【說(shuō)在前面的話】

作為一個(gè)以“思維”為內(nèi)容的討論，我并不懼怕話題的龐大。畢竟思維并不是什么可以速成的快餐，俗語(yǔ)說(shuō)冰凍三尺非一日之寒，著急不來(lái)；另一方面，“思維”是個(gè)頗為唯心的內(nèi)容，不僅沒(méi)有定論，針對(duì)每個(gè)人的具體情況也是不同的。所以，我并不害怕談?wù)撍季S的時(shí)候“歪了樓”，或者“缺乏客觀性”——本來(lái)，裝在一個(gè)皮囊里，我能談?wù)摰囊仓皇俏易约旱乃季S，供有興趣的看官們消遣一二，如果還能有所啟示或者是幫助，那就再好不過(guò)了。

模仿人的認(rèn)知過(guò)程，我也將話題分為“自上而下”（對(duì)應(yīng)Top Down Perception）和“自下而上”（對(duì)應(yīng)Bottom Up Perception）兩個(gè)方向。前者從較為宏觀（但更貼近生活和概念的本來(lái)面目）出發(fā)，討論一些裸機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的嵌入式概念和看似高大上其實(shí)很實(shí)在的說(shuō)法；后者則選擇從具體的技術(shù)或者是設(shè)備出發(fā)，從小的問(wèn)題開(kāi)始，逐步引出更為復(fù)雜的問(wèn)題。

最終，在某個(gè)時(shí)刻，你會(huì)在某個(gè)層面上發(fā)現(xiàn)兩個(gè)認(rèn)知方向的重合點(diǎn)，我可以保證的是，幾乎對(duì)所有人來(lái)說(shuō)，這個(gè)重合點(diǎn)都是不同的。排除智商的因素，起決定性的還是讀者已經(jīng)掌握的背景知識(shí)。

為用而專(zhuān)

【正文】

作為開(kāi)篇，我們首先對(duì)＂什么是嵌入式系統(tǒng)＂的認(rèn)識(shí)開(kāi)始。那么什么是嵌入式系統(tǒng)呢？我首先保證，下面的定義已經(jīng)非常精簡(jiǎn)，一個(gè)多余的單詞都沒(méi)有（請(qǐng)?jiān)试S我在一個(gè)完整的句子中加入空格來(lái)強(qiáng)調(diào)每一個(gè)要素）：

嵌入式系統(tǒng)是面向應(yīng)用高度裁減的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

１、“專(zhuān)用”

首先我們需要牢記于胸的是這個(gè)“專(zhuān)”字（Dedicated），這是相對(duì)通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的“通用”來(lái)說(shuō)的。PC就是通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；出乎很多人意料的是，智能手機(jī)也是“通用”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這是因?yàn)?，通用?jì)算機(jī)系統(tǒng)擁有標(biāo)準(zhǔn)的硬件定義和操作系統(tǒng)，上層軟件可以在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)（對(duì)硬件和系統(tǒng)軟件統(tǒng)一性）的一個(gè)假設(shè)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)。這么說(shuō)也許很抽象，實(shí)際的判斷標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)很簡(jiǎn)單，如果一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件可以自由的直接在同類(lèi)計(jì)算機(jī)的硬件上執(zhí)行，那么這個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)很可能就是一個(gè)通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如，APP可以在不同的智能手機(jī)上執(zhí)行（當(dāng)然需要運(yùn)行相同的操作系統(tǒng)，無(wú)論是Andriod還是iOS，具體你懂得，抬杠的同志請(qǐng)自動(dòng)取消關(guān)注）

這個(gè)專(zhuān)用太重要了，如果說(shuō)嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)宇宙的話，那么這里的“專(zhuān)用”就是那個(gè)著名的宇宙大爆炸——嵌入式系統(tǒng)一切的特點(diǎn)都源自于此。

2、“面向應(yīng)用”

