一、思維差異

蘋(píng)果之所以成為全球最賺錢(qián)的公司，關(guān)鍵在于產(chǎn)品的性能超越了用戶(hù)的預(yù)期，且因?yàn)榇罅靠芍赜玫暮诵念I(lǐng)域知識(shí)，綜合成本做到了極致。Yourdon和Constantine在《結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)》一書(shū)中，將經(jīng)濟(jì)學(xué)作為軟件設(shè)計(jì)的底層驅(qū)動(dòng)力，軟件設(shè)計(jì)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，因?yàn)槔斫猬F(xiàn)有代碼需要花費(fèi)時(shí)間，而且容易出錯(cuò)。同時(shí)改動(dòng)之后，還要進(jìn)行測(cè)試和部署。由于缺乏科學(xué)的軟件工程方法，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(kāi)發(fā)成本居高不下。

更多的時(shí)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(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最初編程的投入?；谶@樣的共識(shí)，讓我們操心的一系列事情，需要不斷地思考和總結(jié)使之可以重用，這就是方法論的源起。

通過(guò)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)分析，由于早期決策失誤和缺乏科學(xué)的軟件工程方法，我們開(kāi)發(fā)了一些周期長(zhǎng)、技術(shù)難度大且回報(bào)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(kāi)發(fā)成本居高不下。

由此可見(jiàn)，從軟件開(kāi)發(fā)來(lái)看，軟件工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)是完全不同的兩個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，其主要區(qū)別在于人，因?yàn)檐浖_(kāi)發(fā)是以人為中心的過(guò)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(jì)算機(jī)科學(xué)。顯然，如果我們不改變思維方式，則很難開(kāi)發(fā)出既好賣(mài)且成本低的產(chǎn)品。

二、利潤(rùn)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(rùn)卻買(mǎi)不起一套房？房子到底被誰(shuí)買(mǎi)走了，這個(gè)問(wèn)題值得我們反思！

偉大企業(yè)除了愿景、使命和價(jià)值觀之外，其核心指標(biāo)就是利潤(rùn)，作為開(kāi)發(fā)人員一個(gè)最大的痛苦就是很難精準(zhǔn)地開(kāi)發(fā)好賣(mài)的產(chǎn)品。因?yàn)楹芏嗥髽I(yè)普遍都不知道利潤(rùn)是如何來(lái)的？所以有必要建立一個(gè)利潤(rùn)模型，即“利潤(rùn)＝需求－設(shè)計(jì)”。需求是致力于解決“產(chǎn)品如何好賣(mài)”的問(wèn)題，設(shè)計(jì)是致力于解決“如何降低成本”的問(wèn)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(kāi)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(kāi)發(fā)成本，蠻力開(kāi)發(fā)的現(xiàn)象比比皆是，大量來(lái)之不易的資金被無(wú)聲無(wú)息地吞沒(méi)，整個(gè)社會(huì)的資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

為何不將復(fù)雜的技術(shù)高度抽象呢？如果實(shí)現(xiàn)就能做到讓專(zhuān)業(yè)的人做專(zhuān)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釋放出來(lái)聚焦于核心競(jìng)爭(zhēng)力。

三、核心域和非核心域

其實(shí)一個(gè)軟件系統(tǒng)封裝了若干領(lǐng)域的知識(shí)，其中一個(gè)領(lǐng)域知識(shí)代表了系統(tǒng)的核心競(jìng)爭(zhēng)

力，這個(gè)領(lǐng)域被稱(chēng)為“核心域”，其它領(lǐng)域稱(chēng)為“非核心域”。雖然更通俗的說(shuō)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(dòng)、操作系統(tǒng)和組件，即便你有一些優(yōu)勢(shì)，那

也是暫時(shí)的，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也能通過(guò)其它渠道獲得。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(jìng)爭(zhēng)對(duì)手無(wú)法輕易從第三方獲得。因?yàn)樵诤诵挠蛏仙钊胪诰?，達(dá)到基于核心域的復(fù)用，這是獲得和保持競(jìng)爭(zhēng)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(kāi)考慮。因?yàn)檫^(guò)早地將各個(gè)領(lǐng)

域的知識(shí)混雜，會(huì)增加不必要的負(fù)擔(dān)，從而導(dǎo)致開(kāi)發(fā)人員騰不出腦力思考核心域中更深刻的問(wèn)題。由于待解決的問(wèn)題的規(guī)模一旦變大，而人腦的容量和運(yùn)算能力有限，因此必須分而治之，因?yàn)楹诵挠蚺c非核心域的知識(shí)都是獨(dú)立的。

四、共性與差異性

如果沒(méi)有ARM公司的IP授權(quán)模式，則在設(shè)計(jì)MCU時(shí)勢(shì)必消耗大量來(lái)之不易的財(cái)富。雖然ARM公司的規(guī)模相對(duì)來(lái)說(shuō)不大，但毫不影響ARM成為一個(gè)偉大的企業(yè)，其為人類(lèi)做出的貢獻(xiàn)是有目共睹的。

