例如：在缝制模块内直接读写IO口，使代码紧紧的约束在2406这个CPU上，
很难迁移，从而代码的复用也困难。
3 非C语言。汇编语言的学习、维护难度大。
4 固定周期调用模块入口函数，带来了性能上的不确定性。例如：
原来缝制模块是1ms调用1次，会造成某些处理不及时，一个信号来了，例如用户踩下踏板，则踏板模块
置起踏板踩下的变量标志，但缝制模块处理该信号，会等待0~2ms,等待的时间虽然不超过2ms，但仍然有
时间的不确定性。这种情况，是降低停针精度、系统控制性能无法进一步提高的原因之一。
5 会浪费一部分CPU计算能力。如下的情况，在这种架构下比较常见：固定周期到后，某个模块的函数被
调用，进入较深的层次后，检查标志后，发现没有什么事情，就退出。则无形之中浪费了CPU资源，
延缓了其他信号的的处理。
6 文档的维护比较困难。流程图比较复杂，主要的流程淹没在分支的跳转上。
看懂、看清楚比较困难。软件修改后，流程图的同步更新也比较困难。


3 期望的软件框架
我们从两个方面来谈理想的软件框架，一是软件设计过程如何划分步骤，二是理想的软件框架。两者有一定的关系，
如果软件框架在一定程度上能够反映设计步骤，则我们的框架应该是反映了软件设计的本质的，说明软件框架是正确的。
3.1 软件设计步骤
我们将软件设计过程分为如下步骤：
了解CPU + 了解控制对象 + 了解需求-> 设计流程 -> 考虑例外 -> 写成文档 -> 写成软件 -> 测试
(1) 了解CPU: 指我们要看CPU的手册，知道CPU提供了哪些硬件资源，这些资源的极限条件是多少，例如RAM多少，
Flash多少，通讯的最大速度是多少；还要了解编程环境。
(2) 了解控制对象：例如电磁铁，我们要知道吸合的延迟时间是多少，释放的延迟时间是多少，chopping
的占空比多少；对于电机来说，就是速度最高是多少，电流最大是多少，加速度是多少等等，这些都是控制对象的了解。
(3) 了解需求：需求，就是用户期望做什么。
(4) 设计流程：根据以上的内容，根据各种约束条件，为了实现用户期望的目标，我们如何设计一个过程，
来实现用户的目标。
(5) 考虑例外：这一条本来是“设计流程”的一部分，单独拿出来，是为了强调。任何流程，都有一条主线，即一般
情况是什么样的，同时，应该有例外情况的考虑。例外情况也就是相对主要情况的差异，也就是说，这里强调
使用按照差异来进行设计。
(6) 写成文档：将以上对各种了解、流程、以及例外情况，写成文档。
(7) 写成软件：软件应该是对文档的一个翻译，将文字语言（往往是更适合计算机表达的文字语言，例如流程图）
翻译成计算机的语言，例如C语言。
(8) 测试：根据测试的结果，再返回到前面的环节，做进一步的修正。
3.2 理想的软件框架
下面谈谈我们期望的软件框架。理想的框架，应该能够反映软件设计过程，解决部分原来软件框架的缺点。
(1) 软件的底层和应用达到一定的解耦。这个步骤，也是将CPU的理解，和对需求、控制对象的理解分开。
例如缝制模块，和用的CPU无关。而且底层模块，也和具体的应用没有紧密的关系。
则会增强软件的复用，使公司的投入得到最大限度的重复使用。而且，软件从一个
CPU更换到另外一个CPU也比较容易。
(2) 文档的编写和软件的编写达到更加一致的地步。一个人写完文档，另外一个人即可以根据文档实现软件。
(3) 使编程人员比较容易思考。要形成一种一致的、固定的模式让软件人员去思考，从而使软件设计人员
比较容易表达出自己对控制流程的理解。
(4) CPU的计算能力达到按需分配的地步。比较理想的是：哪个模块有事情发生，其接口就会被调用；否则，就不调用。
不会将CPU资源浪费在无效的标志查询上。
(5) 软件的设计，对测试要有支持。即用软件来测试软件，而且软件框架要能够支持这种情况，
能够比较容易插入、删除测试代码。
(6) 按照控制对象划分模块。我们去理解一个系统时，是按照控制对象为单元去理解的，例如：倒缝电磁铁、剪线电磁铁、
机头、电机、HMI，是当作一个个独立的对象去理解的，硬件人员也会这样去测试及获取这些对象的特性，但在软件
编写时，传统方式却是按照流程去控制这些对象的，将所有对象的控制混合在一个流程中，因此，有个转换的过程，
这个转换就会造成思考和编程的困难。
能否软件设计反映人理解这些对象的过程呢？即软件中也是按照对象去划分模块的，实际上面向对象
就是解决这个问题的软件思想工具。
(7) 为了解决以上问题，会消耗部分RAM和Flash，但增加的部分，应该是受控而且是可以承受的。
天下没有免费的午餐，实际上，随着CPU技术的发展，硬件资源相对宽裕
（例如28xx，它的flash和ram对平缝应用是用不完的），而软件复杂度的增加，是我们更难以控制的方面，
如何用一定的硬件资源来换取复杂度的降低，这是软件框架要做的事情。


4 我期望的编程框架
我期望的编程框架为如下方法的结合：分层、面向对象、信号驱动、状态机、模式
(1) 分层。分层的设计方法，能够隔离CPU和应用层，更换一个CPU，就不用更改缝制流程的代码了。
当然，合理的划分更多的层次，可以带来更多的好处。我一般将程序分为CPU层、驱动层、应用层。
(2) 面向对象。这是现代软件发展的方向，不仅仅是只有PC机编程可以用这种思想，单片机也一样可以用，这种思想将人去理解被控对象和编程方法一致起来，使代码的编写、维护难度都降低。这种方式的另外一个好处，促使软件人员不要将编码和对对象的理解混合在一起。
(3) 信号驱动。我们可以设想，如果一个信号来了，就去调用对应模块入口函数；信号密集，则入口函数调用得频繁；信号少，则入口函数调用频率低；没有信号，则对应的模块入口函数不会被调用；实现CPU计算能力的最大利用，按需分配计算资源。
(4) 状态机。按照状态去思考流程，会使编程人员的思维集中在当前的状态上，是程序员的思维更集中；同时，使文档的描述和代码的编写一致起来。
(5) 模式。模式是前人编程经验的总结，是软件结构的模板。信号驱动、状态机是模式当中的两个模式，是模式的子集。模式的学习相对来说有难度，但如果掌握了，按照模式的方式去思考、设计、编写软件，去思考软件框架，将会极大的促进软件质量。


总之，按照分层的方式去组织代码，按照面向对象的方式去划分模块，按照信号驱动-状态机模式去实现软件框架，将使我们的软件框架具有更好的性能、可移植性、可维护性，编码起来也更容易。