光說(shuō)專(zhuān)用，似乎缺少了什么——“專(zhuān)用”總需要面向點(diǎn)什么才能體現(xiàn)“專(zhuān)用”啊。因此，很自然的，“面向應(yīng)用”的“專(zhuān)用”就成了嵌入式系統(tǒng)的根本立足點(diǎn)。那么你要問(wèn)了，難道還有不“面向應(yīng)用”的“專(zhuān)用”么？當(dāng)然有了，有面向“科研”的，面向“宣傳效應(yīng)的”，有“面向自我實(shí)現(xiàn)”的……

面向科研認(rèn)真說(shuō)來(lái)也算是面向應(yīng)用了——科研應(yīng)用嘛，但其實(shí)還是不同的，因?yàn)楹竺嫖覀儠?huì)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是一個(gè)工程問(wèn)題，而科研類(lèi)的開(kāi)發(fā)是一個(gè)學(xué)術(shù)問(wèn)題，前者是用成熟的技術(shù)去實(shí)現(xiàn)一個(gè)明確的已知目標(biāo)，后者是用已知的技術(shù)去探索未知的領(lǐng)域或者驗(yàn)證可能的結(jié)果

面向宣傳，你懂得。沒(méi)什么卵用，但是可以給人希望和信心。

面向自我實(shí)現(xiàn)，有多少人自己寫(xiě)一個(gè)操作系統(tǒng)是面向應(yīng)用的？

嵌入式系統(tǒng)是面向應(yīng)用的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。那么應(yīng)用又大體分兩類(lèi)：軍用和民用。這么分有什么目的呢？

３、“高度裁剪”

前面我們說(shuō)，專(zhuān)用是面向應(yīng)用的專(zhuān)用，目標(biāo)非常明確——實(shí)現(xiàn)某個(gè)具體的應(yīng)用；相對(duì)目標(biāo)不是那么明確的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，怎么做才能體現(xiàn)出“針對(duì)某個(gè)具體應(yīng)用”而凸現(xiàn)出來(lái)的“專(zhuān)用”呢？當(dāng)然是裁減——從能實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)應(yīng)用的通用計(jì)算機(jī)原形系統(tǒng)（Prototype）上進(jìn)行裁減——去掉不必要的部分，從而成為某個(gè)應(yīng)用的“專(zhuān)屬”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

那么問(wèn)題來(lái)了，哪些東西可以裁減呢？如何裁減呢？這里實(shí)際上是有明確的標(biāo)準(zhǔn)的——面向應(yīng)用的具體需求進(jìn)行裁減。具體來(lái)說(shuō)，雖然功能性（Functionality）、成本（Cost）、可靠性（Dependability / Reliability）、功耗（Power Consumption）、體積（Size）、性能（Performance）、安全性（Security）都是各類(lèi)嵌入式系統(tǒng)所追求的，但當(dāng)我們成本有限的時(shí)候（時(shí)間、金錢(qián)、人力資源），我們只能根據(jù)應(yīng)用的偏好來(lái)分配資源，俗話說(shuō)“好鋼用在刀刃上”就是這個(gè)道理。

容易想象，軍用在上述要素的優(yōu)先級(jí)可能是（僅供參考）：

功能性 〉可靠性 〉體積 〉性能 〉安全性 〉功耗 〉成本

——想象一下不差錢(qián)的軍方會(huì)怎樣考慮一套單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)

用在裁減的過(guò)程中則可能是另外一個(gè)樣子：

功能性 〉性能 〉體積 〉成本 〉功耗 〉可靠性 〉安全性

——想象一下國(guó)產(chǎn)智能手機(jī)（粗糧、某族、某情懷）

【小結(jié)】

綜上所述，我們可以簡(jiǎn)單的小結(jié)一下，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)面向應(yīng)用高度裁減的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)——是不是覺(jué)得都是廢話了？哈哈哈哈，說(shuō)明你理解了。下一篇，我們將更深層次的揭示隱藏在嵌入式系統(tǒng)名稱下的產(chǎn)業(yè)秘密和規(guī)律。

