工程師在MCU平臺上進行軟件開發會面臨哪些挑戰？

2023-04-12 來源：作者：深圳市中電網絡技術有限公司

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微控制器（MCU）已經歷了無數次技術進步，從硬件加密到復雜的圖形功能。然而在此期間，軟件開發一直難以跟上這種步伐，下面主要介紹了工程師在MCU平臺上進行軟件開發所面臨的挑戰。

硬件能力不斷更新，軟件開發停滯不前 　　

與所有電子器件一樣，自1970年代首批MCU問世以來，微控制器已經歷了巨大的變化。首款真正具有商業價值的微處理器（如無所不在的8051）基于8位技術，并整合了幾個計時器、UART端口、ADC，以及DAC（少數產品）。這些器件非常簡單，易于掌握，指令集非常小，可以輕松地使用低層語言，如匯編語言。　　

快進到2023年，MCU經歷了巨大的變化，內存更大、CPU更快，擁有多種外設，從高級電機控制到機器學習（ML）加速器。然而，MCU最重要的一個變化是其內部架構的復雜性增加了，如果沒有驅動程序提供對底層硬件的抽象，從零開始為現代MCU編寫代碼就非常具有挑戰性。　　

為了幫助工程師對現代MCU進行編碼，我們提供廣泛的軟件解決方案和工具（包括驅動程序和高級配置工具），用戶無需進行寄存器級編程。雖然這些工具對于項目實施至關重要，但用于MCU編碼的軟件基礎架構并未達到與硬件相同的高度，導致軟件和硬件之間存在巨大的技術鴻溝。

工程師在MCU平臺上進行軟件開發會面臨哪些挑戰？

MCU面臨哪些軟件挑戰？ 　　

無論使用哪個平臺，MCU的軟件開發都面臨著諸多挑戰，包括平臺鎖定、可移植性有限、碎片化、缺乏開源支持、開發人員自由受限和缺少標準化等。　　

首先，大多數MCU平臺通常會將工程師鎖定在固定平臺上，因為要將代碼移植到其他平臺、其他架構或供應商會非常耗時，即使平臺使用了相同的處理器內核（如Arm? Cortex-M?）。對于不使用MCU或其外設全部功能的簡單項目而言，這可能是小問題，但對于因硬件需求變化而需要切換到其他制造商的項目來說，則可能會帶來災難性的后果。當OEM擁有各種價格和功率需求不同的產品時，不可避免地要使用多種不同的MCU，因此維護多代碼基礎的成本可能非常高。　　

另一個可能影響工程師的軟件挑戰是IDE差別迥異。工程師通常使用不同制造商的眾多設備，因為每個設備只適用于特定的應用。但對每一個平臺，工程師都需要了解IDE的工作原理、工具位于何處，以及如何讓項目運行。因此，工程師要跟上每個開發環境的新變化可能需要耗費大量的時間。　　

此外，MCU供應商很少支持一個以上免費的IDE平臺，并且大部分都基于Eclipse，Eclipse被視為軟件開發行業的主力。Eclipse作為主流IDE，供應商可高效定制，便于使用，但由于它采用基于Java的內核，對CPU和內存資源需求要求非常高。相比之下，微軟的Visual Studio Code（VS Code）非常輕量化和快速，因此許多工程師選擇使用VS Code開發環境。　　