《痞子衡嵌入式半月刊》 第 113 期

痞子衡發表於2024-12-08

痞子衡嵌入式半月刊： 第 113 期

這裡分享嵌入式領域有用有趣的專案/工具以及一些熱點新聞，農曆年分二十四節氣，希望在每個交節之日準時釋出一期。

本期刊是開源專案（GitHub: JayHeng/pzh-mcu-bi-weekly），歡迎提交 issue，投稿或推薦你知道的嵌入式那些事兒。

上期回顧 ：《痞子衡嵌入式半月刊： 第 112 期》

嘮兩句

歷史上的今天：1981年12月8日，中國自行設計製造的大型噴氣式客機“運-10”試飛成功。

本期共 4 個專案，希望對你有幫助！

專案類

1、USB-SERIAL-L - 設計先進的USB轉串列埠的開源硬體

USB-SERIAL-L 是一個 USB 轉串列埠的開源硬體，其比大多數板更先進，不僅具有 Tx/Rx 引腳，還具有 CTS/RTS 引腳，支援高達 3 Mbps 的速度，以及從 0.65V 到 5.5V 的可調電壓，以滿足各種板的需求。目前版本 1.1，KiCAD 格式和 PDF 格式原理圖和硬體設計檔案、外殼的 3D 檔案和文件完全開源。

  • 專案地址：https://github.com/OLIMEX/USB-SERIAL-L/

2、JesFs - 專門為小型低功耗裝置設計的檔案系統

JesFs（Jo's Embedded Serial File System）是一款專為資源受限的嵌入式系統設計的輕量級序列 NOR 快閃記憶體檔案系統。它具備極小的記憶體佔用、強大的安全性以及優異的效能，完美適用於各種物聯網應用場景，例如資料採集、事件記錄和韌體更新等。

  • 專案地址：https://github.com/joembedded/JesFs

JesFS 的一個基本特性是：可以把嵌入式系統的檔案透過網際網路自動地映象儲存到伺服器，伺服器因此具有嵌入式檔案系統的一個實時更新的副本。這個特性也可以用在分鐘級獲取資料的場景，但是為了降低功耗，一般不會頻繁透過網際網路對比更新伺服器副本（通常幾小時一次）。 即使傳輸了新檔案、遠端升級了韌體，只要有需要，JesFS 就可以透過特殊標誌位（時間戳和 CRC32 雜湊校驗）很容易地從伺服器上找回檔案。

3、Spiffs - 專門為嵌入式裝置設計的輕量級檔案系統

Spiffs (SPI Flash File System) 是一個專門為嵌入式目標上的 SPI NOR 快閃記憶體裝置設計的輕量級檔案系統。它針對小型嵌入式裝置的特點進行了最佳化，特別是在記憶體資源有限的情況下表現出色。Spiffs 的設計目標是：在最小化 RAM 使用量的同時，提供 POSIX 風格的 API 介面，方便開發者使用。

  • 專案地址：https://github.com/pellepl/spiffs

Spiffs 的主要功能包括：

• 極低的RAM佔用： Spiffs的設計理念是最大限度地減少RAM的消耗，它使用靜態大小的RAM緩衝區，與檔案數量無關，非常適合記憶體資源緊張的嵌入式系統。
• 類POSIX API： Spiffs提供了一套與POSIX標準相容的API介面，包括open、close、read、write、seek、stat等常用函式，方便開發者快速上手和進行移植。
• 跨平臺相容性： 理論上，Spiffs不僅可以執行在SPI快閃記憶體上，也可以執行在微處理器的其他嵌入式快閃記憶體上，具有良好的平臺相容性。
• 多配置支援： 在同一個目標裝置上，甚至在同一個SPI快閃記憶體裝置上，可以執行多個Spiffs配置，靈活地管理不同的資料儲存空間。
• 靜態磨損均衡： Spiffs內建了靜態磨損均衡演算法，可以有效地延長快閃記憶體的使用壽命。
• 檔案系統一致性檢查： Spiffs具備內建的檔案系統一致性檢查機制，確保資料的完整性和可靠性。
• 高可配置性： Spiffs提供了豐富的配置選項，可以根據實際需求進行定製。

4、modm - 精簡高效的嵌入式庫生成工具

modm是一個用於構建定製 C++23 嵌入式庫的工具箱。它能夠生成啟動程式碼、硬體抽象層 (HAL) 及其實現、通訊協議、外部裝置驅動程式和板級支援包 (BSP)。modm 的模組化和可定製化流程允許你根據自身需求進行微調，極大簡化嵌入式開發的複雜性。

  • 專案地址：https://github.com/modm-io/modm

modm 的主要功能包括：

• 快速搭建專案骨架: 自動生成啟動程式碼、HAL、驅動程式等，減少重複性工作，加快開發速度。
• 最佳化資源利用: modm 致力於最小化程式碼大小和記憶體消耗，特別適合資源受限的微控制器。它在 HAL 中避免記憶體分配，並提供輕量級的庫，如 printf 實現和部分 libstdc++ 實現。
• 提高程式碼可移植性: 支援數千種來自 Microchip、STMicroelectronics 和 Raspberry Pi 的 AVR 和 ARM Cortex-M 微控制器，並與多種構建系統相容，例如 SCons、CMake 和 Makefile。
• 簡化外設操作: 提供了豐富的跨平臺外設介面，包括 GPIO、中斷、I2C、SPI、UART、CAN、乙太網、ADC、DAC 等，幷包含許多常用感測器的驅動程式。
• 增強程式碼可靠性: 擁有數百個單元測試，並進行持續整合測試，確保程式碼質量和穩定性。整合了一些有用的第三方軟體，如 FreeRTOS、TinyUSB、FatFS 等。
• 高效的除錯和日誌系統: 提供基於 IOStream 和 printf 的除錯和日誌系統，方便開發和除錯過程。
• 先進的併發模型: 支援協作式無棧 protothreads 和可恢復函式，以及協作式有棧 fibers 和排程器，方便進行併發程式設計。

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