盘点MicroPython做嵌入式开发的优缺点

嵌入式ARM 2022-07-15 12:06
Python的火热程度相信大家都看到了,自然,MCU和嵌入式也紧跟“潮流”,随之而来的就是MicroPython。

关于MicroPython

MicroPython 是Python 3编程语言的精简高效实现,其中包括 Python 标准库的一小部分,并针对在微控制器和受限环境中运行进行了优化。


MicroPython 同样具有很多高级功能,例如交互式提示、任意精度整数、闭包、列表理解、生成器、异常处理等。然而,它足够紧凑,可以在仅 256k Flash和 16k RAM 的MCU上运行。


MicroPython 旨在尽可能与普通 Python 兼容,让你可以轻松地将代码从桌面转到微控制器或嵌入式系统。

1、完全免费的开源软件

MicroPython 是用 C99 编写的,整个 MicroPython 核心在非常宽松的MIT 许可下可供一般使用 。大多数库和扩展模块(其中一些来自第三方)也可在 MIT 或类似许可下使用。

您可以自由地将 MicroPython 用于个人用途、教育和商业产品。

MicroPython 是在 GitHub 上公开开发的,源代码可在GitHub 页面和下载页面上找到。欢迎大家为该项目做出贡献。

2、特点

MicroPython 采用了许多先进的编码技术和许多技巧来保持紧凑的尺寸,同时仍然拥有全套功能:

  • 由于许多编译时配置选项,高度可配置
  • 支持多种架构(x86、x86-64、ARM、ARM Thumb、Xtensa)
  • 包含 590 多个测试和 18,500 多个单独测试用例的广泛测试套件
  • 核心代码覆盖率为 98.4%,核心加扩展模块为 96.3%
  • 从启动到加载第一个脚本的快速启动时间(在以 168MHz 运行的 PYBv1.1 上,150 微秒到达 boot.py)
  • 一个简单、快速和健壮的标记清除垃圾收集器,用于堆内存
  • 如果堆耗尽,则会引发 MemoryError 异常
  • 如果达到堆栈限制,则会引发 RuntimeError 异常
  • 支持以最小延迟在硬中断上运行 Python 代码
  • 错误有回溯并报告源代码的行号
  • 解析器/编译器中的常量折叠
  • 指针标记以适应机器字中的小整数、字符串和对象
  • 从小整数到大整数的透明转换
  • 支持 64 位 NaN 装箱对象模型
  • 支持 30 位填充浮点数,不需要堆内存
  • 交叉编译器和冻结字节码,具有不占用任何 RAM 的预编译脚本(除了它们创建的任何动态对象)
  • 通过“_thread”模块进行多线程,带有可选的全局解释器锁(仍在进行中,仅在选定的端口上可用)
  • 直接针对机器代码而不是字节码虚拟机的本机发射器
  • 内联汇编器(目前仅限 Thumb 和 Xtensa 指令集)


MicroPython做嵌入式开发的优缺点

长期以来,C/ C ++编程语言一直主导着嵌入式系统行业,而Python也不甘示弱进军微控制器,只不过它是换了一种形式,即我们看到的MicroPython

 
下面,让我们来看看使用 MicroPython 的一些优缺点:

Python 编程语言具有浅薄的学习曲线,这使得开发人员可以非常轻松地开始使用它。Python 为开发人员提供了一种高级编程语言,可用于构建简单的脚本,或者可用于开发复杂的面向对象的体系结构,这些体系结构使用现代软件项目的所有最佳实践。与 C 相比,Python 还提供了内置机制,用于创建线程,处理错误并轻松集成到测试工具中。

变革之风正在我们身上,MicroPython 可能是您用来构建下一个产品的编程语言。在本课程中,我们将研究如何使用 MicroPython 开发产品。与会者将远离本课程,详细了解他们需要做什么才能在下一个产品中使用 MicroPython。


这些语言特征的有趣之处在于它们使开发团队的每个成员都可以成为程序员,MicroPython 提供了一系列库,可以控制低级微控制器功能,从而消除复杂性。例如,硬件工程师可以设计电路板,几乎不知道微控制器(或 C)的工作原理,开发可以通过控制 GPIO 测试电路板的高级脚本,甚至可以与 I2C 器件通信。在 C 中开发 I2C 驱动程序可能相当复杂,但使用 MicroPython 只需要简单的代码行来创建 I2C 对象并将数据发送到从属设备。

处理 I2C 的所有基础工作都由 MicroPython 库处理,这大大简化了开发。


在考虑使用 MicroPython 进行产品开发时,开发人员需要考虑几个关键因素。首先,开发人员需要考虑如何保护他们的应用程序代码。MicroPython 允许开发人员加载基于代码文本的 Python 脚本或将这些脚本编译为字节码并将它们放入 a.mpy 模块中。

