2021年12月07日 | MCU涨价缺货应对策略

2021-12-07 来源：立功科技

你用的mcu涨价了，这还不是最坏的结果。过去20多年里芯片涨价，半年后基本上都会缓和下来。今年不一样，接近年底了，还没有任何迹象表明明年何时恢复供应，很多企业损失惨重。

现在的情况是很多型号的mcu，原厂直接告诉你一句话“断供”，有钱都买不到。资本同样是逐利的，仅有的产能肯定转做利润更丰厚的芯片。

某些替代的芯片能买到，虽然无法完全兼容，但功能上可以实现100%替代，而切换平台基本上等于重新开发和测试。

坏消息越来越多，市场传言莫衷一是。转换mcu的产品成了企业最大的危机，不仅腾不出人员开发新产品，而且很有可能原产品软件工程师已经离职了，那怎么迭代维护升级呢？老板想哭都没人理，但危机却让人更加懂得珍惜人才，而从某种意义上来说，关键还是创始人是否能够从危机中看到未来的机会。

这次大缺货的教训，让很多创始人意识到供应链的重要性，深刻地认识到一个朴素的道理，如何让代码高度复用？这是降低开发成本，快速应对危机最有效的软件开发管理策略。

虽然看起来都是软件，但开发（电子产品的）嵌入式软件和计算机软件依然差别巨大。尽管IT技术高速发展了30多年，软件开发技术已经有了很大的进步，但电子领域的专家与计算机软件专家还是没有很好地跨界整合，从而导致企业普遍缺乏科学的软件工程技术管理方法。不仅软件难以重用，而且扩展和维护难度很大，长期以来开发成本居高不下。

从软件开发来看，软件工程与计算机科学（站在电子技术领域的角度来看，可以归类为嵌入式计算机科学）是完全不同的两个领域的知识。其主要区别在于人，因为软件开发是以人为中心的过程。如果考虑人的因素，软件工程更接近经济学，而非计算机科学，所以如果不改变思维方式，则很难开发出既好卖成本又低的好产品。

那到底如何才能实现软件高度复用呢？其实计算的本质和共性就是数据流（Flow），显然数据存储、数据传输……所以可以将各种软件按照分类抽象为节点（代码块），通过AWFlow Design设计器实现拖拽式编程。如下图所示，程序块间通信如同水流管道，每个程序块间的关系一目了然。尤其是虚拟设备接口，已经不是单个设备的业务逻辑软件开发，而是设备与设备之间的软件开发，整个系统与网络的软件开发，真正实现物与物之间的Flow开发。

节点的连接软件，通常称为业务逻辑软件，既可以使用广州致远电子定义的fscript脚本编程，更方便的使用AWBlock积木式图形化卡盒设计器编程，如同少儿编程软件Google的Blockly、微软的MakeCode那样编程，而AWBlock是广州致远电子使用c语言设计的，可以直接运行在各种mcu上的软件设计器，因此AWBlock开发方式结束了多变的用户需求问题。

说句实在话，再丰富的节点、组件资源，也无法满足所有的应用场景和用户需求，不可避免地会出现用户定制化的内容。无休止地投入研发资源定制开发成本极高，这是不现实的。而由用户自行二次开发，无论是底层的C/C++开发，或是Lua、JS、Python等通过脚本语言开发，甚至是将业务收缩，仅保留行业相关配置，比如，AT命令、运动控制命令等，学习这些知识始终是有门槛，需要有较强的专业背景。

AWBlock拼图式软件开发，无需懂得相关的软件知识，开发者可以将自己想要表达的内容和想法，很自然地通过AWBlock描述出来。

当将这些软件都集成在一起时，就是EsDA嵌入式软件设计自动化工具，还包括AWorksLP（或Linux等操作系统）、AWTK图形用户界面和ZWS PaaS IoT云服务。

EsDA可以使应用程序框架变得非常清晰，彻底解决程序块间通信容易混乱的现象，而且也能解决状态机复杂的状态管理和事件处理。

下面示例的流图实现了一个Modbus-RTU与MQTT之间的一个协议转换应用，其中主要分为两条数据流。

Modbus至MQTT

modbus_master_poll：Modbus主机轮询节点，该节点运行Modbus主栈功能，可添加多个目标从设备，以及每个从设备所需要轮询读取的寄存器。节点根据配置参数，周期性读取所管理的从设备寄存器值，并传递至fscript处理节点。

fscript：脚本节点，将modbus寄存器数据转换成MQTT数据定制化边缘计算（对数据进行相关计算和封装处理）。

mqtt_out：MQTT上报节点，将数据上传至用户指定的云服务器。

MQTT至Modbus

mqtt_in：MQTT下行节点，监听并接收云端请求，并将请求消息传递至fscript处理节点。

fscript：脚本节点将MQTT命令转换成对应Modbus从机寄存器值定制化业务逻辑（如可组合多个命令触发系统事件等）。

modbus_master_out：Modbus主栈从机寄存器修改节点，负责上级节点传递的寄存器值写入到对应从机设备中。

modbus_master_out 、modbus_master_poll均为本地自定义的非云端库的节点，紫色代表本地加载节点。aw-flow节点库已有可用的Modbus主栈节点，由于已有的节点设计适用于从机数量和寄存器数量固定不变的情况，当从机设备或对应寄存器数量发生变化时，需要重新拖拽相关节点才能实现。而在此应用中，从机设备和每个从机寄存器的数量是可变的，所以当前节点并不适用，需要一个可以支持设备和寄存器数量动态变化的节点。基于此，需要将这样的Modbus应用场景，重新抽象为一个新节点，但该节点与原节点并不冲突，适合相应场景的另一种形式，同样是通用Modbus应用节点。后续可以标准化，添加到节点库中。

EsDA的开发始于2006年，自始至终围绕 “帮助用户解决非核心域的问题，让用户专注于自身产品核心域的算法、行业需求、用户体验、市场营销、工艺创新和生产制造”的思路而展开的，因为所有与底层相关的差异化软件，以及各种通信协议等软件的开发，则是我们的核心域。

在产品开发中，如果你是一个有很多好的idea，且热衷于创造的人。但又由于缺乏更专业的软件开发功能，可能一时难以编写复杂的软件代码，最终无法将自己的想法转变成现实，那么选择EsDA则是最佳的捷径。

回头再来看硬件设计存在的问题，一个简单电路的器件，通常来源于几个不同的厂家。焊接到pcb，不仅占用加工时间，而且多个器件组合而成的电路，其可靠性具有很大的离散性，因此使用分立器件设计电路不如使用模块。

显然，需求一旦确定，则很容易几个小时之内焊接好原型机。如果空间不受限，则立即可以批量制造。我们设计了两种底板，分别为8/12个扩展槽，其中一个插电源模块，另一个插通信模块，其它的扩展槽可以任意插入数字输入输出和模拟数据采集模块。需要编程吗？不需要！这是一个独立的边缘计算控制器。

边缘计算芯片预置了通用代码，通过配置即可实现所需要的功能。方法一是烧录功能配置文件，方法二是通过主机发送命令绑定数据，就可以配置为任意功能的控制器，比如，3路输入、5路输出、2路热电偶温度采集和1路4-20mA的接口，即可实现柔性化硬件设计和任意电路扩展，从而极大地降低了设计成本。

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