硬件工程师的10个C语言技巧

　　硬件设计师最常见的工作内容是通过写代码来测试硬件。这10个C语言技巧(C语言仍然是常见的选择)可以帮助设计师避免因基础性错误而导致某些缺陷的产生并造成维护方面的困扰。

　　为了成功的推出一个产品，软件开发过程本身需要经历无数的实践风险和障碍。任何工程师最不希望的事情就是因所使用语言或工具而带来的挑战。因此，这就需要硬件设计师编写代码来测试硬件的工作状况，在资源受限的情况下，还需要开发硬件和嵌入式软件。尽管工具和结构化编程已经有了很大进展，但通常选择的仍然是C语言，基础性错误的不断发生，仍会导致某些缺陷的产生并造成维护方面的困扰。为竭力避免这些C编程陷阱，这里有10个C语言技巧供硬件工程师参考。

　　技巧#1:不要使用“GOTO”语句

　　二十几年前，当计算机编程尚处于起步阶段时，程序流程是由“GOTO”语句来控制。该类语句允许程序员对当前代码行断行，而直接进入另一个不同的代码段。列表1为简单的示例。

　　列表1 使用GOTO语句

　　编程语言终究开始引入了函数的概念，即允许程序对代码进行断行。如果已经完成，不再使用goto语句来表示代码的断行。函数调用后，函数将回到下一条指令。列表2为示例。这一做法改善了程序结构，提高了可读性。自此，这被视为编写程序的正确方法。只要看到或想到goto语句，就会让软件工程师退缩，产生本能的厌恶。其中一个主要的原因是，一个遍布goto语句的程序会让让人很难抓住重心，不便于对程序的理解和维护。

　　列表2 用函数控制流程

　　技巧#2:使用FOR(;;)或While(1)

　　如果goto语句已经过时，那么对程序创建无限循环应该如何去做呢，这是一些硬件工程师可能会疑惑的问题。毕竟，之前都是通过创建一个goto语句然后再返回到main语句。解决这一问题就要利用C语言中已经存在的循环语句for和while(列表3和4)。

　　列表3 使用一个无限的For循环

　　列表4 使用一个无限的While循环

　　列表中的循环条件相对比较简单。for循环无非是以无条件情况使用条件语句。而另一方面，while循环是语句为真即予执行，这等同对任何条件的非零值。

　　技巧#3:使用合适的条件语句

　　除代码的可读性之外，程序的执行时间还主要依赖于做决定时所选择的条件结构类型。许多硬件工程师都熟悉简单的if语句的使用。然而，有时工程师可能没有意识到，如果第一个条件不正确，还可以使用else或else if语句。这可以节省处理器时间，而不必评估另一个条件语句。在列表5所示的前半部分代码中，如果Var值为1，则代码仍会查看Var是否为0。而在用了else语句的后半部分代码中，只评估第一个语句，之后就继续走下面的代码，这样就节省了时钟周期，使代码更加清晰。

　　列表5 用If/Else替代只用If

　　If/else if/else语句可能并不永远适用。如果需要检查若干个可能的条件，switch语句可能更合适。这样，处理器可以评估语句，然后从一个答案列表中选择下一步动作，而不用连续地评估一堆条件。列表6显示的例子与列表5示例的类型相同。

　　列表6 使用Switch语句

　　以上示例的寓意是，让条件语句的选择更开放，以选择出最适合的语句。这种做法使程序结构更简单，便于理解程序流程，缩短处理器的额外时钟周期。

　　技巧#4:避免使用汇编语言

　　微处理器的自然语言为汇编语言指令。为低级别机器语言编程可能会为处理器提供更高效的代码。然而，人类并不是天生就会这种语言，并且经验表明，编写汇编语言会造成误解。误解会导致维护不当，更甚者，可能会使系统到处是bug.一般建议避免使用汇编语言。实际上，现在大多数编译器都能编译出非常高效的代码。采用C语言或C++语言等高级语言的开发，能获得更有序的结构，便于理解和维护，使代码的整体效果更好。列表7给出了一个示例，比较了使一个32位变量递增所使用的汇编代码和C语言代码。

　　列表7 用汇编和C语言完成一个变量的递增

　　汇编

　　C代码