AWorks的哲學(xué)思想

一、 思維差異

蘋果公司之所以能成為全球最賺錢的公司,關(guān)鍵在于其產(chǎn)品的性能超越了用戶的預(yù)期,并且具備大量可重用的核心領(lǐng)域知識,使綜合成本達(dá)到了極致。Yourdon和Constantine在《結(jié)構(gòu)化設(shè)計》一書中,將經(jīng)濟(jì)學(xué)作為軟件設(shè)計的底層驅(qū)動力,認(rèn)為軟件設(shè)計應(yīng)該致力于降低整體成本。人們發(fā)現(xiàn)軟件的維護(hù)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于它的初始成本,這是因為理解現(xiàn)有代碼需要花費時間,且容易出錯;而改動代碼之后,還要進(jìn)行測試和部署。

在很多時候,程序員不是在編碼,而是在閱讀程序。由于閱讀程序需要從細(xì)節(jié)和概念上理解,因此修改程序的投入會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最初編程的投入。基于這樣的共識,我們考慮一系列事情時,就要不斷地總結(jié)使之可以重用,這就是方法論的源起。

通過財務(wù)數(shù)據(jù)分析可知,由于早期決策失誤和缺乏科學(xué)的軟件工程方法,我們開發(fā)了一些周期長、技術(shù)難度大且回報率極低的產(chǎn)品,不僅軟件難以重用,而且擴(kuò)展和維護(hù)難度很大,從而導(dǎo)致開發(fā)成本居高不下。

由此可見,從軟件開發(fā)來看,軟件工程與計算機(jī)科學(xué)是完全不同的兩個領(lǐng)域的知識,其主要區(qū)別在于人,因為軟件開發(fā)是以人為中心的過程。如果考慮人的因素,軟件工程更接近經(jīng)濟(jì)學(xué),而非計算機(jī)科學(xué)。顯然,如果我們不改變思維方式,就很難開發(fā)出既好賣成本又低的產(chǎn)品。

二、 利潤模型

產(chǎn)品的BOM 成本很低,而毛利又很高,為何很多上市公司的年利潤卻買不起一套房? 房子到底被誰買走了,這個問題值得我們反思!

成功的企業(yè)除了愿景、使命和價值觀之外,其核心指標(biāo)就是利潤。作為開發(fā)人員,最大的痛苦之一就是很難精準(zhǔn)地開發(fā)出好賣的產(chǎn)品。因為很多企業(yè)都不知道利潤是如何來的,所以有必要建立一個利潤模型,即“利潤=需求-設(shè)計”。需求是致力面向AWorks框架和接口的C編程(上)?

于解決“產(chǎn)品如何好賣”的問題,設(shè)計是致力于解決“如何降低成本”的問題。代碼的優(yōu)劣不僅直接決定了軟件的質(zhì)量,還將直接影響軟件成本。軟件成本是由開發(fā)成本和維護(hù)成本組成的,而維護(hù)成本卻遠(yuǎn)高于開發(fā)成本,蠻力開發(fā)的現(xiàn)象比比皆是,大量來之不易的資金被無聲無息地吞沒,造成社會資源的嚴(yán)重浪費。為何不將復(fù)雜的技術(shù)高度抽象呢? 如果實現(xiàn)了就能做到讓專業(yè)的人做專業(yè)的事,AWorks就是在這樣的背景下誕生的。由于其中融入了更多的軟件工程技術(shù)方法,因此就能做到將程序員徹底從非核心域中解脫出來,專注于核心競爭力。

三、 核心域和非核心域

其實一個軟件系統(tǒng)封裝了若干領(lǐng)域的知識,其中有一個領(lǐng)域的知識代表了系統(tǒng)的核心競爭力,則這個領(lǐng)域就稱為“核心域”,而其他領(lǐng)域就稱為“非核心域”。雖然更通俗的說法是“業(yè)務(wù)”和“技術(shù)”,但使用“核心域”和“非核心域”更嚴(yán)謹(jǐn)。非核心域就是別人的領(lǐng)域,比如,底層驅(qū)動、操作系統(tǒng)和組件,即便你有一些優(yōu)勢,那也是暫時的,競爭對手也能通過其他渠道獲得。雖然非核心域的改進(jìn)是必要的,但不充分,還是要在核心域上深入挖掘,讓競爭對手無法輕易從第三方獲得。因為只有在核心域上深入挖掘,達(dá)到基于核心域的復(fù)用,才是獲得和保持競爭力的根本手段。

要達(dá)到基于核心域的復(fù)用,有必要將核心域和非核心域分開考慮。因為過早地將各個領(lǐng)域的知識混雜,會增加不必要的負(fù)擔(dān),從而導(dǎo)致開發(fā)人員騰不出腦力思考核心域中更深刻的問題。由于核心域與非核心域的知識都是獨立的,解決問題的規(guī)模一旦變大,而人腦的容量和運算能力又有限,就會顧此失彼,故必須分而治之。

四、 共性與差異性

如果沒有ARM 公司的IP授權(quán)模式,那么在設(shè)計MCU 時勢必會消耗大量來之不易的財富。雖然ARM 公司的規(guī)模相對來說不大,但是毫不影響ARM 成為一個偉大的企業(yè),其為人類做出的貢獻(xiàn)是有目共睹的。