真正的軟硬件

【正文】

當(dāng)被人問(wèn)起“什么是嵌入式系統(tǒng)”時(shí)，無(wú)需看過(guò)我的文章，有一種狡猾的說(shuō)法肯定是挑不出任何錯(cuò)誤的——套用知乎上一類(lèi)著名的問(wèn)答體，“如何快速的假裝/成為某個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家”——你可以故作認(rèn)真的說(shuō)：

“嵌入式系統(tǒng)首先是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，然后大談你對(duì)軟件和硬件的看法……

為了在幾乎沒(méi)有逼格的行業(yè)中讓大家能夠有機(jī)會(huì)裝逼，下面我就教大家一種關(guān)于嵌入式系統(tǒng)軟件和硬件的特別觀點(diǎn)，絕對(duì)可以讓所有的小師妹小師弟甚至是同齡人偷來(lái)“刮目相看”的眼光。當(dāng)然首先你要真的理解這種說(shuō)法。

為了引起更多人的注意，同時(shí)讓話題更有沖擊性，你應(yīng)該非?？隙?、神秘、恨鐵不成鋼而又憤慨的宣布一個(gè)觀點(diǎn)：

“你知道么？嵌入式系統(tǒng)中幾乎所有人關(guān)于軟件和硬件的看法都是錯(cuò)誤的……我們被教科書(shū)給坑了！”

1、傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的“軟件/硬件”觀

通常，我們提到計(jì)算機(jī)硬件，腦海里立馬浮現(xiàn)的就是一臺(tái)PC主機(jī)，當(dāng)然這個(gè)時(shí)候你要特別小心，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候你舉出的例子很可能是暴露年齡或者逼格的。比如，用臺(tái)式機(jī)舉例還是用筆記本舉例顯然暴露年齡，用Windows筆記本舉例還是Mac舉例將暴露逼格。當(dāng)我們提到軟件，腦海里浮現(xiàn)的差不多就是Windows上跑著的各類(lèi)軟件，當(dāng)然，如果你能用APP，特別是iOS的APP來(lái)舉例，顯然就是很有面子的。

是的，細(xì)心的你注意到了，傳統(tǒng)的軟硬件觀念直接來(lái)源于通用計(jì)算機(jī)。在后面的討論中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，這種由通用計(jì)算機(jī)帶來(lái)的思維定勢(shì)是非?？膳碌?。

2、嵌入式系統(tǒng)中的“軟/硬件”觀

嵌入式系統(tǒng)中的軟件和硬件并不是你想象的那么簡(jiǎn)單。這其實(shí)很好理解，你可以在大學(xué)校園里隨便攔下幾個(gè)學(xué)生，讓我們來(lái)做一個(gè)采訪，問(wèn)問(wèn)他們什么是軟件什么是硬件：

屌絲A（計(jì)算機(jī)學(xué)院）：你丫有病么？硬件就是你的電腦主機(jī)咯，主板、CPU、內(nèi)存硬盤(pán)、顯卡什么的；軟件就是Windows程序咯

屌絲B（信息學(xué)院）：硬件就是單片機(jī)啊，51、AVR、STM32之類(lèi)的，對(duì)了，還有開(kāi)發(fā)板也算吧？軟件嘛，就是Firmware咯（固件），過(guò)去用匯編開(kāi)發(fā)，現(xiàn)在都是用C了

屌絲C（信息學(xué)院）：毛線！我還可以用VHDL和Verlog寫(xiě)一個(gè)內(nèi)核呢，你說(shuō)說(shuō)VHDL和Verilog寫(xiě)出來(lái)的是不是軟件？FPGA是不是硬件？

屌絲B：呃……那咋辦？

屌絲D（計(jì)算機(jī)學(xué)院）：你們別忘了，開(kāi)發(fā)板上跑的虛擬機(jī)也是硬件哦，虛擬機(jī)上用Java寫(xiě)的程序也是軟件。

大家可能注意到了，在嵌入式系統(tǒng)中，軟件和硬件是一個(gè)不那么靠譜的定義方式——當(dāng)人們用普通話發(fā)相同的聲音說(shuō)同一個(gè)詞語(yǔ)的時(shí)候，描述的可能根本不是同一個(gè)東西。那么，嵌入式系統(tǒng)中，軟件和硬件應(yīng)該如何理解呢？

