Встраиваемый язык программирования

По мере того как миллениалы продолжают углубляться в технологически напряженное и инновационное общество. Мы начинаем осознавать реальный потенциал Интернета вещей(Internet of Things) в нашей повседневной жизни. Устройства интернета вещей обновляют наш образ жизни более тонким способом. Чем вы можете себе представить. От вашего последнего Kindle до ваших умных часов. Каждое современное устройство является частью этого интернета вещей. Эти устройства также должны быть запрограммированы точно так же. Как компьютер или мобильный телефон. Их более традиционные аналоги. Программирование таких устройств известно как программирование встроенных систем.

Программирование встраиваемых систем, однако. Является немного более утомительной задачей. Чем думают большинство разработчиков. Они требуют низкоуровневого доступа к системе и должны использовать как можно меньше ресурсов. Таким образом. Только избранный набор языков подходит для программирования встроенных систем.

Лучшие языки для программирования встраиваемых систем


Поскольку программисты сталкиваются с различными ограничениями ресурсов при программировании встроенных систем. Они часто выбирают языки с очень низким объемом памяти. Языки программирования старой школы

, которые предлагают очень низкоуровневый доступ к оборудованию. Лучше всего подходят для таких разработок. Ниже мы перечислим 15 лучших языков для программирования вашей следующей встроенной системы.

1. С


Один из самых мощных языков программирования. Появившихся когда-либо. C является де-факто выбором для программирования встроенных систем. Это вовсе не удивительно из-за низкого уровня доступа. Который обеспечивает этот язык. Низкое использование памяти скомпилированной программы на языке Си также является фактором. Обусловливающим признание языка Си в качестве лучшего языка программирования встраиваемых систем.

Кроме того, этот статически типизированный язык также обеспечивает скорость. Не сравнимую ни с одним другим языком программирования.

C в программировании встраиваемых систем

Основные моменты этого языка программирования

  • C предоставляет доступ даже к самым низкоуровневым компонентам системы с помощью встроенного указателя.
  • Разработчики могут создавать компиляторы C для своих встраиваемых систем довольно быстро. Благодаря его широкой популярности.
  • C очень аккуратно сочетает низкоуровневую функциональность языка ассемблера с современными соглашениями о программировании.
  • Политика свободного набора данных C делает его чрезвычайно подходящим для программирования встраиваемых систем.

  • Перенос встроенных программ на разные устройства намного проще. Чем программ. Написанных на других языках.
  • C предоставляет разработчикам роскошь обширной экосистемы. Тем самым значительно повышая производительность.

2. C++


Если C-это идеальное решение для программирования встраиваемых систем для новичков, то C++ определенно подходит более опытным разработчикам. Этот удивительно быстрый язык. Такой как C. Обеспечивает доступ к низкоуровневым системным ресурсам и гарантирует. Что стек памяти свободен от ненужных системных вызовов.

Благодаря единому предложению парадигмы объектно-ориентированного программирования опытные разработчики могут достичь гораздо большего с помощью C++. Чем его предшественник.

C++ в программировании встраиваемых систем

Основные моменты этого языка программирования

  • C++ позволяет использовать встроенные функции в качестве замены макроопределений. Чего Си определенно не хватает.
  • Благодаря умной реализации шаблонов и многословному кастингу C++ гораздо безопаснее своего предшественника.
  • Возможность использования перегруженных функций и конструкторов делает C++ идеальным выбором для программирования встраиваемых систем.

  • Объектно-ориентированная природа языка С++ позволяет разработчикам программировать даже самые сложные встраиваемые системы без переполнения памяти.
  • Функция пространства имен. Предоставляемая в C++. Гарантирует. Что ваша программа не выйдет из строя только из-за проблем с конфликтами имен.
  • Собственная функция конструктора и деструктора позволяет C++ быть более универсальным. Чем его более традиционный предшественник.

3. Java


Java-это приемлемое решение для традиционного настольного программного обеспечения и отличный кандидат для программирования встроенных систем. Благодаря своей стабильной природе и наличию многочисленных инструментов разработки. Java-программы обычно высоко ценятся разработчиками встраиваемых систем.

Более того, как только вы напишете свою встроенную системную программу на Java. Вы сможете легко портировать ее на различные платформы интернетавещей . И все это благодаря инновационной реализации JVM.

Логотип Java

Основные моменты этого языка программирования

  • Java значительно упрощает написание расширяемых. Переносимых и загружаемых встраиваемых системных приложений.
  • Широкий спектр инструментов разработчика и мощные библиотеки делают Java подходящим выбором для встроенного системного программирования.

