硬件工程師的10個C語言技巧

　　硬件設計師最常見的工作內容是通過寫代碼來測試硬件。這10個C語言技巧(C語言仍然是常見的選擇)可以幫助設計師避免因基礎性錯誤而導致某些缺陷的產生并造成維護方面的困擾。

　　為了成功的推出一個產品，軟件開發(fā)過程本身需要經歷無數的實踐風險和障礙。任何工程師最不希望的事情就是因所使用語言或工具而帶來的挑戰(zhàn)。因此，這就需要硬件設計師編寫代碼來測試硬件的工作狀況，在資源受限的情況下，還需要開發(fā)硬件和嵌入式軟件。盡管工具和結構化編程已經有了很大進展，但通常選擇的仍然是C語言，基礎性錯誤的不斷發(fā)生，仍會導致某些缺陷的產生并造成維護方面的困擾。為竭力避免這些C編程陷阱，這里有10個C語言技巧供硬件工程師參考。

　　技巧#1:不要使用“GOTO”語句

　　二十幾年前，當計算機編程尚處于起步階段時，程序流程是由“GOTO”語句來控制。該類語句允許程序員對當前代碼行斷行，而直接進入另一個不同的代碼段。列表1為簡單的示例。

　　列表1 使用GOTO語句

　　編程語言終究開始引入了函數的概念，即允許程序對代碼進行斷行。如果已經完成，不再使用goto語句來表示代碼的斷行。函數調用后，函數將回到下一條指令。列表2為示例。這一做法改善了程序結構，提高了可讀性。自此，這被視為編寫程序的正確方法。只要看到或想到goto語句，就會讓軟件工程師退縮，產生本能的厭惡。其中一個主要的原因是，一個遍布goto語句的程序會讓讓人很難抓住重心，不便于對程序的理解和維護。

　　列表2 用函數控制流程

　　技巧#2:使用FOR(;;)或While(1)

　　如果goto語句已經過時，那么對程序創(chuàng)建無限循環(huán)應該如何去做呢，這是一些硬件工程師可能會疑惑的問題。畢竟，之前都是通過創(chuàng)建一個goto語句然后再返回到main語句。解決這一問題就要利用C語言中已經存在的循環(huán)語句for和while(列表3和4)。

　　列表3 使用一個無限的For循環(huán)

　　列表4 使用一個無限的While循環(huán)

　　列表中的循環(huán)條件相對比較簡單。for循環(huán)無非是以無條件情況使用條件語句。而另一方面，while循環(huán)是語句為真即予執(zhí)行，這等同對任何條件的非零值。

　　技巧#3:使用合適的條件語句

　　除代碼的可讀性之外，程序的執(zhí)行時間還主要依賴于做決定時所選擇的條件結構類型。許多硬件工程師都熟悉簡單的if語句的使用。然而，有時工程師可能沒有意識到，如果第一個條件不正確，還可以使用else或else if語句。這可以節(jié)省處理器時間，而不必評估另一個條件語句。在列表5所示的前半部分代碼中，如果Var值為1，則代碼仍會查看Var是否為0。而在用了else語句的后半部分代碼中，只評估第一個語句，之后就繼續(xù)走下面的代碼，這樣就節(jié)省了時鐘周期，使代碼更加清晰。

　　列表5 用If/Else替代只用If

　　If/else if/else語句可能并不永遠適用。如果需要檢查若干個可能的條件，switch語句可能更合適。這樣，處理器可以評估語句，然后從一個答案列表中選擇下一步動作，而不用連續(xù)地評估一堆條件。列表6顯示的例子與列表5示例的類型相同。

　　列表6 使用Switch語句

　　以上示例的寓意是，讓條件語句的選擇更開放，以選擇出最適合的語句。這種做法使程序結構更簡單，便于理解程序流程，縮短處理器的額外時鐘周期。

　　技巧#4:避免使用匯編語言

　　微處理器的自然語言為匯編語言指令。為低級別機器語言編程可能會為處理器提供更高效的代碼。然而，人類并不是天生就會這種語言，并且經驗表明，編寫匯編語言會造成誤解。誤解會導致維護不當，更甚者，可能會使系統(tǒng)到處是bug.一般建議避免使用匯編語言。實際上，現在大多數編譯器都能編譯出非常高效的代碼。采用C語言或C++語言等高級語言的開發(fā)，能獲得更有序的結構，便于理解和維護，使代碼的整體效果更好。列表7給出了一個示例，比較了使一個32位變量遞增所使用的匯編代碼和C語言代碼。

　　列表7 用匯編和C語言完成一個變量的遞增

　　匯編

　　C代碼