这些解决方案的问题在于,任何能够访问 MicroPython 文件系统的人都可以轻松获得应用程序代码,这很容易实现。字节码确实使它更难一点,但将字节代码转换回可读代码并不困难。开发人员需要考虑他们需要系统的安全性,并可能采取额外措施来保护知识产权。

接下来,开发人员需要考虑如果出现问题他们将如何恢复他们的系统。根据所选的微控制器,它们的应用程序代码可以在 MCU 内部,也可以在外部存储设备(如 SD 卡)上。我发现文件系统在电源循环或欠压条件下不是很强大。如果文件系统损坏,MicroPython 将通过将默认映像复制回文件系统来恢复它。开发人员需要确保将其默认代码集成到其内核版本中,以便在出现问题时,至少将其恢复为出厂默认设置,然后可以从设备上可能存在的其他内存位置恢复任何更新。

使用 MicroPython 构建嵌入式产品无法满足每个开发团队的需求,如 C / C ++,但它为开发人员提供了一个有趣的快速原型设计或开发商业产品的解决方案。当然还存在一些挑战,例如保护基于 MicroPython 的系统并确保确定性行为。这些挑战可以通过适当的应用设计预先克服。MicroPython 的易用性和 Python 的普及使得使用 MicroPython 构建嵌入式系统成为未来的趋势。


END

来源:嵌入式专栏

版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。

推荐阅读
手把手教你搭建一个轻量级电子实验室
如何写一个健壮且高效的串口接收程序?
大规模裁员后,计算机专业会成下一个土木吗?

