我有一个想要开始的嵌入式项目想法。我有很多问题答案

【问题标题】：I have an embedded project idea that i want to start. I have many questions我有一个想要开始的嵌入式项目想法。我有很多问题
【发布时间】：2011-03-11 05:38:44
【问题描述】：

这是我在 stackoverflow 上的第一篇文章，我听说过这个网站，我觉得它很棒！让我们看看我是否可以就如何开始我的项目获得一些指导。

理念： 基本上我想构建自己的自定义 OSC 控制器（OSC 是基于 UDP 的协议，旨在替换 MIDI）。有趣的是，我想将控制器构建为吉他，因此我可以将其用作合成器，并在吉他主体上包含一些典型的 MIDI 控制器硬件。这将包括力度感应垫、光学编码器、LCD 面板、力度感应琴弦和触感音柱。 Here's an example.

我的问题：我对如何启动如此庞大和复杂的项目感到困惑。在基本的低级别，固件似乎只是处理基本整数并转换为适当的 OSC 信号。我不确定如何选择我的硬件和编程语言，甚至不确定如何实现这个协议。也许我吃的太多了，但我认为这是一个很好的项目，可以很好地了解嵌入式硬件的工作原理和编程低延迟并发系统。

什么是作为此设备基础的好的硬件平台？我认为 PIC18 处理 OSC 的速度会很慢，因为它是一种现代协议。哪种类型的微控制器可以处理 OSC 实现？
用什么语言来实现这个协议是好的？我知道 C 通常用于嵌入式软件，但 Ada 激发了我的兴趣。这里的目标是创建一个可以处理来自用户的多个输入的低延迟固件。我了解 Ada 用于许多此类情况并且“更稳定”？您对此有何看法？
是否可以在没有物理硬件的情况下模拟硬件和微控制器？在不知道它是否适合我的需求的情况下，我有点难以在硬件上投资几百美元（我在学生预算中）。如果我能够在没有硬件的情况下模拟所有输入并编写固件，那将使我对完成这个项目的能力更有信心。即使能够模拟我的想法的基本版本也比没有更理想。

我希望我能在这方面得到一些意见，如果我关于硬件的问题不适合这个网站，如果你们对就硬件方面的建议犹豫不决，我理解。

再次感谢！

【问题讨论】：

标签： c embedded microcontroller ada opensoundcontrol

【解决方案1】：

支持以太网和可用网络堆栈的东西似乎是明智的。您是在寻找现成的电路板还是开发自己的电路板？许多 ARM 微控制器包括片上以太网控制器。您需要考虑对网络硬件的支持以及这种支持（或者实际上是应用程序本身）是否需要操作系统或 RTOS。
C 编译器几乎适用于从 8 位到 64 位的所有体系结构。但是，如果您使用具有超过几十 KB RAM 的 32 位部件，C++ 是可行的并且几乎无处不在。艾达是一种罕见的不太受支持的野兽，在军事/航空航天之外，IMO 将是一个不寻常的选择。您可能需要第三方支持，例如网络堆栈和以太网驱动程序——Ada 是否可以使用这些支持？价格合理？
您可能不需要在指令或周期级别模拟硬件。如果使用 C 或 C++，您可以在 PC 上制作大部分代码的原型。优点是PC已经有网络支持。许多嵌入式开发工具链包括指令模拟器，有些还模拟片上外围设备，但它们的使用受到限制——它们不能实时执行，模拟外部 I/O 可能很复杂且不切实际。

**[编辑]**关于 C++（回应 Jason S 的评论）。并不是说 C++ 一定需要更多的内存；您为使用的功能付费。但是需要小心，因为 C++ 使简单和有吸引力的事情可能具有隐藏的资源成本。我在嵌入式系统中使用 C++，但很少使用例如 C++ 标准库 - 它很棒并且可以节省大量时间，但在资源和确定性方面的成本很高，某些系统可能无法承受。我已经在 8 位和 16 位系统上成功使用了 C++，但是当使用的子集受到高度限制并且代码体很小时，优势就不是那么重要了。例如，我不会建议您学习 C++ 只是为了在 8 位系统上使用它；但如果您已经了解 C++，请继续（小心）。我目前正在开发 dsPICF33 设备，缺乏 C++ 支持非常令人沮丧。

【讨论】：

C++ 的生存能力与 32 位部件或数十 K 的 RAM 无关。这是一个神话。如果您使用动态分配的内存和复杂的构造函数和虚拟函数 + 等进行编程，您将需要更多的 RAM。但是基础很好，一个好的编译器会优化。 C++ 有助于封装 + 模块化，我希望更多的嵌入式处理器制造商能够确保他们提供 C++ 编译器。
同意；使用 C++，您为使用的东西付费——我当然不打算传播“神话”。但是，如果约束很严格，如果您需要同时跟上 C++ 的速度，您可能使用的内容可能会降低吸引力。正如 Stroustrup 所说：“在 C++ 中，射中自己的脚更难，但是当你这样做时，你会炸掉整条腿”。此外，在 32 位平台上，有成熟且可靠的 C++ 编译器可用（例如，GCC 无处不在）；在较小的目标上，质量和合规性可能会更加多变。

【解决方案2】：

首先，看看 Arduino 和 Make Controller。两者都是可以处理 OSC 并拥有强大用户社区的开源 (hw&sw) 微控制器模块。您可以在 youtube 上找到两者的示例视频。
C 和 Ada 仍然会被编译成机器代码，因此如果您想最大限度地控制您的硬件，您可能需要查看汇编语言 - 但只有在绝对必要时才可以。在那之前，我会坚持使用 C。它会让你走得很远。
是的，可以在软件中模拟您的电路。但是，使用实际硬件会更容易一些事情。但是，对于一些好的软件示例，请查看 Cycling '74 网站上的 Max/MSP 教程。 Max/MSP 是一种经常用于计算机/硬件交互的图形编程语言。 This article 会给你一些关于它可以做什么的想法。
类似于 Max/MSP 的是一个开源产品，称为 Pd。它不如 Max/MSP 精致，但可以免费使用，您可以随时开始使用它。
Tom Igoe 的 Physical Computing 和 Paul Scherz 的 Practical Electronics for Inventors 是一些适合初学者的好书。 Tom Igoe 还有一个信息量很大的网站。
Make、Circuit Cellar 和 Nuts & Volts 是一些您可能会觉得有帮助的好杂志。所有这些都涉及到您将用于此类项目的电子设备类型。
除非您正在为商业企业设计原型，否则您可能会考虑启动一个开源项目。这听起来是个好主意，我相信它会引起很多人的兴趣。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可能想查看gumstix 之类的内容。体积小、功耗低、运行 linux、无线且便宜！

看起来有可用的 linux OSC 库。您绝对可以在 linux PC 上制作应用程序原型，然后在嵌入式 linux 平台上进行交叉编译。

【讨论】：

【解决方案4】：

还有基于 MIPS CPU 的 PIC32。我会说使用 Ada 来实现它的实时功能，但您还必须移植运行时才能使其工作，除非您使用具有零足迹配置文件运行时的语言，这也是可行的。

【讨论】：