MicroPython đã đạt được một cột mốc quan trọng với phiên bản mới nhất hỗ trợ ROMFS, giải quyết một trong những hạn chế lớn nhất của nền tảng này trong phát triển hệ thống nhúng. Mặc dù bài báo có đề cập đến RISC-V và các triển khai kỹ thuật khác nhau, cuộc thảo luận của cộng đồng cho thấy tính năng ROMFS đặc biệt mang tính đột phá cho người dùng MicroPython làm việc với các vi điều khiển.
ROMFS Giải quyết Giới hạn RAM Quan trọng
Việc giới thiệu ROMFS (Hệ thống tập tin bộ nhớ chỉ đọc) trong MicroPython đại diện cho một bước đột phá cho các nhà phát triển hệ thống nhúng. Trước đây, MicroPython gặp phải giới hạn RAM vì bytecode cần phải lưu trong bộ nhớ, hạn chế kích thước của các dự án có thể được phát triển. Như một thành viên cộng đồng giải thích:
Thông tin nền cho những người không rành về MicroPython. Phiên bản này rất quan trọng vì MicroPython gần như hoàn toàn có thể thay thế các ngôn ngữ cấp thấp hơn như C cho nhiều trường hợp sử dụng nhúng... Nhưng... vấn đề là, trước phiên bản này MicroPython không gặp phải thiếu hụt CPU, mà là thiếu hụt RAM: bytecode cần phải ở trong bộ nhớ, và khi chương trình trở nên đủ lớn, bộ nhớ là điểm nghẽn giới hạn kích thước dự án.
Với ROMFS, MicroPython giờ đây có thể lưu trữ bytecode trong bộ nhớ flash của thiết bị và thực thi trực tiếp từ đó, loại bỏ điểm nghẽn RAM trước đây. Tiến bộ này làm cho MicroPython trở nên thiết thực hơn đáng kể cho các dự án nhúng lớn hơn mà không yêu cầu các nhà phát triển phải xây dựng lại nhị phân MicroPython với bytecode đã được đóng băng.
Những lợi ích chính của MicroPython với ROMFS:
- Lưu trữ bytecode trong bộ nhớ flash của thiết bị và thực thi từ đó
- Cho phép phát triển các dự án nhúng lớn hơn mà không bị giới hạn bởi RAM
- Duy trì chu kỳ phát triển nhanh chóng mà không cần các bản build tùy chỉnh
- Đặc biệt có giá trị cho các vi điều khiển RP2040/RP2050 và ESP32
- Bổ sung cho các tính năng hiện có như chế độ Viper và assembly nội tuyến
MicroPython như một Lựa chọn Thay thế Khả thi cho C và Rust
Cuộc thảo luận của cộng đồng nhấn mạnh cách MicroPython đã phát triển thành một lựa chọn thay thế hấp dẫn cho các ngôn ngữ lập trình nhúng truyền thống như C và Rust trong nhiều trường hợp sử dụng. Một số người bình luận lưu ý rằng MicroPython hiện cung cấp hiệu suất đủ cho hầu hết các ứng dụng nhúng, đặc biệt là trên các vi điều khiển hiện đại như RP2040/RP2050 và ESP32.
Lợi thế của nền tảng bao gồm khả năng di động trên các đơn vị vi điều khiển (MCU) khác nhau, cho phép các nhà phát triển thay đổi phần cứng mà không cần viết lại toàn bộ mã nguồn. Ngoài ra, chu kỳ phát triển của MicroPython nhanh hơn đáng kể so với các ngôn ngữ biên dịch, và với các tính năng như chế độ Viper và khả năng lập trình assembly nội tuyến, các nhà phát triển có thể tối ưu hóa các đường dẫn mã quan trọng để đạt hiệu suất khi cần thiết.
Một số thành viên cộng đồng so sánh MicroPython với các triển khai BASIC cho vi điều khiển từ thời kỳ trước đây, lưu ý rằng nó cung cấp một ngôn ngữ hiện đại và hấp dẫn hơn cho phát triển tương tác trên phần cứng vượt xa khả năng của các máy tính gia đình cổ điển.
Cân nhắc Kỹ thuật và Đánh đổi
Cuộc thảo luận cũng đề cập đến một số khía cạnh kỹ thuật của việc triển khai MicroPython. Một người bình luận chỉ ra rằng mô-đun biểu thức chính quy của MicroPython sử dụng công cụ quay lui từ re1.5 thay vì công cụ thời gian tuyến tính, điều này có thể đã được chọn do hạn chế về kích thước và bộ nhớ nhưng có thể dẫn đến vấn đề hiệu suất trong một số kịch bản nhất định.
Một điểm thú vị khác được nêu ra là cách MicroPython định vị mình trong các dự án firmware lớn hơn. Một số nhà phát triển bày tỏ sự quan tâm đến việc tích hợp MicroPython để xử lý UI/UX và một số thành phần logic trong khi vẫn duy trì firmware cốt lõi bằng C/C++, mặc dù có những lo ngại về việc MicroPython hỗ trợ mô hình tích hợp này như thế nào so với việc muốn trở thành trung tâm của firmware.
Cộng đồng cũng thảo luận về khả năng sử dụng MicroPython trên máy chủ x86 như một lựa chọn thay thế cho CPython trong các tình huống mà tiêu thụ bộ nhớ giảm, dấu chân flash nhỏ hơn và thời gian khởi động nhanh hơn là ưu tiên. Tuy nhiên, cách tiếp cận này đi kèm với hạn chế đáng kể là ít thư viện tiêu chuẩn hơn, có nghĩa là nhiều gói Python nhắm vào CPython sẽ yêu cầu sửa đổi.
Khi các hệ thống nhúng tiếp tục phát triển về khả năng trong khi vẫn duy trì các ràng buộc tài nguyên nghiêm ngặt, MicroPython với hỗ trợ ROMFS cung cấp một giải pháp trung gian hấp dẫn giữa hiệu quả phát triển và sử dụng tài nguyên. Tiến bộ này cho phép các nhà phát triển xây dựng các ứng dụng phức tạp hơn mà không hy sinh trải nghiệm phát triển tương tác và nhanh chóng làm cho Python trở nên hấp dẫn như vậy.
Tham khảo: RISC-V