英創(chuàng)公司的工控主板支持Linux和Windows CE兩種軟件平臺。隨著Linux系統(tǒng)的不斷發(fā)展完善，它已成為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的主流平臺。傳統(tǒng)的嵌入式Linux平臺的應(yīng)用程序均采用C/C++語言來開發(fā)，包括Qt本質(zhì)上都是C/C++的。C/C++屬于較為底層的語言，相對說來入門門檻較高，因此能熟練掌握C/C++編程技術(shù)的工程師也就變成了“稀缺資源”。而在實際應(yīng)用中，一旦產(chǎn)品目標(biāo)確定，都需要盡快完成開發(fā)，以最短的時間把產(chǎn)品投入市場。這時C/C++編程的固有難度，就往往成為整個產(chǎn)品開發(fā)的瓶頸，延緩客戶經(jīng)營目標(biāo)的實現(xiàn)。

　　針對客戶在產(chǎn)品開發(fā)中的C/C++編程問題，結(jié)合當(dāng)前多種編程語言的發(fā)展情況，英創(chuàng)將在其主要的Linux平臺主板型號ESM8000、ESM7000和ESM6800H上，配置Python和C#兩種語言的運行環(huán)境，即支持客戶采用標(biāo)準(zhǔn)Python或C#來開發(fā)應(yīng)用程序。相對C/C++，Python和C#是更為高級、安全的編程語言，因為更接近人的自然語言，因此學(xué)習(xí)難度大大降低，或者說入門門檻很低。Python幾乎成Linux系統(tǒng)的主流語言，在計算機應(yīng)用的方方面面都有廣泛的使用，在高校也大量教授，這讓企業(yè)很容易獲得Python工程師。而C#則在過去多年的工業(yè)PC應(yīng)用中，受到廣大從事工業(yè)控制的工程師的認可，包括大量使用英創(chuàng)WinCE主板的老客戶，他們可通過C#自然過渡到Linux平臺的應(yīng)用程序開發(fā)來。

Python的情況

　　在ESM8000、ESM7000和ESM6800系列主板上的Python運行環(huán)境，是以yocto項目的Python 3為基礎(chǔ)，并針對主板的各個接口，包括網(wǎng)絡(luò)、串口、GPIO、SPI、I2C等，配置了相關(guān)接口的class庫，并通過了基本測試。

　　客戶可在Linux開發(fā)主機上安裝微軟的開源工具Visual Studio Code，并在VS Code中安裝Python插件，就構(gòu)成了基本的Python應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。為了提高程序編寫過程的效率，針對各個接口，還需要安裝以下class庫：

　　串口：pyserial

　　GPIO、SPI、I2C：python-periphery

　　在Linux開發(fā)主機上開發(fā)均可用pip命令進行安裝：

　　#>pip install pyserial

　　#>pip install python-periphery

　　安裝這些插件的目的是為了編寫Python代碼有在線幫助以及函數(shù)聯(lián)想功能，提高編程效率，但與實際應(yīng)用無關(guān)。在英創(chuàng)的主板上已配置安裝的對應(yīng)Python庫，將支持實際的程序運行。

　　以上就構(gòu)成了基本的Python應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。開發(fā)流程大致為：

　　1、為即將開發(fā)的應(yīng)用程序創(chuàng)建一個目錄（對應(yīng)一個App project），并用VS Code打開這個目錄，例如：

　　#>mkdir step1_file

　　#>cd step1_file

　　#>code .   

　　2、在VS Code的下添加相應(yīng)的文件(如：step1_file.py)，并在代碼窗口編寫代碼。

　　代碼編寫完成后，即可直接在英創(chuàng)的板卡上運行。如：

　　#root@ESM8000>python3 step1_file.py

　　利用Python進行嵌入式開發(fā)，其優(yōu)點是主機開發(fā)環(huán)境易于搭建，僅需要一個編輯代碼的環(huán)境即可，無需搭建交叉編譯的環(huán)境，客戶易于上手，方便盡快完成應(yīng)用程序的開發(fā)。采用Python編程的另一個重要優(yōu)點是，總是可以找到成熟穩(wěn)定的功能庫，來滿足實際應(yīng)用需求，這必然大大加快應(yīng)用程序的開發(fā)。

