【概述】在SensorTile的开发过程中，面对众多的开发工具和开发环境，很容易使人进入选择困局，到底哪个工具更适合，更容易，更可靠呢。在面对众多代码的文档的分析过程中，自然就会产生一个问题，就是是否可以使用操作系统。围绕SensorTile的核心L476YG，讨论ARM-M4内核的开发过程。
1、ARM内核
在目前广泛应用的嵌入式芯片中，ARM是被广泛应用和熟知的。在不同的系列中分为A，R，M系列。其中的R系列是一种安全芯片，在汽车，工业中用得多。因此更多的是A系列和M系列。A系列以树莓派为代表的中坚是A8系列，其共同特征就是支持Linux系统，因此在这个级别上，使用python，node.js，java编程显得更容易。而对应于M系列，就不是那么容易选择了，由于可用资源的限制，linux系统并不能在M系列中应用，而更多的嵌入式操作系统出现在了开发者的面前，当然，也有ucLinux这样的Linux-like操作系统，从严格的意义上，因为最重要的虚拟内存管理没有应用，所以即使可以扩展SD flash，也是不能够支持的。
在选择开发方式的情况下，就需要了解ARM内核的架构architecture，这个架构中，可以发现独有的计算体系结构，还有arm指令集以及特有的性能，如trustZone技术等。虽然我们在开发的过程中，往往不需要涉及这样的架构和汇编代码，但是如果要读各种开源工具的源码时，总会发现有一小段汇编代码嵌入其中，因此还是需要了解的。
2、可选的嵌入式操作系统
2.1 操作系统一类，因此，其种类是超乎想象的丰富，理解也是非常的困难。同样可知，这样的操作系统具有不同的定向功能和面向的开发者。这里以Arduino开发板为例，所有的Arduino开发板都使用类似的语法和IDE工具，那么支持这一切的就是在开发板出厂前刷写的一个firmware，直接提供一个中间层次以识别和筛选IDE所提供的源代码，不过，其结果也是生成了一个hex文件，需要写入内存。
2.2 被称为RTOS的实时操作系统如FreeRTOS和MQX，还有基于无线的Contiki等，其实都不具备单独运行的能力，都是作为一种中间件出现，为更简便的编程提供了一款简洁高效的接口。但是，这样不同的操作系统给了开发者巨大的学习难度和技术迁移成本。
2.3 需要重点指出的是mbed项目，虽然大家都很熟悉的是基于web的网页开发界面，但是，mbed还有一个可以下载到本地的CLI界面，可以用命令行来实现编译编程的任务（应该是基于yotta项目）。
这个项目有一个核心，其实是mbedOS，这个项目的本质是一种定制的操作系统，就是为了近百个厂家的不同的arm芯片可以共享开发资源，降低开发者的学习困境。不过，我们可以从大家使用mbed开发SensorTile的过程中发现，这个学习的过程虽然可行，但是仍然是非常痛苦的。
因为即使同时L476芯片，nucleo是L476RG，在SensorTile上是L476YG，两种不同的封装，使得直接专注于开发是不可能的，必须核对两种芯片的引脚是否兼容，以及在硬件定义中portG是否都完整，正确地定义。
另外，还有一个潜在的风险，就是mbed本身也在不断地升级进步，可惜所有的进步非常低调，以致于我们都不知道。如上所述的MBED OS的命令行工具软件，现在已经没有很快捷的方法可以直接找到和下载的。另外mbed Cloud也是一个让人期待的项目，可惜同样在无限期的等待中，无法被大多人所接触。
我们可以说mbed OS是开源的，因为很多源码是在git上可以获得的，但是更准确的是mbed是部分开源的，其内核部分和路径图大家都是不知道的。我们可以理解软银入主的ARM具有更大的一统河山的愿景，不过，在现阶段我们遇到的是更多的困惑。
2.4 到目前为止，主观认为最优的嵌入式操作系统是Intel旗下的windriver操作系统，从设计理念和执行效率来看，都得到了其他版本操作系统的借鉴和认可。不过，需要注意的是这个应该是唯一的逆潮流的嵌入式操作系统，风河是闭源的。
对于这个问题，很容易使人想起来微软的一句名言：“Linux就是一个Cancer”。不过，大家一定要记住，正是拜MicroSoft巨大的阴影投放能力之赐，才促使一个16岁的孩子率先放弃了所有通过软件谋利的机会，点燃了开源操作系统的火花，并让更多优秀的程序员响应这个号召，用实际行动支持这个行动，试图螳臂当车，以蚂蚁雄兵的力量成为当下一种不可忽视的力量。 从长远来看，不能让优秀的程序员通过努力赢得成比例的回报，开源是非常难以持续的。幸好Linus发明了不亚于Linux的许可协议，从制度上保证了Linux的开发，有很多人可以有所收获。
在感谢Linux的巨大贡献时，我们需要反思，是否开源就真的是不可阻挡的潮流，是否有必要在一定程度上闭源。
我们可以通过观察谷歌旗下的Android项目如何逐步封闭起来，以及FreeRTOS如何推出了很多收费的FreeRTOS分支上获得答案。
