硬件產(chǎn)品經(jīng)理在面對(duì)產(chǎn)品研發(fā)的時(shí)候，除了執(zhí)行溝通以及跟進(jìn)流程以外，更是要對(duì)技術(shù)方面有著一定的了解；因?yàn)橛布袠I(yè)的很多專業(yè)類內(nèi)容，如果什么都不懂的話，在日常業(yè)務(wù)中可能也會(huì)有所阻礙；本文作者分享了關(guān)于硬件產(chǎn)品經(jīng)理的技術(shù)知識(shí)，我們一起來了解一下。

作為一個(gè)兩年經(jīng)驗(yàn)的硬件產(chǎn)品經(jīng)理，經(jīng)歷了一款產(chǎn)品從零到上市的過程，積累了一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，我也想通過輸出積累下來；想在硬件PM這一行長(zhǎng)遠(yuǎn)的做下去，產(chǎn)品管理、市場(chǎng)能力以及成本控制這三方面的能力要不斷精進(jìn)。

我認(rèn)為硬件PM懂技術(shù)是有必要的。作為初級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理，執(zhí)行的工作，硬件基礎(chǔ)知識(shí)是溝通的基礎(chǔ)，和研發(fā)溝通需求，和供應(yīng)商做后續(xù)的對(duì)接都離不開技術(shù)知識(shí)；進(jìn)階到中高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理，市場(chǎng)以及供應(yīng)鏈管理工作中技術(shù)是橋梁，與供應(yīng)商，客戶的溝通離不開技術(shù)知識(shí)。

硬件行業(yè)縮略語(yǔ)，定義詞特別多?；叵胱约簞?cè)胄锌吹絉X TX IPC SPI Flash eMMC…一頭霧水?？磿?，上網(wǎng)搜索硬件相關(guān)的內(nèi)容，其內(nèi)容的主要受眾是工程師，而作為硬件PM需要對(duì)其歸類并知道邊界，對(duì)實(shí)現(xiàn)了解即可。

這也算是我發(fā)現(xiàn)的入行硬件PM的痛點(diǎn)吧！網(wǎng)上并沒有完全針對(duì)硬件PM技術(shù)知識(shí)的內(nèi)容。硬件PM涉及的面非常廣，嵌入式硬件、軟件、算法、結(jié)構(gòu)、制造以及ID都需要了解。對(duì)于從軟件PM轉(zhuǎn)型或直接入行硬件PM的同學(xué)是一個(gè)門檻。

一、首先列一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)框架

做一款硬件產(chǎn)品，硬件技術(shù)方面少不了這些內(nèi)容。

二、嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)是專用于某個(gè)應(yīng)用或者產(chǎn)品的系統(tǒng)。它可以自成一個(gè)系統(tǒng)、也可以是大系統(tǒng)的一部分。

嵌入式系統(tǒng)之間的關(guān)系如下圖所示。

三、嵌入式硬件

嵌入式硬件包括處理器、存儲(chǔ)器、微控制器、I/O、DAC ADC、電源、總線、定時(shí)器 計(jì)數(shù)器等等。此外根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，嵌入式硬件會(huì)集成不同的傳感器，例如攝像頭、雷達(dá)、GPS等等。

本文主要介紹嵌入式系統(tǒng)，其它分內(nèi)容后面會(huì)詳細(xì)介紹。

四、嵌入式軟件

嵌入式軟件是嵌入式系統(tǒng)的核心。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的落地，性能指標(biāo)的滿足都是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的，作為硬件PM我們需要了解嵌入式軟件的架構(gòu)，更好的與工程師溝通。

我們是硬件PM，但是在研發(fā)工作中打交道最多的是軟件工程師。作為PM我們要知道工程師的分工。提需求的時(shí)候要找到對(duì)應(yīng)的人，拉通協(xié)作時(shí)找到對(duì)應(yīng)的人。