盡管如此,如果沒有軟件的支持,那么硬件就是一坨廢鐵。由于需求五花八門,人們盡管也做出了巨大的努力,期望最大限度地降低開發(fā)成本,但期望的實現(xiàn)有,卻遙遙無期,無法做到高度地重用人類通過艱苦努力積累的知識。由于商業(yè)利益的驅(qū)使,偉大企業(yè)的不偉大之處,是企圖將客戶綁在他們的戰(zhàn)車上,讓競爭對手絕望,大凡成功的企業(yè)無不如此。有沒有破解的辦法呢? 有,那就是“共性與差異性分析”抽象工具。實際上,不管是基于何種內(nèi)核的MCU,也不管是哪家公司的OS,其設(shè)計原理都是一樣的,只是實現(xiàn)方法和實體(硬件和程序)不一樣,但只要將其共性抽象為統(tǒng)一接口,差異性用特殊的接口應(yīng)對即可。

基于此,我們不妨做一個大膽的假設(shè)。雖然PCF85063、RX8025T 和DS1302來? AWorks的哲學(xué)思想自不同的半導(dǎo)體公司,但其共性都是RTC實時日歷時鐘芯片,即可高度抽象共用相同的驅(qū)動接口,其差異性可用特殊的驅(qū)動接口應(yīng)對。雖然FreeRTOS或μC/OS Ⅱ或sysBIOS、Linux、Windows各不相同,但它們都是OS,多線程、信號量、消息、郵箱、隊列等是其特有的共性,顯然QT和emWin同樣可以高度抽象為GUI框架。也就是說,不管是什么MCU,也不管是否使用操作系統(tǒng),只要修改相應(yīng)的頭文件,即可復(fù)用應(yīng)用代碼。

由此可見,無論選擇何種MCU 和OS,只要AWorks支持它,就可以在目標(biāo)板上實現(xiàn)跨平臺運行。因為無論何種OS,它只是AWorks的一個組件,針對不同的OS,AWorks都會提供相應(yīng)的適配器,那么所有的組件都可以根據(jù)需要互換。

由于AWorks制定了統(tǒng)一的接口規(guī)范,并對各種MCU 內(nèi)置的功能部件與外圍器件進(jìn)行了高度的抽象,因此無論你選用的是ARM 還是DSP,只要以高度復(fù)用的軟件設(shè)計原則和只針對接口編程的思想為前提,應(yīng)用軟件就可實現(xiàn)“一次編程、終生使用、跨平臺”,顯然AWorks所帶來的最大價值就是不需要重新發(fā)明輪子。

五、 生態(tài)系統(tǒng)

如果僅有OS和應(yīng)用軟件框架,要構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng),這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在萬物互聯(lián)的時代,一個完整的IoT 系統(tǒng),還包括傳感器、信號調(diào)理電路、算法和接入云端的技術(shù),可以說異常復(fù)雜,包羅萬象。這不是一個公司拿到需求就可以在幾個月之內(nèi)完成的,需要長時間的大量積累。

ZLG集團(tuán)(ZLG集團(tuán)目前包含兩個子公司:廣州致遠(yuǎn)電子有限公司和廣州周立功單片機(jī)科技有限公司,后文將ZLG集團(tuán)簡稱為ZLG,兩個子公司分別簡稱為致遠(yuǎn)電子和周立功單片機(jī))在成立之初就做了長遠(yuǎn)的布局,并沒有將自己定位于芯片代理或設(shè)計,也沒有將自己定位于儀器制造,更沒有將自己定位于方案供應(yīng)商,而是隨著時間的推移和時代的發(fā)展,經(jīng)過艱苦的努力自然而然地成為了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)”的領(lǐng)導(dǎo)品牌。這不是刻意為之的,而是通過長期的奮斗順理成章的結(jié)果。

ZLG通過“芯片+AWorks”設(shè)計了高附加值的模塊、板卡和高端測量儀器,通過有線和無線通信接口接入ZWS(ZLG Web Services) IoT云端處理系統(tǒng),實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)處理,構(gòu)成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。

ZLG的商業(yè)模式既可以銷售硬件,也可以銷售平臺,還可以針對某個特定的行業(yè)提供系統(tǒng)服務(wù)于終端用戶。與此同時,ZLG 將在全國50所大學(xué)建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)合實驗室,通過產(chǎn)學(xué)研的模式培養(yǎng)人才服務(wù)于工業(yè)界,還將通過天使投資打造ZLG 系,幫助更多的人取得更大的成功,推動“中國制造2025”計劃的高速發(fā)展。

六、 專家與通才

任何一個組織和系統(tǒng)的成功都離不開專家和通才的鼎力配合與奮斗。這12年面向AWorks框架和接口的C編程(上)?一路走來很不容易,但欣慰的是AWorks生態(tài)系統(tǒng)的開發(fā),培養(yǎng)了一些專家和核心骨干人才。我深深地體會到卓越人才的價值,多么高的評價都不為過,所以今后我的主要工作就是尋找和發(fā)現(xiàn)卓越人才,為他們提供一個衣食無憂的,能夠靜下心來創(chuàng)新的平臺,大家共同努力改變這世界的某一小部分。歡迎自我推薦或讀者向我推薦有理想有抱負(fù)的人才,如果你有心就一定能找到我。

七、 叢書簡介

這套叢書命名為《嵌入式軟件工程方法與實踐叢書》,目前已經(jīng)完成《程序設(shè)計與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》《面向AMetal框架和接口的C編程(上)》,后續(xù)還將推出《面向AWorks框架和接口的C編程(下)》《面向AMetal框架和接口的LoRa編程》《面向AWorks框架和接口的C++編程》《面向AWorks框架和接口的GUI編程》《面向AWorks框架和接口的CAN 編程》《面向AWorks框架和接口的網(wǎng)絡(luò)編程》《面向AWorks框架和接口的EtherCAT編程》《嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計》等圖書,最新動態(tài)詳見www.zlg.cn(致遠(yuǎn)電子官網(wǎng))和www.zlgmcu.com(周立功單片機(jī)官網(wǎng))。

周立功

2018年5月4日