C#的情況

　　這兩年微軟以開源模式，推出了跨平臺的.NET Core環(huán)境，可以支持在Linux平臺上的console類型的C#應(yīng)用程序的運行。目前已發(fā)布.NET 5 rc1（release candidate 1），預(yù)計2020年底前會有.NET 5正式版發(fā)布。在ESM8000、ESM7000和ESM6800系列主板上已配置了.NET 5核心系統(tǒng)，以及針對各個應(yīng)用接口，包括網(wǎng)絡(luò)、串口、GPIO、SPI、I2C等，的class庫，并通過了基本測試。

　　客戶可在Windows或Linux開發(fā)主機上安裝微軟的開源工具Visual Studio Code，并在VS Code中安裝C#插件，就構(gòu)成了基本的C#應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。C#應(yīng)用程序基本開發(fā)流程大致為

　　1、為即將開發(fā)的應(yīng)用程序創(chuàng)建一個目錄（對應(yīng)一個App project），并用VS Code打開這個目錄。

　　2、在VS Code的Terminal窗口執(zhí)行”dotnet new console”，創(chuàng)建一個C# Project。

　　3、在VS Code的Terminal窗口執(zhí)行”dotnet add package …”，來添加所需要的各種接口、計算類庫，dotnet會自動從微軟NuGet網(wǎng)站中下載這些庫，并添加到本工程項目中。

　　4、在VS Code的代碼窗口編寫應(yīng)用程序代碼。這是應(yīng)用程序開發(fā)的主體。

　　5、在VS Code的Terminal窗口執(zhí)行”dotnet publish –r linux-arm …”，編譯并構(gòu)成針對具體目標(biāo)運行環(huán)境的代碼。ESM7000和ESM6800的運行架構(gòu)是linux-arm，而ESM8000則為linux-arm64。

　　通過網(wǎng)絡(luò)掛載，是Linux系統(tǒng)最通用的調(diào)試方法。在Linux主機的NFS服務(wù)器通常都是缺省配置的，只要在目標(biāo)板（ESM8000、ESM7000或EM6800H）上運行mount命令，即可完成掛載。對Windows開發(fā)主機，可運行開源的WinNFSd，來啟動一個NFS服務(wù)器，就可在英創(chuàng)主板上掛載Windows主機，并運行上面的應(yīng)用程序了。

　　相比在WinCE平臺上應(yīng)用開發(fā)，轉(zhuǎn)移到Linux平臺后，客戶獲得的主要利益，是能充分利用Linux平臺對新技術(shù)、新功能的大量成果，典型的有：

　　●　性能穩(wěn)定的高速WiFi通訊，且成本低廉；

　　●　高速PCIe接口的應(yīng)用，包括NVMe大容量高速存儲等；

　　●　基于USB的低成本接口擴展，如Audio播放、多路網(wǎng)口等；

顯示

　　目前在ESM8000、ESM7000和ESM6800H上配置的Python和C#運行環(huán)境，還不能支持圖形顯示。對需要顯示的應(yīng)用，可利用主板上豐富的串口資源，采用串口屏方案來彌補。串口屏成本低廉，形式多樣，很多都帶有觸摸屏功能，因此可很容易滿足大部分工業(yè)控制的應(yīng)用需求。對需要更好用戶體驗的人機交互界面（HMI）的應(yīng)用，估計還是需要采用Qt/C/C++來開發(fā)應(yīng)用程序。

我們能做什么？

　　在客戶采用Python，C#開發(fā)應(yīng)用程序的過程中，我們?yōu)榭蛻籼峁┑姆?wù)主要在以下幾個方面：

　　1、協(xié)助客戶配置其開發(fā)主機，對C#編程來說，可選擇Windows10或Linux Ubuntu；對Python編程來說，則推薦Linux Ubuntu。代碼編輯工具推薦Visual Studio Code。這是一款開源的IDE環(huán)境，可支持Python和.NET C#的程序開發(fā)。

　　2、根據(jù)客戶在開發(fā)過程中的一般性需求，幫助尋找合適的功能class庫，并進行可用性測試，加快客戶的開發(fā)進度。

　　3、對具有明確市場前景的特殊需求，通常涉及接口的實時應(yīng)用，可采用C/C++來開發(fā)后端（back end）類庫的方式來實現(xiàn)，使客戶應(yīng)用程序可保持一致的Python或C#形式，便于程序的維護升級。

　　4、為了加快客戶編程入門，分別以Python和C#提供了2套功能相同的Demo程序，每套Demo由9個簡單程序組成，介紹各個接口的應(yīng)用，以及多線程、數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用，后續(xù)會有更多的文章介紹這些Demo實例。