盡管如此，沒(méi)有軟件的支持，那么硬件就是一坨廢鐵。由于需求五花八門(mén)，盡管人們也做出了巨大的努力，期望最大限度地降低開(kāi)發(fā)成本，似乎人們期望實(shí)現(xiàn)美好的心愿遙遙無(wú)期，無(wú)法做到高度地重用人類(lèi)通過(guò)艱苦努力積累的知識(shí)。由于商業(yè)利益的驅(qū)使，偉大企業(yè)的不偉大之處，企圖將客戶(hù)綁在他們的戰(zhàn)車(chē)上，讓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手絕望，大凡成功的企業(yè)無(wú)不如此。

有沒(méi)有破解的辦法呢？那就是“共性與差異性分析”抽象工具。實(shí)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(jì)原理是一樣，只是實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)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(duì)即可。

基于此，我們不妨做一個(gè)大膽的假設(shè)。雖然PCF85063、RX8025T和DS1302來(lái)自不同的半導(dǎo)體的公司，但其共性都是RTC實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘芯片，即可高度抽象共用相同的驅(qū)動(dòng)接口，其差異性用特殊的驅(qū)動(dòng)接口應(yīng)對(duì)。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(hào)量、消息、郵箱、隊(duì)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(shuō)，不管什么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(jiàn)，無(wú)論選擇何種MCU和OS，只要AWorks支持它，就可以在目標(biāo)板上實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)運(yùn)行。因?yàn)闊o(wú)論何種OS，它只是AWorks的一個(gè)組件，針對(duì)不同的OS，AWorks都會(huì)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(duì)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(wú)論你選用的是ARM還是DSP，以高度復(fù)用的軟件設(shè)計(jì)原則和只針對(duì)接口編程的思想為前提，則應(yīng)用軟件均可實(shí)現(xiàn)“一次編程、終生使用、跨平臺(tái)”，顯然AWorks給你帶來(lái)的最大價(jià)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)用軟件框架就構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，一個(gè)完整的IoT系統(tǒng)還包括傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、算法和接入云端的技術(shù)，可以說(shuō)異常復(fù)雜包羅萬(wàn)象，這不是一個(gè)公司拿到需求就可以在幾個(gè)月之內(nèi)完成的，需要長(zhǎng)時(shí)間的大量積累。

ZLG在成立之初就做了長(zhǎng)期的布局，我們并沒(méi)有將自己定位于芯片代理或設(shè)計(jì)，也沒(méi)有將自己定位于儀器制造，更沒(méi)有將自己定位于方案供應(yīng)商，但隨著時(shí)間的推移和時(shí)代的發(fā)展，經(jīng)過(guò)艱苦的努力自然而然地成為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)”領(lǐng)導(dǎo)品牌。這不是刻意而為的，而是通過(guò)長(zhǎng)期的奮斗順理成章的結(jié)果。

ZLG通過(guò)“芯片+AWorks”設(shè)計(jì)了高附加值的模塊、板卡和高端測(cè)量?jī)x器，通過(guò)有線和無(wú)線通信接口接入ZWS（ZLG Web Services） IoT云端處理系統(tǒng)，，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)處理，構(gòu)成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。

其商業(yè)模式既可以銷(xiāo)售硬件，也可以銷(xiāo)售平臺(tái)，還可以針對(duì)某個(gè)有針對(duì)性的行業(yè)提供系統(tǒng)服務(wù)于終端用戶(hù)。與此同時(shí)ZLG將在全國(guó)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(shí)驗(yàn)室，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研的模式培養(yǎng)人才服務(wù)于工業(yè)界，還可以通過(guò)天使投資打造ZLG系，幫助更多的人取得更大的成功，推動(dòng)“中國(guó)智造2025”計(jì)劃的高速發(fā)展。

六、 專(zhuān)家與通才

任何一個(gè)組織和系統(tǒng)的成功都離不開(kāi)專(zhuān)家和通才的鼎力配合與奮斗，這12年一路走來(lái)很不容易，但欣慰的是AWorks生態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)了一些專(zhuān)家和核心骨干人才。我深深地體會(huì)到卓越人才的價(jià)值，怎么形容都不為過(guò)，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(gè)衣食無(wú)憂(yōu)的，可以靜下心創(chuàng)新的平臺(tái)，大家共同努力改變這世界某一小部分，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，你一定能找到我。

七、叢書(shū)簡(jiǎn)介

這套叢書(shū)命名為《嵌入式軟件工程方法與實(shí)踐叢書(shū)》，其最新動(dòng)態(tài)詳見(jiàn)http://www.zlg.cnwww.zlg.cn（周立功旗下企業(yè)：廣州致遠(yuǎn)電子有限公司）和http://www.zlgmcu.comwww.zlgmcu.com（廣州周立功單片機(jī)科技有限公司），全部以電子版的形式發(fā)布。

目前已經(jīng)完成《程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《面向AMetal框架與接口的編程》和《面向AWorks框架與接口的編程》（上），后續(xù)還將推出《面向AWPI框架和接口的編程》、《面向AWUI框架和接口的編程》和《面向ZWS IoT框架和接口的編程》系列圖書(shū)。

周立功

2018年5月3日