方案一 . 要么，你可以假裝從來(lái)沒(méi)有看過(guò)這篇文章，只跟你用相同系統(tǒng)的人討論問(wèn)題，或者“自己根據(jù)語(yǔ)境”自動(dòng)切換軟件和硬件的意思。

方案二 . 要么，我們重新定義一下軟件和硬件的概念，只要這個(gè)概念兼容原有的理解方式就可以了。

真有一種兼容老概念的新定義么？答案是肯定的。讓我們來(lái)首先找一找在不同層面上軟件的共同點(diǎn)：大家都是用一種語(yǔ)言（Java、C、VHDL、甚至是原理圖）來(lái)描述自己大腦中的邏輯（思維）。讓我們來(lái)體會(huì)一下這個(gè)特點(diǎn)，是不是這么個(gè)特點(diǎn)？因此，我們重新鄭重的定義一下軟件：

軟件：人們借助某種語(yǔ)言，“嘗試”固化下來(lái)的，自己的思維

與之相對(duì)，硬件的概念可以修改為：

硬件：業(yè)已固化下來(lái)的邏輯，可以穩(wěn)定的提供確定的服務(wù)和功能

可見(jiàn)， 軟件的本質(zhì)是思維，是設(shè)計(jì)人員的思維 ，因而程序設(shè)計(jì)人員最重要的是自己 根據(jù)任務(wù)的需求想通所有的邏輯，并借助一定的語(yǔ)言作為工具，把自己的思維"固化"下來(lái) 。這個(gè)思維的過(guò)程叫做"設(shè)計(jì)（Design）"、這個(gè)固化的過(guò)程叫做"編碼（Coding）"。簡(jiǎn)單的說(shuō)，寫(xiě)代碼只是一個(gè)思維翻譯的過(guò)程，更重要的是首先寫(xiě)程序的人要想清楚，擁有清晰的思維，然后借助準(zhǔn)確無(wú)誤的語(yǔ)言表達(dá)能力（很遺憾，很多人語(yǔ)言表達(dá)能力非常有限——就是用C語(yǔ)言寫(xiě)不出自己想要實(shí)現(xiàn)的功能）才能寫(xiě)出正確的代碼。

思維的設(shè)計(jì)有很多輔助工具，如大家熟知的流程圖（Flow Chart）、UML圖、還有大家不太用的數(shù)據(jù)流圖（Data Flow Diagram）等等。然而，具體代碼往往并不是一個(gè)好的輔助工具。進(jìn)行思維設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)人員，叫做Programmer。

將Programmer的設(shè)計(jì)文檔（各類(lèi)圖表）翻譯成具體程序代碼的人叫做Coder。

說(shuō)殘酷一點(diǎn)：Programmer設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)思考；Coder翻譯，負(fù)責(zé)干苦力。如果你不服，我也沒(méi)辦法，哈哈哈哈……

**硬件，本質(zhì)上一個(gè)固化下來(lái)的邏輯。**這個(gè)邏輯的前身當(dāng)然是思維，只不過(guò)它被固化下來(lái)了，而且可以"穩(wěn)定"可靠的提供"確定"的功能和服務(wù)。比如，F(xiàn)IFO是隊(duì)列，在某些軟件系統(tǒng)中把這種邏輯確定的模塊叫做"構(gòu)件"（Component），一種中性化的描述，并不強(qiáng)調(diào)它是軟件還是硬件。因?yàn)闃?gòu)件的本質(zhì)是一個(gè)模塊，是一個(gè)可以提供"確定"的，大家都知道的功能的模塊。它可以是硬件的，也可以是軟件的。Who care？有的系統(tǒng)還會(huì)提供硬件抽象層，進(jìn)一步模糊這類(lèi)模塊的軟硬屬性——反正你知道它是做什么的就行了，反正它很可靠，而且可以重復(fù)利用，所以你用就好了，是軟的還是硬的，無(wú)所謂，反正都是同一個(gè)API。