  • Java-программы являются машинно – независимыми- так как они выполняются внутри виртуальной машины Java(JVM).
  • Java дает разработчикам возможность изолировать критические части встроенных приложений от остального кода.
  • Программы. Написанные на Java. Очень быстры и работают гладко даже при использовании оборудования старого поколения.
  • Обработка исключений в Java очень практична и позволяет довольно легко устранить большинство ошибок во время выполнения.

4. Python


После того как Python зарекомендовал себя как крупный игрок в мире Интернета и предприятий

, он набрал обороты в качестве ключевого языка программирования встраиваемых систем в последние годы. Поскольку микроконтроллеры становятся надежными с каждым днем. В настоящее время довольно легко запускать программы Python внутри встроенных устройств. А его лаконичный и читаемый стиль кодирования делает Python идеальным решением для создания встраиваемых систем для новых программистов. Python дает разработчикам возможность писать быстрые программы для своих встроенных систем.

python в программировании встраиваемых систем

Основные моменты этого языка программирования

  • Python-это интерпретируемый язык. То есть вам потребуется среда выполнения Python при запуске программ Python.

  • Python-это лучшее правдоподобное решение для написания тестов автоматизации для ваших встраиваемых систем реального времени.
  • Разбор журналов и обработка изображений очень легко достигаются с помощью Python.
    Python сильно преуспевает в создании встроенных систем. Которые обрабатывают данные в режиме реального времени.
  • Python, возможно. Является лучшим решением для написания сетевой части ваших передовых встраиваемых систем.
  • Прототипирование приложения на Python довольно просто. Что делает его пригодным для разработки встроенных программ в течение короткого периода разработки.

5. Ржавчина


— —

Rust-один из самых современных языков программирования. Используемых для разработки встраиваемых систем. Высокоуровневые концепции и гарантия безопасности этого внушающего благоговейный трепет языка программирования делают его идеальным выбором для программирования современных встраиваемых систем. Стиль программирования typestate Rust и абстракции нулевой стоимости делают его возможным выбором для разработки инновационных встраиваемых систем. Кроме того, мощный статический анализ. Предоставляемый Rust. Гарантирует. Что непреднамеренные компоненты вашего приложения не будут потреблять системные ресурсы.

ржавчина в программировании встраиваемых систем

Основные моменты этого языка программирования

  • Управление памятью в Rust очень гибко и позволяет разработчикам распределять память динамическим и статическим способами.
  • Потрясающая модель параллелизма Rust надежна и гарантирует. Что никакие два потока не будут совместно использовать одно и то же состояние во время выполнения.
  • Разработчики могут легко интегрировать Rust в свою уже существующую кодовую базу C или C++. Не испытывая никаких проблем.
  • От небольших микроконтроллеров до мощных SBC Rust позволяет легко переносить код встроенной системы в широкий спектр систем.
  • Rust предлагает отличную поддержку сообщества. Которая может гарантировать. Что ваше программирование встроенных систем не столкнется с каким-либо тупиком.

6. Ada


Возможно, один из лучших встраиваемых системных языков программирования. Ada уже более трех десятилетий подвергается боевым испытаниям. Это статически типизированный язык программирования. Построенный с учетом встроенных систем реального времени и поддерживающий несколько парадигм программирования. Несмотря на то. Что это язык старой школы. Ada предлагает инновационный подход к модульности. Параллельной обработке. Обработке исключений и обобщениям. Высокоуровневое типобезопасное управление памятью Ada делает его идеальным решением для разработки встраиваемых систем. Требующих очень низкого объема памяти.

Основные моменты этого языка программирования

  • Ada-это лучший выбор для встраиваемых систем. Которые стремятся быть чрезвычайно надежными.
  • Созданная для Министерства обороны Соединенных Штатов (МО). Ada разработала сотни встроенных военных устройств в одиночку.
  • Вы можете по-разному компилировать различные пакеты Ada и включать их в свою систему по мере необходимости.
  • Проверки времени выполнения Ada обеспечивают надежную защиту от распространенных ошибок. Таких как нераспределенная память. Ошибки переполнения буфера. Нарушения диапазона и индивидуальные ошибки.
  • Функция динамической диспетчеризации. Предлагаемая Ada. Помогает вашему встроенному приложению эффективно использовать полиморфизм.

7. JavaScript


JavaScript захватил мир штурмом с момента своего появления в качестве языка программирования общего назначения. До того как среда выполнения NodeJS произвела революцию в том. Как мы сегодня используем JavaScript. Она рассматривалась только как веб-язык. Время изменилось. И JavaScript прошел долгий путь. Чтобы утвердиться в качестве значимого игрока в программировании встроенных систем. JavaScript, возможно. Является лучшим решением. Если ваша встроенная система требует много сетей. Благодаря своей впечатляющей реализации цикла событий.

