嵌入式写好一行代码，真不简单

虽然没有做过产业调查，但从我所见和所招聘人员，从事嵌入式行业的工程师，要么缺乏理论知识，要么缺乏实践经验。很少两者兼备的。究其原因，还是中国的大学教育的问题。这里不探讨这个问题，避免口水战。我想列出我实践中的几个例子。引起大家在嵌入式中做项目时对一些问题的关注。

第一个问题：

同事在uC/OS-II下开发一个串口的驱动程序，驱动和接口在测试中均为发现问题。应用中开发了个通讯程序，串口驱动提供了一个查询驱动缓冲区字符的函数：GetRxBuffCharNum()。

高层需要接受一定数量的字符以后才能对包做解析。一个同事撰写的代码，用伪代码表示如下：

bExit=FALSE;

do{

if(GetRxBuffCharNum()>=30)

bExit=ReadRxBuff(buff,GetRxBuffCharNum());

}while(!bExit);

unsignedGetRxBuffCharNum(void)
{
cpu_registerreg;
unsignednum;

reg=interrupt_disable();
num=gRxBuffCharNum;
interrupt_enable(reg);

return(num);
}

很明显，由于在循环中，interruput_disable()和interrupt_enable()之间是个全局临界区域，保证gRxBufCharNum的完整性。

但是，由于在外层的do { } while() 循环中，CPU频繁的关闭中断，打开中断，这个时间非常的短。实际上CPU可能不能正常的响应UART的中断。当然这和uart的波特率、硬件缓冲区的大小还有CPU的速度都有关系。我们使用的波特率非常高，大约有3Mbps。

uart起始信号和停止信号占一个比特位。一个字节需要消耗10个周期。3Mbps的波特率大约需要3.3us传输一个字节。3.3us能执行多少个CPU指令呢？100MHz的ARM，大约能执行150条指令左右。结果关闭中断的时间是多长呢？一般ARM关闭中断都需要4条以上的指令，打开又有4条以上的指令。接收uart中断的代码实际上是不止20条指令的。所以，这样下来，就有可能出现丢失通信数据的Bug，体现在系统层面上，就是通信不稳定。

修改这段代码其实很简单，最简单的办法是从高层修改。即：

bExit=FALSE;

do{
DelayUs(20);//延时20us，一般采用空循环指令实现
num=GetRxBuffCharNum();
if(num>=30)
bExit=ReadRxBuff(buff,num);

}while(!bExit);

从上面的例子可以看清楚，嵌入式需要开发人员对代码的各个环节需要了解清楚。

第二个例子：

同事驱动一个14094串转并的芯片。串行信号是采用IO模拟的，因为没有专用的硬件。同事就随手写了个驱动，结果调试了3、4天，仍旧是有问题。

我实在看不下去了，就去看了看，控制的并行信号有时候正常有时候不正常。我看了看代码，用伪代码大概是：

for(i=0;i<8;i++)
{

SetData((data>>i)0x1);
SetClockHigh();

for(j=0;j<5;j++);
SetClockLow();
}

将数据的8个bit在每个高电平从bit0到bit7依次发送出去。应该是正常的啊。看不出问题在哪啊？我仔细想了想，有看了14094的datasheet，明白了。

原来，14094要求clock的高电平持续10个ns，低电平也要持续10个ns。这段代码之做了高电平时间的延时，没有做低电平的延时。如果中断插在低电平之间工作，那么这段代码是可以的。但是如果CPU没有中断插在低电平时执行，则是不能正常工作的。所以就时好时坏。

修改也比较简单：

for(i=0;i<8;i++)

{

SetData((data>>i)0x1);
SetClockHigh();

for(j=0;j<5;j++);

SetClockLow();

for(j=0;j<5;j++);

}

这样就完全正常了。但是这个还是不能很好移植的一个代码，因为编译器一优化，就有可能造成这两个延时循环的丢失。丢失了，就不能保证高电平低电平持续10ns的要求，也就不能正常工作了。

所以，真正的可以移植的代码，应该把这个循环做成一个纳秒级的DelayNs(10);

像Linux一样，上电时，先测量一下，nop指令执行需要多长时间执行，多少个nop指令执行10ns。执行一定的nop指令就可以了。利用编译器防止优化的编译指令或者特殊的关键字，防止延时循环被编译器优化掉。如GCC中的

__volatile__ __asm__("nop;\n");

从这个例子中可以清楚的看到，写好一段好代码，是需要很多知识支撑的。你说呢？

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