當(dāng)我們想凸顯一個(gè)模塊的邏輯、確定性和穩(wěn)定性，而又不能或者不需要或者不關(guān)心它的軟硬屬性的時(shí)候，我們就干脆叫他構(gòu)件（Component）。

重新定義軟件和硬件的概念，不是一個(gè)文字游戲，而是一個(gè)行業(yè)內(nèi)在心底里約定俗成已經(jīng)默默在做的事情，只是，今天被明確的點(diǎn)破了而已。雖然你覺(jué)得被刷了三觀（也許你沒(méi)有），但仔細(xì)想想，其實(shí)的確和過(guò)去的認(rèn)識(shí)沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別？

不是么？其實(shí)你早就懂對(duì)么？哈哈哈哈——我沒(méi)有重新發(fā)明軟件或者硬件，我只是誠(chéng)實(shí)的搬運(yùn)工。

重力和沉淀

【正文】

嵌入式（Embedded），聽(tīng)起來(lái)也許是一個(gè)很有點(diǎn)科技感的名詞，加之最近大熱的所謂物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、智能硬件，似乎從事嵌入式開(kāi)發(fā)很有點(diǎn)逼格的感覺(jué)——沒(méi)錯(cuò)，在上世紀(jì)70年代，大洋彼岸的很多Freaks們也是這么想的，他們中的很多人已經(jīng)印刷在各類(lèi)書(shū)籍的封面上了。

不幸的是，嵌入式只是一門(mén)技術(shù)，而不是什么科學(xué)。嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)只是一個(gè)工程問(wèn)題，而不是什么讓人側(cè)目的科學(xué)探索問(wèn)題——除了針對(duì)越來(lái)越小的半導(dǎo)體工藝問(wèn)題的研究。認(rèn)清這個(gè)現(xiàn)實(shí)吧！趁我揭露另外一個(gè)事實(shí)之前，還來(lái)得及。

也許你還記得，嵌入式系統(tǒng)是專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是面向特定的應(yīng)用需求而進(jìn)行高度裁減的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。成本、體積、性能和可靠性對(duì)嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都是敏感的？一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何才能在成本、體積、性能和可靠性上同時(shí)取得進(jìn)步呢？

Bingo！你答對(duì)了，摩爾定律。換句話說(shuō)——嵌入式系統(tǒng)使用的都是“成熟”的技術(shù)、都是“量產(chǎn)”的、“成本敏感”的——或者說(shuō)過(guò)時(shí)的技術(shù)。如果你對(duì)這個(gè)結(jié)論有疑惑，請(qǐng)按照相反的順序去理解這兩段文字。

——“思維不是不可說(shuō)，是不必多說(shuō)，懂就是懂?！?/p>

現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù)差不多領(lǐng)先嵌入式技術(shù)大約20年，現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)無(wú)論在資源上、理論上還是方法論上，都與上世紀(jì)80年代的計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)相當(dāng)。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，現(xiàn)在的Processor完成了從匯編開(kāi)發(fā)到C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的過(guò)渡，正在普及面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)的概念——這是資源所決定的。而這一過(guò)程，正是上世紀(jì)80年代計(jì)算機(jī)工程師們所面對(duì)的環(huán)境。只不過(guò)這里的對(duì)應(yīng)關(guān)系稍微有點(diǎn)不同：32位微控制器（Cortex-M為代表）對(duì)應(yīng)當(dāng)年的個(gè)人電腦，而32/64位的應(yīng)用處理器（Cortex-A為代表）則對(duì)應(yīng)當(dāng)年的服務(wù)器。其它再無(wú)不同。

綜上所述： 嵌入式是一門(mén)技術(shù)，而不是科學(xué)，它的本質(zhì)決定了它必然要使用成熟或者說(shuō)過(guò)時(shí)的技術(shù) 。 成本是影響一門(mén)技術(shù)是否可以在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用的決定性因素 ——好東西現(xiàn)在很多都有，只不過(guò)太貴，不是做不出來(lái)。

