嵌入式系统编程介绍

337 阅读6分钟

Embedded System Programming

嵌入式系统编程简介

嵌入式编程语言被开发人员用来为嵌入式系统编码。这些编程语言提供了对低级设备硬件的访问。有多种编程语言可用于嵌入式系统。一个嵌入式系统只不过是一个由输入/输出外围设备、计算机内存元素和计算机处理器组成的计算机系统的组合。因此,它们作为机械和电子硬件组件的一部分被嵌入,使该机器成为一个完整的机器,这被称为嵌入式系统。用于这种嵌入式组件使其进行实时操作的编程语言被称为嵌入式系统编程语言,在本文中简要讨论。

什么是嵌入式系统编程?

如上所述,在嵌入式系统的硬件组件中执行的程序,以使其执行某些功能,称为嵌入式系统编程。许多编程语言可用于嵌入式系统,如C、C++、Java、Python、JavaScript、Rust、Assembly、Ada、Verilog、嵌入式C++。Lua、B#等等。

如何学习嵌入式系统编程?

要学习嵌入式系统编程,有一定的步骤需要遵循,以使其有效地实时工作。

  • 熟练掌握C语言,因为大多数工具链和微控制器都被预设为支持C语言作为有效的主要语言。
  • 对电子术语有基本的了解,如电流、电压、功率、欧姆、电阻等。尝试使用实时电路和在线模拟器进行一些实验。
  • 熟悉使用电子元件,如电烙铁、数字多用表、JTAG适配器、OMLEX适配器、ST链接和一些硬件调试器。
  • 现在,要执行一个编译器,需要微控制器,以及其他工具链来将程序加载到硬件中。因此,最好选择带有arm-GCC和开放式OCD的STM32套件。这种组合不像Arduino那样方便用户,但在实时应用中的应用。
  • 然后,选择组件并浏览数据表。但不要完全相信它。反复阅读数据表,但不要相信它。它只是一个知识来源,帮助你开始工作。

流行的嵌入式系统编程

开发人员首选的流行编程语言是C、Python、Java和C++。少数人有一些优势和局限性,下面将讨论这些问题。

  • C是一种编译语言,作为其他语言的基础。百分之八十的嵌入式行业使用C语言编程,因为它更有效。但开发人员发现它更复杂,因为它使用技术编码方法。
  • C++有大部分像C的味道,并有一些标准库,这很耗时。它在开始时可能很复杂,但可以理解为不一致的做法。
  • Python在机器学习、数据分析和人工智能方面大放异彩。它是开源的,易于阅读、编写和执行,并且可以免费使用。由于它不是语言确定性的,所以不适用于实时操作系统。
  • Java是一种基于互联网应用的通用语言,被广泛使用。在Android操作系统上,Java是嵌入式系统的最佳选择。这里的代码是可靠和可移植的。因此,一旦写好,就可以很容易地被运输。Java可能很复杂,有时会导致性能问题,因为它在GUI上工作,在实时系统中不能实用。
  • JavaScript是基于嵌入式系统中的文本,它是HTML5的合适选择,因为它需要突出的图形和网络。但它的运行时间效率最低,而且需要艰苦的维护。

顶级嵌入式系统编程

顶级嵌入式系统编程语言是C、C++、Java、Python、Micropython、Rust、Ada和汇编。C、C++、Java和Python已在上节中讨论过。因此,这里将讨论下一个顶级嵌入式系统编程语言。

  • MicroPython。MicroPython是Python的一个版本,是为微控制器设计的。它很容易学习,是开源的,而且可以免费使用。与C++和C相比,代码不能被快速执行,并且使用高内存空间。
  • Rust。Rust是Mozilla公司为安全和性能而开发的一种高级编程语言。它有助于建立具有有限错误的安全代码。但它需要时间来编译,而且还没有标准化。它被用于多堆栈系统。
  • Ada。Ada是非常可靠和高效的,但它没有被广泛使用,而且执行起来有难度。它被用于关键的应用中,以检测运行时错误和数组访问错误。
  • 汇编。汇编是一种低级别的编程语言,旨在与硬件组件进行通信,它的工作速度和效率内存。但它并不容易维护和阅读。

比较嵌入式系统编程

编程语言优点缺点应用
CC语言被广泛用于所有的实时应用程序和其他编程语言的构建模块中。它以其迅速的执行、稳定性和高效率而闻名。现代的编码技术很难用它来实现。它是一种低级别的嵌入式编程语言,开发人员发现很难在它上面工作。它被用于许多嵌入式应用和实时古环境。
C++它具有像C语言一样的所有功能,也有一些C语言不支持的不同能力。它在一个强大的标准库上工作,这很耗时。它很难学习和执行。它被应用于许多嵌入式系统中。
Python它是一种解释型语言,开发者不需要进行交叉代码编译。它很容易学习、编译和从硬件传输代码。它缺乏静态和编译分析,代码应该被很好地检查以避免运行时的错误。它被用于应用处理器和用户与嵌入式系统之间的接口。
爪哇Java具有可移植性和可靠性。它可以很容易地被运输。它是开源的,支持多任务。由于它使用垃圾收集器,可能导致性能问题。它被用于基于互联网的应用。它适用于与其他微控制器组成的嵌入式系统中。
MicroPython它是为在微控制器上执行而设计的。它有许多标准库,可以导入这些库来有效地完成任务。代码不能被快速编译,它的运行速度很慢,而且消耗更多时间。它适用于带有微控制器的嵌入式系统。
JavaScript它在网络和图形内容中效果最好,它在HTML上工作。它的运行时效性差。它适用于人机界面系统。

结语

因此,这些都是被广泛使用的有效的嵌入式编程语言,可以根据用户的要求和他的环境来实现。每种语言都有独特的优势,使其具有完整的效率,以获得显著的效果。

推荐文章

这是一本关于嵌入式系统编程的指南。这里我们讨论了定义,什么是嵌入式系统编程,如何学习嵌入式系统编程?你也可以看看下面的文章,以了解更多信息

  1. Python网络开发
  2. 面向对象的编程范式
  3. 谷歌开发工具
  4. 应用软件与系统软件