2.5 其实现在的平静之下，更多的嵌入式操作系统正在涌现，而且当下流行的操作系统也在不停地进行快速迭代升级。以Zephyr最为典型，新出的2.0版本几乎是革命性的，在性能，实时性上实现了非常好的综合。不过，正如所有的开源系统所能遇到的困难相似，这样的优秀的产品，几乎很难吸引更多的注意。
mbed OS 5.0也直接在5.0中引入了thread线程的定义，最直观的是blink例程中，不再用wait（n）这个函数了。
3. 一枝独秀的microPython
3.1 对于SensorTile，一个非常特别的选择，就是microPython，这个是一种Python-like语言，而不是真的python。可能有人不大同意这个观点，但是从开发者的设计思路和实际的代码编写过程中，都是采用了独特的方法和手段，其中自动补足的RETL功能应该是借鉴了Linux的这个深受喜爱的功能的。在grammer.h和compile.c中，严谨地表述了独有的编译手段，这个要是还用标准编译的手段，一定超过SoC的RAM承受能力。编程技巧是非常高的。
3.2 对于MicroPython是一个非常优秀的开放平台，尽可能地减少了开发者对于硬件知识的依赖，能够快速上手，快速开发。这里面，其实就是一个完整的包括UI，编译器的操作系统。
Python之普及，更大程度上是因为其背后的巨大的可以引用的库和函数，甚至很多人工智能AI开发平台，以及繁复的区块链技术都可以在python上轻松支持。不过，可以想象，在资源受限的条件下，引用这些庞大的库及工具是不可能的，因此，最大的优势没有之后，就剩下易读易写的特点了，当然这个特点也很好，但是要看开发的应用程序是否值得付出的那么多内存。
3.3 引入microPython是F4xxx原生的，在同样是ARM-M4内核的L476上，非常值得一试。而且，也可以启发大家再次基础上提出并实现更好的创意。
4 并不能使用的Debian和OpenWRT
4.1 Linux家族谱系图巨大，而且每个都有有趣的故事。不过，最看好的应该是Debian,这个名字是用一对**朋友的名字组合起来的，而版本命名又是一个动画片中人物的名字，如weezy，jessy等，其他更流行的都是Linux-Debian-xxx的衍生产品，而且内核随着Debian升级也需要不断升级。大家最熟悉的应该是基于树莓派的Raspbian，以及火热的Ubuntu。Debian8.7单是影像文件就要1.8G，估计L476吃不了的。
4.2 OpenWRT是一个略微有些混乱的Linux成员，不过，他是乱了敌人，清楚了自己，只需要数十M就可以跑起来，OpenWRT是基于厂家支持的，版本升级非常慢。这个好处是，非常稳定的性能。而且，和其他的linux build不同的是没有提供任何源码，而是一堆严格组织的script文件，从网络上获得不同源码，然后在本地逐个拼起来的。非常轻型，对于Debian，绝对是嵌入式的首选。不过，初步分析SensorTile的资源，应该是差一点点跑步起来，因为要2M Ram，L476最大1M，这样就一票否决。以后是否可以，就要看OpenWRT的发展和L476的后续定位了
5. 被忘掉的Keil，IAR，DS5，CubeMX等
5.1 这些工具，其实是ST主推的开发工具和开发平台，而且也费了很大的资源去维护和开发。对于一直使用ST产品线的开发者来说，是最好的选择。因为，ST提供了绝对可靠的原生库，函数，开发工具，在兼容性和性能上应该是首选，从APP的demo到各种传感器信号的调用都是非常完美。
虽然在此好像被忘掉，但是在这个过程中是最后要推荐在开发过程中的工具。
5.2 同样是大厂，另外一个芯片巨人在产品线和开发工具上有不同的选择。提供了一个巨大而不好用的原厂万能工具，但是，开放了全部资源给第三方工具，使得其产品能用几乎所有市面上可以找到的工具开发，以致于我们都不会玩了。从实际上放弃了原厂IDE的道路。
5.3 但是这样的工具是否就不用操作系统了呢。按照此处的定义，在出厂的时候，L476其实定制了一个bootloader，这段在rom中的代码虽然很小，不过，也可以算是一个极简的引导工具，而不是直接把机器代码写入，上来就用的。具体的实现，在下一步对L476的分析中再详细说。
6 小结
总之，对于SoC来说，bootloader-操作系统或类操作系统中间件-开发者代码，这个过程是所以开发的基本逻辑过程。随后，就在对比Linux的情况下，分析L476的架构和ARM-M4的体系。
说明：因为在短时间内评测了众多的操作系统，内容太丰富，所以，在没有很好的总结也没有更深入的研习的基础上，本内容不是那么令人信服，也表述的不是很准确，希望能在后面的重点拆解中，能更细致地说明，在此只能蜻蜓点水了。
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