→点关注,不迷路←
嵌入式ARM 关注这个时代最火的嵌入式ARM,你想知道的都在这里。
评论 (0)
  •   无人机电磁环境效应仿真系统:深度剖析   一、系统概述   无人机电磁环境效应仿真系统,专为无人机在复杂电磁环境下的性能评估及抗干扰能力训练打造。借助高精度仿真技术,它模拟无人机在各类电磁干扰场景中的运行状态,为研发、测试与训练工作提供有力支撑。   应用案例   目前,已有多个无人机电磁环境效应仿真系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机电磁环境效应仿真系统。这些成功案例为无人机电磁环境效应仿真系统的推广和应用提供了有力支持。   二、系统功能  
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-17 15:51 72浏览
  •   无人机蜂群电磁作战仿真系统软件,是专门用于模拟、验证无人机蜂群在电磁作战环境中协同、干扰、通信以及对抗等能力的工具。下面从功能需求、技术架构、典型功能模块、发展趋势及应用场景等方面展开介绍:   应用案例   目前,已有多个无人机蜂群电磁作战仿真系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机蜂群电磁作战仿真系统。这些成功案例为无人机蜂群电磁作战仿真系统的推广和应用提供了有力支持。   功能需求   电磁环境建模:模拟构建复杂多样的电磁环境,涵盖各类电磁干扰源与
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-17 16:49 70浏览
  • 1. 在Ubuntu官网下载Ubuntu server  20.04版本https://releases.ubuntu.com/20.04.6/2. 在vmware下安装Ubuntu3. 改Ubuntu静态IP$ sudo vi /etc/netplan/00-installer-config.yaml# This is the network config written by 'subiquity'network:  renderer: networkd&nbs
    二月半 2025-04-17 16:27 69浏览
  • 置信区间反映的是“样本均值”这个统计量的不确定性,因此使用的是标准误(standard error),而不是直接用样本标准差(standard deviation)。标准误体现的是均值的波动程度,而样本标准差体现的是个体数据的波动程度,两者并非一回事,就如下图所显示的一样。下面优思学院会一步一步解释清楚:一、标准差和标准误,究竟差在哪?很多同学对“标准差”和“标准误”这两个概念傻傻分不清楚,但其实差别明显:标准差(Standard Deviation,σ或s):是衡量单个数据点相对于平均值波动的
    优思学院 2025-04-17 13:59 25浏览
  • 【摘要/前言】4月春日花正好,Electronica就在浪漫春日里,盛大启幕。2025年4月15-17日,慕尼黑上海电子展于上海新国际博览中心成功举办。伴随着AI、新能源汽车、半导体的热潮,今年的Electronica盛况空前。请跟随Samtec的视角,感受精彩时刻!【 Samtec展台:老虎的朋友圈技术派对】借天时、占地利、聚人和,Samtec 展台人气爆棚!每年展会与大家相聚,总能收获温暖与动力~Samtec展台位于W3展馆716展位,新老朋友相聚于此,俨然一场线下技术派对!前沿D
    电子资讯报 2025-04-17 11:38 42浏览
  • 近日,全球6G技术与产业生态大会(简称“全球6G技术大会”)在南京召开。紫光展锐应邀出席“空天地一体化与数字低空”平行论坛,并从6G通信、感知、定位等多方面分享了紫光展锐在6G前沿科技领域的创新理念及在空天地一体化技术方面的研发探索情况。全球6G技术大会是6G领域覆盖广泛、内容全面的国际会议。今年大会以“共筑创新 同享未来”为主题,聚焦6G愿景与关键技术、安全可信、绿色可持续发展等前沿主题,汇聚国内外24家企业、百余名国际知名高校与科研代表共同商讨如何推动全行业6G标准共识形成。6G迈入关键期,
    紫光展锐 2025-04-17 18:55 135浏览
  •   无人机蜂群电磁作战仿真系统全解析   一、系统概述   无人机蜂群电磁作战仿真系统是专业的仿真平台,用于模拟无人机蜂群在复杂电磁环境中的作战行为与性能。它构建虚拟电磁环境,模拟无人机蜂群执行任务时可能遇到的电磁干扰与攻击,评估作战效能和抗干扰能力,为其设计、优化及实战应用提供科学依据。   应用案例   目前,已有多个无人机蜂群电磁作战仿真系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机蜂群电磁作战仿真系统。这些成功案例为无人机蜂群电磁作战仿真系统的推广和应用提
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-17 16:29 76浏览
  •   北京华盛恒辉无人机电磁兼容模拟训练系统软件是专门用于模拟与分析无人机在复杂电磁环境中电磁兼容性(EMC)表现的软件工具。借助仿真技术,它能帮助用户评估无人机在电磁干扰下的性能,优化电磁兼容设计,保障无人机在复杂电磁环境中稳定运行。   应用案例   目前,已有多个无人机电磁兼容模拟训练系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机电磁兼容模拟训练系统。这些成功案例为无人机电磁兼容模拟训练系统的推广和应用提供了有力支持。   系统功能   电磁环境建模:支持三维
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-17 15:10 55浏览
  •   无人机电磁兼容模拟训练系统软件:全方位剖析   一、系统概述   北京华盛恒辉无人机电磁兼容模拟训练系统软件,专为满足无人机于复杂电磁环境下的运行需求而打造,是一款专业训练工具。其核心功能是模拟无人机在电磁干扰(EMI)与电磁敏感度(EMS)环境里的运行状况,助力用户评估无人机电磁兼容性能,增强其在复杂电磁场景中的适应水平。   应用案例   目前,已有多个无人机电磁兼容模拟训练系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机电磁兼容模拟训练系统。这些成功案例为
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-17 14:52 34浏览
  • 一、行业背景与需求智能门锁作为智能家居的核心入口,正从单一安防工具向多场景交互终端演进。随着消费者对便捷性、安全性需求的提升,行业竞争已从基础功能转向成本优化与智能化整合。传统门锁后板方案依赖多颗独立芯片(如MCU、电机驱动、通信模块、语音模块等),导致硬件复杂、功耗高、开发周期长,且成本压力显著。如何通过高集成度方案降低成本、提升功能扩展性,成为厂商破局关键。WTVXXX-32N语音芯片通过“单芯片多任务”设计,将语音播报、电机驱动、通信协议解析、传感器检测等功能整合于一体,为智能门锁后板提供
    广州唯创电子 2025-04-18 09:04 125浏览
  • 一、行业背景与需求随着智能化技术的快速发展和用户对便捷性需求的提升,电动车行业正经历从传统机械控制向智能交互的转型。传统电动车依赖物理钥匙、遥控器和独立防盗装置,存在操作繁琐、功能单一、交互性差等问题。用户期待通过手机等智能终端实现远程控制、实时数据监控及个性化交互体验。为此,将蓝牙语音芯片集成至电动车中控系统,成为推动智能化升级的关键技术路径。二、方案概述本方案通过在电动车中控系统中集成WT2605C蓝牙语音芯片,构建一套低成本、高兼容性的智能交互平台,实现以下核心功能:手机互联控制:支持蓝牙
    广州唯创电子 2025-04-18 08:33 118浏览
  • 现阶段,Zigbee、Z-Wave、Thread、Wi-Fi与蓝牙等多种通信协议在智能家居行业中已得到广泛应用,但协议间互不兼容的通信问题仍在凸显。由于各协议自成体系、彼此割据,智能家居市场被迫催生出大量桥接器、集线器及兼容性软件以在不同生态的设备间构建通信桥梁,而这种现象不仅增加了智能家居厂商的研发成本与时间投入,还严重削减了终端用户的使用体验。为应对智能家居的生态割裂现象,家居厂商需为不同通信协议重复开发适配方案,而消费者则需面对设备入网流程繁琐、跨品牌功能阉割及兼容隐患等现实困境。在此背景
    华普微HOPERF 2025-04-17 17:53 52浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