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利用MicroPython設計嵌入式系統的優缺點
發布人: 發布時間:2019-06-15

C / C ++編程語言長期以來一直主導著嵌入式系統行業,很少有其他語言可以找到立足點。雖然Java和Ada等語言已經嘗試過,但Python的流行程度不僅在不斷提高,而且已經在基于Linux的應用程序中找到了很長一段時間。但是,用于微控制器的Python似乎從未像MicroPython那樣適合該法案,MicroPython是一個設計用于在微控制器上運行的Python 3.0端口。隨著該項目現已進入第六個年頭,它已經越來越受歡迎和發展勢頭,使其成為您用來設計下一個產品的編程語言。
  讓我們來看看使用MicroPython的一些優缺點:
  Python編程語言具有淺薄的學習曲線,這使得開發人員可以非常輕松地開始使用它。事實上,我遇到過學習Python的小學生!Python為開發人員提供了一種高級編程語言,可用于構建簡單的腳本,或者可用于開發復雜的面向對象的體系結構,這些體系結構使用現代軟件項目的所有最佳實踐。與C相比,Python還提供了內置機制,用于創建線程,處理錯誤并輕松集成到測試工具中。
  變革之風正在我們身上,MicroPython可能是您用來構建下一個產品的編程語言。在本課程中,我們將研究如何使用MicroPython開發產品。與會者將遠離本課程,詳細了解他們需要做什么才能在下一個產品中使用MicroPython。
  這些語言特征的有趣之處在于它們使開發團隊的每個成員都可以成為程序員!MicroPython提供了一系列庫,可以控制低級微控制器功能,從而消除復雜性。例如,硬件工程師可以設計電路板,幾乎不知道微控制器(或C)的工作原理,開發可以通過控制GPIO測試電路板的高級腳本,甚至可以與I2C器件通信。在C中開發I2C驅動程序可能相當復雜,但使用MicroPython只需要以下代碼行來創建I2C對象并將數據發送到從屬設備:
  而已!處理I2C的所有基礎工作都由MicroPython庫處理,這大大簡化了開發。(看看我在C中的一個I2C驅動程序顯示了幾千行代碼,授予它是一個非常強大的實現,并提供了一些功能,一旦奠定了基礎工作,就可以與總線交互)。
  利用MicroPython設計嵌入式系統的優缺點
  在考慮使用MicroPython進行產品開發時,開發人員需要考慮幾個關鍵因素。首先,開發人員需要考慮如何保護他們的應用程序代碼。MicroPython允許開發人員加載基于代碼文本的Python腳本或將這些腳本編譯為字節碼并將它們放入a.mpy模塊中。這些解決方案的問題在于,任何能夠訪問MicroPython文件系統的人都可以輕松獲得應用程序代碼,這很容易實現。字節碼確實使它更難一點,但將字節代碼轉換回可讀代碼并不困難。開發人員需要考慮他們需要系統的安全性,并可能采取額外措施來保護知識產權。
  接下來,開發人員需要考慮如果出現問題他們將如何恢復他們的系統。根據所選的微控制器,它們的應用程序代碼可以在MCU內部,也可以在外部存儲設備(如SD卡)上。我發現文件系統在循環或欠壓條件下不是很強大。如果文件系統損壞,MicroPython將通過將默認映像復制回文件系統來恢復它。開發人員需要確保將其默認代碼集成到其內核版本中,以便在出現問題時,至少將其恢復為出廠默認設置,然后可以從設備上可能存在的其他內存位置恢復任何更新。
  最后,開發人員可能希望確保他們有多個內存設備可供選擇。新的旗艦MicroPython開發,pyboard D系列,包括兩個獨立的SPI內存設備,每個2 MB。一個用于存儲應用程序代碼,另一個用于存儲數據或其他信息。生產系統應該做類似的事情,甚至保留固件備份副本,以便在出現問題時,可以恢復應用程序而不會給用戶帶來任何問題。
  使用MicroPython進行產品設計聽起來很有趣,有沒有人真正用它來開發商業產品?據我所知,MicroPython已被用于多種產品中,毫無疑問,我不知道更多。例如,MicroPython已被用于小型衛星中,用于電源和數據采集系統(其中一些我親自參與過)。在歐洲航天局也已經在更大的衛星系統使用MicroPython調查。MicroPython還用于流行的OpenMV模塊,該模塊允許開發人員創建機器視覺應用程序。該模塊運行MicroPython,允許開發人員通過交互式IDE創建腳本,然后將開發人員的腳本下載到模塊。開發人員甚至可以訓練機器學習模型并將其轉換為在OpenMV模塊上運行!這表明MicroPython可用于運行不僅僅是簡單的算法或切換一些I / O.
  使用MicroPython構建嵌入式產品無法滿足每個開發團隊的需求,如C / C ++,但它為開發人員提供了一個有趣的快速原型設計或開發商業產品的解決方案。當然還存在一些挑戰,例如保護基于MicroPython的系統并確保確定性行為。這些挑戰可以通過適當的應用設計預先克服。MicroPython的易用性和Python的普及使得使用MicroPython構建嵌入式系統成為一個有趣的機會。

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