Логотип JS

Основные моменты этого языка программирования

  • JavaScript — это динамический язык. Похожий по моде на Python и Ruby.
  • Огромный набор инструментов разработчика и сторонних библиотек делает JavaScript подходящим выбором для разработки быстрого и надежного встроенного программного обеспечения.
  • С момента зарождения ASM.js с точки зрения Mozilla. Использование JavaScript в программировании встроенных систем растет с каждым днем.
  • Управляемая событиями парадигма функционального программирования. Используемая JavaScript. Может быть легко использована для создания стабильных встроенных систем.
  • JavaScript имеет встроенную поддержку синтаксического анализа регулярных выражений. Таким образом. Вам не нужны другие библиотеки для этой утомительной задачи.

8. Идите


Go, сокращенно от Golang-это современный язык программирования от веб-бегемота Google. Это статически типизированный скомпилированный язык. Подходящий для программирования встроенных систем для обеспечения безопасности памяти и параллелизма в стиле CSP. Go сочетает в себе низкоуровневые функции. Представленные в C и C++. Более современным и элегантным способом. Он может увеличить универсальность ваших последних встроенных систем при правильном использовании. Функция структурного типирования. Предлагаемая Go. Гарантирует. Что ваши встроенные системы не поймают нежелательные ошибки во время выполнения.

GO язык программирования

Основные моменты этого языка программирования

  • Go поставляется со встроенными функциями для модульного тестирования. Что делает тестирование встроенного приложения очень простым.
  • Богатая документация API этого встроенного системного языка программирования полезна как для новых. Так и для опытных разработчиков.
  • C-подобный синтаксис. Принятый Go. Легко читается и запоминается.
  • Несмотря на то. Что Go предлагает объектно-ориентированную функциональность. Он довольно прост для понимания даже самыми новыми программистами.
  • Программы Go могут быть очень легко скомпилированы и развернуты в вашей системе.
  • Фреймворк EMBD. Основанный на Go. Получил много похвал в сообществе подземных встраиваемых систем.

9. Lua


Lua-это один из основных языков. Разработанных с учетом программирования встроенных систем. Это легкий, многопарадигмальный язык программирования. Который легко расширяется и поддерживает несколько платформ из коробки. Lua предлагает четкий и простой синтаксис с очень низким объемом памяти. Что делает его идеальным кандидатом для создания встроенных систем реального времени. Отличная функция описания данных Lua также делает его одинаково подходящим в качестве языка конфигурации.

Lua в встраиваемых системах

Основные моменты этого языка программирования

  • Вы можете определять функции и манипулировать ими как первоклассными значениями в Lua. Тем самым упрощая его объектно-ориентированную реализацию.
  • Программы. Написанные на Lua. Легко расширяются благодаря его резервному механизму.
  • Рефлексивные возможности Lua позволяют разработчикам создавать чрезвычайно полиморфные компоненты.
  • Программы. Написанные на Lua. Можно легко использовать вместе с программами на C.

10. Б#


Один из лучших встраиваемых системных языков программирования. Который мы получили в последнее время,-это B#. Этот язык является производным от семейства языков программирования C и разработан в Bell Labs теми же авторами C. Это значительно небольшой язык. Состоящий из крошечного ядра и имеющий поддержку объектно-ориентированной парадигмы. Вы также можете довольно легко управлять несколькими потоками с помощью B#.

Основные моменты этого языка программирования

  • B# был разработан с учетом исключительно программирования встраиваемых систем.
  • Он имеет очень схожие синтаксические особенности с C и C++.
  • B# поддерживает эффективные преобразования бокса и распаковки.
  • Этот встроенный язык программирования обладает и другими функциями. Такими как многопоточные операторы. Свойства полей. Регистры адресации устройств. Обработчики прерываний и детерминированный дефрагментатор памяти.
  • B# исключительно подходит для небольших архитектур с жесткими ограничениями памяти.
  • Коды B# непосредственно сопоставляются с жестким набором команд. Что позволяет ускорить время выполнения во встроенных устройствах с низким ресурсом.

11. Язык ассемблера


Вы не должны удивляться. Что Сборка широко используется в программировании встроенных систем. Поскольку Сборка обеспечивает самый низкий уровень доступа к электронным компонентам. Она может легко разрабатывать современные встраиваемые программы в реальном времени для устройств IoT. Ассемблерный код переводится непосредственно в машинный код, комбинацию примитивных системных инструкций. Состоящих только из 0 и 1.

Основные моменты этого языка программирования

  • Сборка обеспечивает низкоуровневый доступ. Необходимый для эффективного управления аппаратным обеспечением.
  • Поскольку программы сборки могут быть точно прослежены. Обнаружение этой досадной ошибки-всего лишь вопрос времени.
  • Встроенные приложения. Написанные на ассемблере. Очень эффективны и быстры.
  • Язык ассемблера используется в программировании встраиваемых систем для решения критических проблем производительности в системах с низким уровнем ресурсов.
  • Ассемблерные программы почти так же эффективны. Как программы. Написанные в машинных кодах.