嵌入式系統(tǒng)可以分為硬件層，驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層、應(yīng)用接口層、應(yīng)用層。除了硬件層，其他都屬于軟件工程師的工作范圍。在大多數(shù)公司中，軟件工程師會(huì)單獨(dú)負(fù)責(zé)其中的一塊。

• 硬件接口層：這一層提供了與嵌入式硬件交互的接口，以設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?yàn)橹?。例如網(wǎng)絡(luò)、USB、LCD、顯示屏、RX、TX、鍵盤等等硬件的驅(qū)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)層的內(nèi)容也會(huì)與應(yīng)用層有交互，例如WiFi賬號(hào)密碼的設(shè)置，RX相關(guān)顯示參數(shù)的設(shè)置；

• 核心層：操作系統(tǒng)的內(nèi)核，包括系統(tǒng)運(yùn)行最基本的模塊，這一層會(huì)涉及到系統(tǒng)時(shí)鐘、電源管理、文件管理，內(nèi)存管理等內(nèi)容；

• 系統(tǒng)層：它提供面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)資源管理功能，具有模塊化和對(duì)象化的特點(diǎn)，例如文件管理、設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。每個(gè)系統(tǒng)模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的API接口，向用戶開放，有利于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展；

• 應(yīng)用服務(wù)層：這一層是在實(shí)現(xiàn)具體的業(yè)務(wù)功能提供基于系統(tǒng)功能、面向應(yīng)用的系統(tǒng)功能調(diào)用服務(wù)接口。

嵌入式軟件包括嵌入式操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序

1. 嵌入式操作系統(tǒng)

說到嵌入式操作系統(tǒng)之前，先介紹一下操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是硬件與用戶之間的中介，用來管理系統(tǒng)資源和控制應(yīng)用程序運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序。

1）嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)

相對(duì)于操作系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)不要求全能，但必須能夠有效率的發(fā)揮硬件最大的能力，使產(chǎn)品獲得最高的性價(jià)比，嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：

• 代碼量小，能夠在嵌入式系統(tǒng)有效的存儲(chǔ)空間內(nèi)運(yùn)行；

• 統(tǒng)一的API；

• 模塊間解耦，可拆卸；

• 強(qiáng)實(shí)時(shí)性，可應(yīng)用于各種實(shí)時(shí)控制；

• 可靠性高，無需人工干預(yù)獨(dú)立運(yùn)行，并能及時(shí)處理各類事件和故障。

2）內(nèi)核

嵌入式系統(tǒng)分為宏內(nèi)核與微內(nèi)核：

• 典型的微內(nèi)核有μCOS、Uitron這些內(nèi)核小很多，只有最基本的進(jìn)程管理、進(jìn)程通信、內(nèi)存管理組成，其他部分和內(nèi)核分開。內(nèi)核本身只負(fù)責(zé)客戶進(jìn)程和服務(wù)進(jìn)程之間的消息傳遞；

• 典型的宏內(nèi)核有Linux、Unix，這些內(nèi)核相對(duì)比較龐大，內(nèi)核設(shè)計(jì)者從效率的角度把基本的操作系統(tǒng)內(nèi)核和設(shè)備驅(qū)動(dòng)、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等統(tǒng)一安排編譯，它的移植能力較弱。

3）操作系統(tǒng)基本組件

無論是宏內(nèi)核還是微內(nèi)核都有進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、中斷管理以及API。

• 進(jìn)程管理：操作系統(tǒng)為進(jìn)程分配資源，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間共享和交換信息，保護(hù)進(jìn)程資源以及實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間同步。在多線程系統(tǒng)中，進(jìn)程變成了資源管理器，線程成為了程序的基本執(zhí)行單元。進(jìn)程管理包括進(jìn)程的創(chuàng)建與維護(hù)、進(jìn)程的調(diào)度切換、多處理器的進(jìn)程管理；

