工程师在MCU平台上进行软件开发会面临哪些挑战？

2023-04-12 来源：

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微控制器（MCU）已经历了无数次技术进步，从硬件加密到复杂的图形功能。然而在此期间，软件开发一直难以跟上这种步伐，下面主要介绍了工程师在MCU平台上进行软件开发所面临的挑战。

硬件能力不断更新，软件开发停滞不前

与所有电子器件一样，自1970年代首批MCU问世以来，微控制器已经历了巨大的变化。首款真正具有商业价值的微处理器（如无所不在的8051）基于8位技术，并整合了几个计时器、UART端口、ADC，以及DAC（少数产品）。这些器件非常简单，易于掌握，指令集非常小，可以轻松地使用低层语言，如汇编语言。　　

快进到2023年，MCU经历了巨大的变化，内存更大、CPU更快，拥有多种外设，从高级电机控制到机器学习（ML）加速器。然而，MCU最重要的一个变化是其内部架构的复杂性增加了，如果没有驱动程序提供对底层硬件的抽象，从零开始为现代MCU编写代码就非常具有挑战性。　　

为了帮助工程师对现代MCU进行编码，我们提供广泛的软件解决方案和工具（包括驱动程序和高级配置工具），用户无需进行寄存器级编程。虽然这些工具对于项目实施至关重要，但用于MCU编码的软件基础架构并未达到与硬件相同的高度，导致软件和硬件之间存在巨大的技术鸿沟。

工程师在MCU平台上进行软件开发会面临哪些挑战？

MCU面临哪些软件挑战？

无论使用哪个平台，MCU的软件开发都面临着诸多挑战，包括平台锁定、可移植性有限、碎片化、缺乏开源支持、开发人员自由受限和缺少标准化等。　　

首先，大多数MCU平台通常会将工程师锁定在固定平台上，因为要将代码移植到其他平台、其他架构或供应商会非常耗时，即使平台使用了相同的处理器内核（如Arm® Cortex-M®）。对于不使用MCU或其外设全部功能的简单项目而言，这可能是小问题，但对于因硬件需求变化而需要切换到其他制造商的项目来说，则可能会带来灾难性的后果。当OEM拥有各种价格和功率需求不同的产品时，不可避免地要使用多种不同的MCU，因此维护多代码基础的成本可能非常高。　　

另一个可能影响工程师的软件挑战是IDE差别迥异。工程师通常使用不同制造商的众多设备，因为每个设备只适用于特定的应用。但对每一个平台，工程师都需要了解IDE的工作原理、工具位于何处，以及如何让项目运行。因此，工程师要跟上每个开发环境的新变化可能需要耗费大量的时间。　　

此外，MCU供应商很少支持一个以上免费的IDE平台，并且大部分都基于Eclipse，Eclipse被视为软件开发行业的主力。Eclipse作为主流IDE，供应商可高效定制，便于使用，但由于它采用基于Java的内核，对CPU和内存资源需求要求非常高。相比之下，微软的Visual Studio Code（VS Code）非常轻量化和快速，因此许多工程师选择使用VS Code开发环境。　　