设计制造:工业控制器原型

文章作者:Jacob Beningo

在接下来的几个月里，和我一起探索嵌入式系统——从原型到生产。我将撰写一系列动手操作的文章，演示如何原型化和创建一个连接到互联网的用于生产的工业控制器，即物联网工业控制器。这个旅程从探索不同的原型设计方法开始。

构建嵌入式系统不是火箭科学，但通常在公园里漫步也不是件轻松的事。因为电子系统和软件是复杂的(并且随着每一天的过去，复杂性只会增加)，开发人员需要识别高风险系统特性的方法，并快速获得对系统的了解，以便正确地管理风险。对嵌入式系统进行原型设计是一种很好的方法，可以通过实验，有时甚至是简单的试验和错误来降低系统风险。

快速原型设计还有其他好处。人类是乐观的，我们经常期待成功，即使在最可怕的情况下。但如果一个项目要失败，就像他们有时做的那样，我们希望他们尽快失败。快速成型可以作为一种工具来验证市场条件和测试开发中的技术。开发工具包、一些跳转工具和快速代码编程可以帮助快速验证项目开始时仓促做出的时间和成本估算，这样就可以提供真正的估算，或者在公司濒临倒闭之前取消项目。

然而，嵌入式系统设计的挑战并不仅限于证明一个想法或时间估计是准确的。挑战有时是说服经理或企业所有者，工作的概念证明只是一个概念。这个系统是可以工作的，但只有在小心控制的条件下才能工作。因此，在接下来的几个月里，我们不仅将探索如何快速构建嵌入式系统原型的技术，还将研究如何尽可能快地将原型转换为用于生产的系统。

人生旅途的第一步是选择自己的道路。开发人员可以通过许多不同的途径来构建嵌入式系统的原型。一个很好的起点是使用低成本的开发工具，甚至是嵌入式系统平台。平台通常会提供低级驱动程序代码、中间件，有时甚至是示例代码片段。目前有许多嵌入式平台可用，如Renesas Synergy平台，但用于快速原型制作的最知名平台可能是Arduinos。

Arduino开发套件价格低廉，根据板载处理能力的不同，价格从25美元到70美元不等。Arduino的强大部分在于它的开源软件，它提供了通用的例程和函数，不管开发人员使用的是哪个板。这个软件非常清晰，甚至连业余爱好者、艺术家和电气工程师都能快速轻松地编写代码。Arduino的高接受率和标准的硬件接口也允许为几乎任何可以想象的应用程序创建各种各样的盾牌和附加板。我们将在以后的文章中更详细地探讨Arduinos。

除了多种平台硬件选择之外，开发人员还可以使用多种编程语言。最长的时间为嵌入式系统的编程语言默认情况下被C编程语言C .虽然不会很快,随着新平台发布和例子或生产代码可用在其它语言(如c++(例如mb)甚至Python开发人员可能会发现C开发的项目的数量将开始向何处去。

对于工业控制器开发人员来说，探索如何在微控制器上运行Python可能是一个有趣的练习。使用Python这样易于学习的高级语言，任何人都可以使用它来为特定的应用程序定制硬件控制器，而对底层硬件知之甚少。我们还将在本系列中更详细地探讨各种语言和Python的使用。

随着我们的旅程开始，我有一个无穷无尽的想法和方向的清单，这一系列可以采取。为了使你这个读者的利益最大化，我可以在这条路上得到一些指导。如果你能提供关于你想听到和了解的东西的评论，这将是最有帮助的。

Jacob Beningo是嵌入式软件咨询公司Beningo Engineering的首席顾问。Jacob有开发，审查和批评驱动程序，框架和应用程序代码的经验，为需要健壮和可扩展的固件的公司。Jacob积极地通过研讨会、网络研讨会和博客来提高对嵌入式软件开发的总体理解。请随时与他联系jacob@beningo.com，在他的网站上www.beningo.com订阅他每月一期的嵌入式字节通讯在这里。