在你那“一腔投入嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的熱血”被澆滅之前，有一個(gè)好消息要告訴你：因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)只是一門(mén)技術(shù)——和木匠活差不多—— 只要你肯花時(shí)間，你一定能成為高手 ，或者說(shuō)成為熟練的工匠——?jiǎng)e介意大師這個(gè)偽概念，相信我，只要你開(kāi)源了足夠的代碼，幫助了足夠多的人，大家都會(huì)尊你為大師——其實(shí)只有你自己知道，這幫人只不過(guò)是太懶，知識(shí)都在他們懶得翻開(kāi)的書(shū)本上，你只不過(guò)堅(jiān)持看完了，然后順手把自己的筆跡貼在了網(wǎng)上。

感謝你有耐心讀到這里，這說(shuō)明你除了興趣，對(duì)這門(mén)技術(shù)還有可貴的堅(jiān)持，為了獎(jiǎng)勵(lì)這一點(diǎn)，我會(huì)介紹一個(gè)模型，通過(guò)它，你有能力掌握洞悉嵌入式行業(yè)發(fā)展規(guī)律的方法——我通常也總是把好東西留給真正熱愛(ài)嵌入式技術(shù)的朋友。

沉淀模型

不知道有多少人還記得小學(xué)自然課上研究泥土成分的那個(gè)實(shí)驗(yàn)：取一塊泥土，放入燒杯中，放入適量的水，用玻棒充分?jǐn)嚢柚翍覞嵋?。將燒杯靜置一小時(shí)后觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)：１）燒杯中的液體重新變清；２）泥土樣本會(huì)出現(xiàn)分層，質(zhì)量相似且較大的顆粒沉淀在底層，從底向上，沉淀層中的顆粒質(zhì)量和體積都越來(lái)越小。——這就是沉淀模型。

在你吼出“ 什么gui ”之前，讓我們來(lái)講一個(gè)故事，一個(gè)暴露年齡的故事。在MP3格式和算法剛剛公布的時(shí)候，市場(chǎng)被索尼的磁帶隨身聽(tīng)和CD播放機(jī)所統(tǒng)治，兩者分別占據(jù)了高端市場(chǎng)和低端市場(chǎng)。在Flash存儲(chǔ)器非常昂貴的背景下，MP3文件的高音質(zhì)小尺寸的特性簡(jiǎn)直就是市場(chǎng)的明日之星——消費(fèi)者迫不及待的想買(mǎi)到一個(gè)體積只有普通隨身體幾分之一，不用重復(fù)購(gòu)買(mǎi)碟片或者磁帶的次世代播放器——想想都很美是么？巨大的市場(chǎng)需求，推動(dòng)廠商開(kāi)發(fā)出第一代MP3播放器，這個(gè)時(shí)候，還沒(méi)有所謂的硬件解碼，MP3軟件解碼的運(yùn)算需求使得工程師不得不選擇一塊價(jià)格昂貴的處理器，這使得MP3播放器的成本達(dá)到了歷史的最高點(diǎn)，但是，WHO CARE？！消費(fèi)者對(duì)這種小巧輕便的高科技產(chǎn)品的熱情，決不亞于現(xiàn)在的iPhone——Oh，別忘記了，One thousand sounds in your poket，就是Apple推廣iPod的經(jīng)典廣告。

高額的利潤(rùn)吸引更多的玩家進(jìn)入這個(gè)藍(lán)海市場(chǎng)，工程師們漸漸發(fā)現(xiàn)，既然MP3解碼算法既然這么流行，我們就做成模塊吧？賣(mài)給別的開(kāi)發(fā)者？漸漸的，連開(kāi)源的MP3解碼模塊也出現(xiàn)了——感謝開(kāi)源，越來(lái)越多的廠商有能力制作和發(fā)布自己的MP3播放器——如同華強(qiáng)北的功能手機(jī)，銷(xiāo)售一臺(tái)MP3播放器的利潤(rùn)越來(lái)越低。在這一過(guò)程中，MP3解碼從單純的播放器應(yīng)用中被第一次提取出來(lái)——從應(yīng)用層沉淀到軟件服務(wù)層，成為一個(gè)模塊——這是發(fā)生在這一嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中的第一次沉淀。

