背景介紹

“你的下一個項目準備選用什么語言？”如果誰這樣去問一個嵌入式工程師，可能會顯得有點多余。不是只有C語言可以用來搞嵌入式開發嗎？

差不多十多年前，情況的確是這樣。那時候還沒有一個像ARM Cortex-M這樣能占據半壁江山的統一核心，嵌入式處理器碎片化極為嚴重。絕大多數MCU本身性能不高，各種資源都比較有限，業務模型通常也比較簡單，連RTOS都用不上，直接裸奔即可解決大部分業務邏輯，嵌入式工程師絕大多數時間都在跟原廠的底層驅動作斗爭。也只有C這樣接近底層，各種編譯鏈極其完善的語言才能得到所有人的認可。

隨著ARM Cortex-M核的MCU逐漸占據市場主導地位， MCU的性能逐漸追上了90年代中后期的通用CPU，使用原廠提供的API來進行開發，逐漸取代了寄存器開發方式，而底層硬件的操作變得大同小異。

最近幾年，隨著物聯網、IOT、AI這些概念越來越火熱，MCU的業務模型也開始變得越來越復雜，各種通信協議棧被塞了進去，各種復雜算法被塞了進去，越來越多非EE出身的程序員、DIY愛好者也開始進入嵌入式開發領域。

市場需求

有需求就有市場，Arduino就是在這樣的背景下誕生的。 一些新的開發者對MCU底層硬件細節并不關心，只想快速實現自己的想法和創意，Arduino通過C++對底層硬件進行層層包裝，給最終用戶提供了一套極為簡潔的API。簡潔到什么程度？只要稍微學習，中小學生都可以做出像模像樣的作品。 盡管Arduino這種將硬件API化的開發方式讓資深嵌入式工程師頗為“瞧不上”，它卻實實在在地掀起了一陣變革的風向。無論業界巨頭還是創新者，都開始幻想著能有一套較為統一的嵌入式開發方法。 Arm基于C++做了一套mbed框架，采用類似Arduino的簡潔API，為多種Arm平臺做了適配移植。 這都是一些較為傳統的嘗試，還有一些更為激進的極客開發者，覺得既然硬件操作都已經抽象為標準API了，我為什么還要受限于偏底層的C和讓人無比困惑的C++？為什么不可以用我熟悉的語言去操作MCU？事實證明，這些想法并不是天方夜譚，以下僅列出部分現代語言的MCU操作框架：

Python: MicroPython

JavaScript: Espruino

Golang: TinyGo

Swift語言介紹

既然已經有各種新的嘗試了，為什么又要多一個Swift？而且聽到Swift，大家第一反應可能是“那不是Mac和iOS的專用語言嗎？” 其實不然，Swift的創始人Chris Lattner對Swift愿景便是“統治世界” 它從最開始的設計就是要成為一門系統級編程語言，源代碼全部開放，由社區主導開發進化。

以下僅列出一些Swift的特性：

Swift公布于2014年，極為年輕，無歷史包袱，廣泛吸收了近年各種編程語言的優勢

純編譯型靜態語言，無GC機制，這是實時系統的必要條件

支持系統級開發，直接生成對應機器碼，使用ARC機制來實現內存管理，通過一個較小的開銷來降低開發者的心智負擔

代碼范式多樣，支持面向對象，面向協議，函數式編程

學習曲線平滑，可作為初學者的第一門編程語言

語法優雅，適合各種挑剔的程序員

背景雄厚，發展前景無限

綜合以上特性，可以說Swift是為數不多的極其適合MCU設備的現代化語言。 另外還有一個Rust，但Rust的學習曲線極為陡峭，喜歡嚴厲地“虐待”開發者來保證代碼的正確性，這又有悖于我們簡化MCU應用層編程的初衷。 其余絕大多數現代化語言中，要么帶有嵌入式中絕對不能接受的GC機制，要么為解釋性語言，效率極低（即便如此，MicroPython的應用場景還是越來越豐富，說明大家對易用性的需求越來越強烈）。 相信隨著時間的推移，Swift在嵌入式上的可用性會逐漸完善。

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