• 內(nèi)存管理：虛存管理技術(shù)廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)管理。它可以使每個(gè)程序都有一個(gè)獨(dú)立的虛擬存儲(chǔ)空間，使應(yīng)用程序獲得比實(shí)際內(nèi)存更大的編址空間；

• 中斷管理：中斷管理為了提高系統(tǒng)效率，確保關(guān)鍵的功能及時(shí)執(zhí)行；

• API：包括人機(jī)界面以及操作系統(tǒng)提供給用戶開發(fā)的應(yīng)用程序API函數(shù)。

4）嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）

在介紹之前先介紹個(gè)概念：任務(wù)調(diào)度方式。

5）任務(wù)調(diào)度

在嵌入式操作系統(tǒng)中，任務(wù)調(diào)度方式有三種：不可搶占式調(diào)度、可搶占調(diào)度、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度

• 不可搶占式調(diào)度：一個(gè)任務(wù)一旦或者處理器資源就獨(dú)占處理器運(yùn)行，直至該任務(wù)結(jié)束進(jìn)入等待狀態(tài)；

• 可搶占調(diào)度：基于任務(wù)優(yōu)先級(jí)，當(dāng)前任務(wù)必須隨時(shí)讓位于優(yōu)先級(jí)更高且處于就緒狀態(tài)的任務(wù)；

• 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度：當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上任務(wù)有相同優(yōu)先級(jí)時(shí)，某個(gè)任務(wù)運(yùn)行事先規(guī)定的時(shí)間，然后切換時(shí)另外的任務(wù)。

嵌入式操作系統(tǒng)分為嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），兩者的主要區(qū)別是任務(wù)調(diào)度方式不同。

嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度方法基于可搶占調(diào)度法，它真的具有實(shí)時(shí)性。

6）實(shí)時(shí)性

實(shí)時(shí)也就是操作系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果不僅依賴于計(jì)算的邏輯結(jié)果，也依賴于結(jié)果產(chǎn)生的時(shí)間，RTOS不見要求產(chǎn)生正確的結(jié)果，還要求結(jié)果產(chǎn)生的足夠快?！翱臁笔且粋€(gè)相對(duì)的概念，性能很強(qiáng)大的操作系統(tǒng)不一定是實(shí)時(shí)系統(tǒng)。

而實(shí)時(shí)性又分為硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)：

• 硬實(shí)時(shí)：必須在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間里完成相應(yīng)的任務(wù)；

• 軟實(shí)時(shí)：要求系統(tǒng)以最快的速度執(zhí)行，運(yùn)行時(shí)間超時(shí)是可以容忍的。

7）嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

RTOS是一段嵌入在目標(biāo)代碼中的程序，系統(tǒng)復(fù)位后首先執(zhí)行，相當(dāng)于用戶的主程序，用戶的其他程序都建立在RTOS之上；此外RTOS是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)核，CPU將時(shí)間、中斷、IO、定時(shí)器等資源都包裝起來，留給用戶一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)API，并根據(jù)各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，合理的在不同任務(wù)之間分配CPU時(shí)間。

此外RTOS最關(guān)鍵的部分就是實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，包括任務(wù)管理、消息管理、存儲(chǔ)管理、事件管理；這些管理功能是通過RTOS的API給用戶調(diào)用的，跨平臺(tái)移植程序修改的很少。

8）嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn)

• 微內(nèi)核設(shè)計(jì)；

• 系統(tǒng)能夠快速進(jìn)行任務(wù)切換、保證任務(wù)搶先和dedline的完成；

• 盡量減少禁止中斷的時(shí)間；

• 提供固定或者可變的內(nèi)存管理機(jī)制；

• 提供一個(gè)能夠滿足應(yīng)用要求的實(shí)時(shí)時(shí)鐘；

• 必須提供合適的進(jìn)程任務(wù)調(diào)度方法；

• 允許應(yīng)用程序自己修改內(nèi)核。

9）常見的RTOS