12. С#


C# широко популярен для построения корпоративного программногообеспечения . Однако этот инновационный язык программирования также широко используется для разработки встраиваемых систем промышленного назначения. C# включает в себя множество полезных функций для встроенного системного программирования с его строго типизированным. Компонентно-ориентированным стилем программирования. Кроме того, поскольку Microsoft поддерживает этот встроенный системный язык программирования. Вы можете легко найти тонны документации на этом языке.

Встроенный язык программирования C#

Основные моменты этого языка программирования

  • C# поставляется со встроенной поддержкой как структурированного программирования. Так и объектно-ориентированного программирования.
  • Сильная функция проверки границ типов и массивов в C# устраняет многие труднодоступные ошибки во время выполнения прямо во время компиляции.
  • Программы. Написанные на C#. Легко переносимы и могут быть использованы в различных архитектурах без каких-либо трудностей.
  • Программирование встраиваемых систем было одним из основных направлений развития языка С#.
  • Программы на языке C# обычно эффективны в работе с памятью и процессором.

13. Verilog


Verilog-это HDL(Язык описания оборудования) для разработки примитивных электронных устройств. Таких как встроенные системы. Это широко используемый язык в области программирования встраиваемых систем и предлагает очень низкоуровневый доступ к системному оборудованию. Вы можете получить доступ и управлять почти каждой аппаратной деталью. Включив этот язык в разработку встроенных систем. Если вы уже знакомы с синтаксисами в стиле C. То синтаксис Verilg покажется вам вполне знакомым.

Основные моменты этого языка программирования

  • Verilog позволяет разработчикам контролировать задержку распространения и уровень сигнала их встроенной системы.
  • Он имеет два отдельных оператора назначения. Один для блокировки назначений. А другой для неблокирования.
  • Это язык потока данных.
  • Verilog позволяет создавать собственное оборудование в соответствии с требованиями вашей встроенной системы.
    Переменные в языке Verilog требуют определенного размера.

14. VHDL


VHDL-это еще один HDL. Представленный в этом списке. Он также используется в качестве универсального языка параллельного программирования во встроенных системах программирования. VHDL может дать гораздо более современную встроенную систему в руках опытного разработчика. Чем большинство других традиционных языков программирования. Хотя VHDL обычно используется для моделирования логических элементов и схем. Он имеет долгую историю использования в промышленных и бытовых встраиваемых системных устройствах.

Основные моменты этого языка программирования

  • Программы. Написанные на VHDL. Обычно обрабатываются программой синтеза.
  • VHDL может довольно плавно обрабатывать параллельную обработку в большинстве современных встраиваемых устройств.
  • Он не чувствителен к регистру. Поэтому прописные и строчные буквы тускнеют как одно и то же.
  • Он может быть использован в качестве универсального языка обработки текста в примитивных архитектурах.
  • Как и Verilog. VHDL также является языком потока данных.

15. Встроенный C++


Как следует из названия. Embedded C++ — это подмножество языка программирования C++. Предназначенное исключительно для облегчения программирования встроенных систем. Диалект включает в себя только те части C++. Которые широко используются в сообществе embedded systems. И опускает ключевые функции C++. Такие как обработка исключений. Множественные наследования. Пространства имен. Шаблоны и виртуальные базовые классы. Ключевые японские производители процессоров. Такие как Hitachi. Fujitsu и Toshiba. Сотрудничали в создании этого диалекта C++. Известные компании. Такие как Apple. Используют этот встроенный системный язык программирования для разработки драйверов устройств своих Mac OS X.

Основные моменты этого языка программирования

  • Это подмножество популярного языка программирования C++.
  • Любой стандартный C++ может быть использован для компиляции встроенных программ. Написанных на Embedded C++.
  • Embedded C++ пытается избежать чрезмерного потребления памяти. Удаляя большинство основных функций C++. Которые не используются исключительно в программировании встроенных систем.
  • Встроенный C++ опускает функцию идентификации типа среды выполнения (RTTI). Представленную в C++.
    Программы. Написанные на этом языке. Требуют специального компилятора EC++ для оптимизации.

Окончание Мыслей


Лучший язык программирования встраиваемых систем для вашего проекта будет зависеть от различных факторов. Каждое приложение требует разного набора подходов и. Следовательно. – разных языков программирования. К счастью, наши эксперты подготовили это длинное руководство. В котором описываются все известные языки. Используемые в различных встроенных системах. Надеюсь, вы получили необходимые знания. Необходимые для выбора наилучшего варианта для вашего проекта.