Arduino開始將MicroPython納入生態(tài)系

Arduino Lab for MicroPython程序畫面

一直以來，談到Arduino大家立刻想到的程序語言是C/C++，但現(xiàn)在Arduino官方開始嘗試支持MicroPython。所謂支持即是Arduino官方開發(fā)出一套新的整合開發(fā)環(huán)境（IDE）稱為Arduino Lab for MicroPython，軟件接口風(fēng)格與原有的ArduinoIDE相仿，也同樣有Windows、Mac、Linux等跨平臺版本。

之所以稱為「嘗試」是因?yàn)槟壳斑@套開發(fā)工具軟件還在內(nèi)部測試階段，意即alpha階段，連外部測試的beta階段都還沒到，版本也在0.5左右，尚未到正式的1.0版，源代碼已放在GitHub上。

更嚴(yán)格來說，這比較像是一套編輯器（editor）軟件，因?yàn)镻ython是直譯執(zhí)行的程序語言，不像C/C++是編譯執(zhí)行的語言，編譯是先在計(jì)算機(jī)上把程序編譯完成后，才把可執(zhí)行的程序代碼傳送到開發(fā)板上，而后執(zhí)行；直譯是把程序代碼放到開發(fā)板上后，等到要執(zhí)行前才立即將其轉(zhuǎn)譯成可執(zhí)行的程序代碼，而后執(zhí)行。

直譯方式過去并不興盛，主要是執(zhí)行速度太慢、且占儲存空間，但隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算力、硬件資源愈來愈強(qiáng)大寬裕，加上軟件技術(shù)的改進(jìn)（例如轉(zhuǎn)譯完成的程序代碼可以保留一份，需要再次執(zhí)行時即可加速），直譯可行性因而提高。

發(fā)展源起與現(xiàn)況

在Arduino官方還沒撰寫開發(fā)Arduino Lab for MicroPython前，其實(shí)Arduino自家的產(chǎn)品就已經(jīng)有使用到MicroPython，例如NiclaVision開發(fā)板是專門用于計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用的，搭配的韌軟件為OpenMV，而OpenMV的操控即需要撰寫MicroPython程序。

為了開發(fā)Arduino Lab for MicroPython，Arduino官方找上MicroPython的創(chuàng)建者DamienGeorge，把他撰寫的MicroPython官方版虛擬機(jī)（Virtual Machine, VM）改寫出一套可以在Arduino現(xiàn)有產(chǎn)品上執(zhí)行的版本。

也為了讓現(xiàn)有Arduino產(chǎn)品可以執(zhí)行MicroPython，Arduino官方也開始改寫幾片現(xiàn)行開發(fā)板的韌體，目前已經(jīng)釋出三片開發(fā)板的韌體，分別是Nano BLE Sense、Nano RP2040 Connect，以及Portenta H7等。新韌體的網(wǎng)址為https://docs.arduino.cc/micropython/，同時也有順便放OpenMV的韌體。

三片開發(fā)板把原有的韌體清除掉，改寫入新版韌體，搭配計(jì)算機(jī)上安裝的Arduino Lab for MicroPython，就可以進(jìn)行MicroPython的程序開發(fā)，并最終在板子上執(zhí)行MicroPython。為了推廣MicroPython，Arduino官方也另立一個網(wǎng)站來推廣，網(wǎng)址為labs.arduino.cc

Arduino Labs官網(wǎng)畫面

值得注意的是，釋出開發(fā)板的新韌體并不表示后續(xù)也同樣只有Arduino官方的開發(fā)板會支持MicroPython，Arduino官方希望有更多的非官方板卡也能支持響應(yīng)Arduino Lab for MicroPython，自己只是起個頭示范。

因?yàn)橐磺械陌l(fā)展都還在很前期，所以Arduino官方稱Arduino Lab for MicroPython是一套輕量（lightweight）編輯器，也尚不能稱是正式產(chǎn)品，而是一個體驗(yàn)工具（experimental tool），之所以現(xiàn)階段就釋出就是希望多聽聽各方的意見，看看能否逐漸改進(jìn)成熟，但也不保證最終可以成為完整產(chǎn)品。

Arduino Labs官網(wǎng)上也開始有Arduino Labfor MicroPython相關(guān)的創(chuàng)客項(xiàng)目，一是Include Robot，是一個用3D打印做成的自走車，可以使用Arduino Nano 33 BLE、BLE Sense、33 IoT，以及Arduino RP2040 Connect等電路板來驅(qū)動；二是BLE Dashboard，是一個儀表板項(xiàng)目，可用來顯示傳感器數(shù)據(jù)，使用的板子是Arduino Nano 33 BLE Sense或Nicla Sense ME。

MicroPython vs. CircuitPython

最后，或許有些人仍不太了解MicroPython、CircuitPython的區(qū)別。MicroPython的淵源來自前述的Damien George（澳洲程序員、物理學(xué)家）曾于群眾募資網(wǎng)站Kickstarter上發(fā)起一個募資，希望能生產(chǎn)銷售一片名為PyBoard（有時寫成pyboard）的開發(fā)板，并讓購買該板的用戶，能使用修改版的Python來撰寫該開發(fā)板的控制程序，該修改版的Python即為Micro Python（當(dāng)時發(fā)起時兩個字之間有空格，之后連寫）。

本來只想募15,000英鎊（發(fā)起者可以自行決定募資的幣別），募資天數(shù)30天，但最終由1,931名支持者共籌募了97,803英鎊，PyBoard項(xiàng)目成立并順利生產(chǎn)交貨。自此之后有更多的芯片、板卡支持MicroPython，如ESP8266芯片、ESP32芯片、BBC Micro:bit、Raspberry Pi Pico，以及STMicro公司的STM32系列等。

至于CircuitPython則是由Adafruit以MicroPython為基礎(chǔ)的衍生發(fā)展，既然由Adafruit所提出，自然Adafruit所推出的板卡最支持CircuitPython，但由于一樣是開放源代碼的項(xiàng)目，也是有其他板卡支持CircuitPython，例如SparkFun、Seeed Studio、Arduino等均有推出支援CircuitPython的板卡。

至于兩者使用上有何差異，其實(shí)CircuitPython只是更方便入門者學(xué)習(xí)與除錯，而不是比MicroPython強(qiáng)大。CircuitPython無法共享狀態(tài)所以同時間只能執(zhí)行一個工作，如果正在用計(jì)算機(jī)與板卡進(jìn)行REPL（Read–Eval–Print Loop）模式互動，這時就無法執(zhí)行板子上的 .py檔案程序。

其他差異還有CircuitPython的API比較精簡，有些CircuitPython的API是直接以低階硬件動作來實(shí)現(xiàn)，如此可以省去引用一堆函式庫與額外的指令?？傊?，希望此一新推展能獲得夠多夠好的回饋意見，從而盡快發(fā)展成熟，使創(chuàng)客在控制程序的開發(fā)上有更多的選擇。

審核編輯：湯梓紅