模塊的出現(xiàn)進(jìn)一步降低了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的難度和成本，但同時(shí)也引入了更多的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手壓低了利潤(rùn)。工程師們開(kāi)始面臨從市場(chǎng)傳導(dǎo)而來(lái)的成本壓力，大家不得不動(dòng)腦子。很明顯的，用于軟件解碼的處理器太貴了。實(shí)際上，除了解碼，其它應(yīng)用并不需要這么強(qiáng)大的運(yùn)算能力。于是，工程師們思考設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)針對(duì)MP3解碼的硬件DSP芯片來(lái)取代原有的通用處理器，顯然的，邏輯確定，功能簡(jiǎn)單的MP3解碼芯片相對(duì)"通用"的處理器，更容易進(jìn)行裁減并最終降低成本。

——這是”專(zhuān)用”相對(duì)“通用”的最大優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橛捎谀康牟淮_定的“通用“，必須保留大量的邏輯用于確保一定的靈活性，以應(yīng)對(duì)各類(lèi)不同應(yīng)用的需求，因此很難對(duì)其進(jìn)行有效的裁減——想想當(dāng)你預(yù)算有限時(shí)，買(mǎi)手機(jī)或者電腦的時(shí)候是如何糾結(jié)的吧。而“專(zhuān)用”則目的明確，不需要的都可以大刀闊斧的砍掉，最終結(jié)果的輕巧簡(jiǎn)潔可想而知。便宜是自然的。

用硬件解碼芯片配合一個(gè)低廉的處理器取代原本昂貴的器件是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中降低成本的常見(jiàn)手法。這也是MP3播放器這一嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中第二次沉淀。值得注意的是，這次沉淀并不是整個(gè)軟件模塊都沉淀到硬件中，而僅僅是MP3解碼所要用到的DSP算法被提取出來(lái)做成硬件加速器——這是在不增加硬件成本的邊界條件下，盡可能提供通用性的典型實(shí)例——因?yàn)檫@些固化了DSP算法的芯片還有可能被別的嵌入式應(yīng)用所使用。

總結(jié)

嵌入式系統(tǒng)中只有專(zhuān)用，以及嚴(yán)格規(guī)定了邊界的通用——即在不增加成本或不增加過(guò)多成本的前提下，盡可能的實(shí)現(xiàn)通用。

對(duì)工程師來(lái)說(shuō)，沒(méi)有資源限制的通用不算本事，在有限資源范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)盡可能多的通用才是一項(xiàng)挑戰(zhàn)！

這就是沉淀模型，在應(yīng)用需求和成本的雙重壓力下，可重復(fù)利用或者可用更低廉成本實(shí)現(xiàn)的邏輯會(huì)被單獨(dú)提取出來(lái)，沉淀到合適的系統(tǒng)層次中，以便用更便宜的方式加以實(shí)現(xiàn)，而在總體功能上保持不變或者改善 。

如果你真的理解了沉淀模型，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，沉淀的過(guò)程并不一定是單向的（從上到下：應(yīng)用層到系統(tǒng)層、軟件模塊沉淀為硬件邏輯）。很容易理解，在運(yùn)算能力普遍較強(qiáng)的今天，一個(gè)有能力作MP3軟件解碼的MCU幾乎是白菜價(jià)——換句話說(shuō)，由于性能的普遍提升，MP3軟件解碼幾乎是白送的，用軟件解碼比用硬件MP3芯片解碼更為便宜，因此，MP3播放器這一嵌入式應(yīng)用完成了最后一次沉淀，MP3解碼從硬件重新回到了軟件的懷抱?！绻阏娴亩耍筒粫?huì)糾結(jié)沉淀模型的方向性問(wèn)題了——因?yàn)槟忝靼?，物理世界中，沉淀的?qū)動(dòng)力是重力，而嵌入式世界中，沉淀的方向由成本決定。