MicroPython 的 ROMFS 功能透過解決記憶體限制使更大型嵌入式專案成為可能

BigGo Editorial Team
MicroPython 的 ROMFS 功能透過解決記憶體限制使更大型嵌入式專案成為可能

MicroPython 透過其最新版本中的 ROMFS 支援達到了一個重要里程碑,解決了嵌入式開發中該平臺最受限制的因素之一。雖然新聞文章提到了 RISC-V 和各種技術實現,但社群討論揭示了 ROMFS 功能對於使用微控制器的 MicroPython 使用者來說尤為變革性。

ROMFS 解決關鍵記憶體限制

MicroPython 中引入 ROMFS(只讀記憶體檔案系統)代表了嵌入式開發者的一項突破。此前,MicroPython 受到記憶體限制,因為位元組碼需要保留在記憶體中,這限制了可以開發的專案規模。正如一位社群成員解釋的:

「為不熟悉 MicroPython 的人提供背景。這個版本如此重要是因為 MicroPython 幾乎完全能夠在許多嵌入式用例中替代像 C 這樣的低階語言...但是...問題在於,在此版本之前,MicroPython 遭受的不是 CPU 短缺,而是記憶體短缺:位元組碼需要留在記憶體中,一旦程式變得足夠大,記憶體就成為限制專案規模的瓶頸。」

有了 ROMFS,MicroPython 現在可以將位元組碼儲存在裝置的快閃記憶體中並直接從那裡執行,消除了之前的記憶體瓶頸。這一進步使 MicroPython 在不需要開發者重新構建帶有凍結位元組碼的 MicroPython 二進位制檔案的情況下,對更大型的嵌入式專案變得更加實用。

MicroPython 結合 ROMFS 的關鍵優勢:

  • 將位元組碼儲存在裝置快閃記憶體中並從那裡執行
  • 使更大型的嵌入式專案不受 RAM 限制
  • 保持快速開發週期,無需自定義構建
  • 對 RP2040/RP2050 和 ESP32 微控制器尤為有價值
  • 與現有功能(如 Viper 模式和內聯彙編)相輔相成

MicroPython 作為 C 和 Rust 的可行替代品

社群討論強調了 MicroPython 如何演變成為許多用例中傳統嵌入式程式語言(如 C 和 Rust)的有力替代品。幾位評論者指出,MicroPython 現在為大多數嵌入式應用提供了足夠的效能,特別是在現代微控制器如 RP2040/RP2050 和 ESP32 上。

該平臺的優勢包括跨不同微控制器單元(MCUs)的可移植性,這允許開發者在不重寫整個程式碼庫的情況下更換硬體。此外,MicroPython 的開發週期明顯快於編譯語言,並且藉助 Viper 模式和內聯彙編功能,開發者可以在必要時最佳化關鍵程式碼路徑以提高效能。

一些社群成員將 MicroPython 與早期時代為微控制器開發的 BASIC 實現進行比較,指出它為在遠超過老式家用電腦能力的硬體上進行互動式開發提供了更現代、更有吸引力的語言。

技術考量和權衡

討論還觸及了 MicroPython 實現的一些技術方面。一位評論者指出,MicroPython 的正則表示式模組使用來自 re1.5 的回溯引擎,而不是線性時間引擎,這可能是由於大小和記憶體限制而選擇的,但在某些情況下可能導致效能問題。

另一個提出的有趣觀點是 MicroPython 如何在更大的韌體專案中定位自己。一些開發者表示有興趣將 MicroPython 整合用於處理 UI/UX 和某些邏輯元件,同時保持核心韌體使用 C/C++,儘管有人擔憂 MicroPython 對這種整合模式的支援程度,相對於它想成為韌體的中心。

社群還討論了在 x86 伺服器上使用 MicroPython 作為 CPython 替代品的可能性,特別是在需要減少記憶體消耗、更小的快閃記憶體佔用和更快啟動時間的場景中。然而,這種方法有一個明顯的限制,即標準庫較少,這意味著許多針對 CPython 的 Python 包將需要修改。

隨著嵌入式系統在保持嚴格資源限制的同時繼續提高能力,帶有 ROMFS 支援的 MicroPython 在開發效率和資源利用之間提供了一個引人注目的中間地帶。這一進步使開發者能夠構建更復雜的應用程式,而不犧牲使 Python 如此吸引人的互動式和快速開發體驗。

參考:RISC-V