為什么不用Go語(yǔ)言寫(xiě)單片機(jī)程序

單片機(jī)不像一些應(yīng)用軟件，和硬件結(jié)合十分緊密，必須要求“高效”，所以匯編語(yǔ)言是最好選擇，其次就是C語(yǔ)言了。其他語(yǔ)言編譯效率都太低，滿足不了要求。

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【原創(chuàng)】樹(shù)莓派3B開(kāi)發(fā)Go語(yǔ)言（四）-自寫(xiě)庫(kù)實(shí)現(xiàn)pwm輸出

在前一小節(jié)中介紹了點(diǎn)亮第一個(gè)LED燈，這里我們準(zhǔn)備進(jìn)階嘗試下，輸出第一段PWM波形。（PWM也就是脈寬調(diào)制，一種可調(diào)占空比的技術(shù)，得到的效果就是：如果用示波器測(cè)量引腳會(huì)發(fā)現(xiàn)有方波輸出，而且高電平、低電平的時(shí)間是可調(diào)的。）

這里爪爪熊準(zhǔn)備寫(xiě)成一個(gè)golang的庫(kù)，并開(kāi)源到github上，后續(xù)更新將直接更新到github中，如果你有興趣可以和我聯(lián)系。 github.com/dpawsbear/bear_rpi_go

我在很多的教程中都看到說(shuō)樹(shù)莓派的PWM（硬件）只有一個(gè)GPIO能夠輸出，就是 GPIO1 。這可是不小的打擊，因?yàn)槲蚁胧褂弥辽偎膫€(gè) PWM ，還是不死心，想通過(guò)硬件手冊(cè)上找尋蛛絲馬跡，看看究竟怎么回事。

手冊(cè)上找尋東西稍等下講述，這里先提供一種方法測(cè)試 樹(shù)莓派3B 的 PWM 方法：用指令控制硬件PWM。

這里通過(guò)指令的方式掌握了基本的pwm設(shè)置技巧，決定去翻一下手冊(cè)看看到底PWM怎么回事，這里因?yàn)闆](méi)有 BCM2837 的手冊(cè)，根據(jù)之前文章引用官網(wǎng)所說(shuō)， BCM2835 和 BCM2837 應(yīng)該是一樣的。這里我們直接翻閱 BCM2835 的手冊(cè)，直接找到 PWM 章節(jié)。找到了如下圖：

圖中可以看到在博通的命名規(guī)則中 GPIO 12、13、18、19、40、41、45、52、53 均可以作為PWM輸出。但是只有兩路PWM0 PWM1。根據(jù)我之前所學(xué)知識(shí)，不出意外應(yīng)該是PWM0 和 PWM1可以輸出不一樣的占空比，但是頻率應(yīng)該是一樣的。因?yàn)闆](méi)有示波器，暫時(shí)不好測(cè)試。先找到下面對(duì)應(yīng)圖：

根據(jù)以上兩個(gè)圖對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：

對(duì)照上面的表可以看出從 BCM2837 中印出來(lái)的能夠使用在PWM上的就這幾個(gè)了。

為了驗(yàn)證個(gè)人猜想是否正確，這里先直接使用指令的模式，模擬配置下是否能夠正常輸出。

通過(guò)上面一系列指令模擬發(fā)現(xiàn)，（GPIO1、GPIO26）、（GPIO23、GPIO24）是綁定在一起的，調(diào)節(jié)任意一個(gè)，另外一個(gè)也會(huì)發(fā)生變化。也即是PWM0、PWM1雖然輸出了兩路，可以理解成兩路其實(shí)都是連在一個(gè)輸出口上。這里由于沒(méi)有示波器或者邏輯分析儀這類設(shè)備（僅有一個(gè)LED燈），所以測(cè)試很簡(jiǎn)陋，下一步是使用示波器這類東西對(duì)頻率以及信號(hào)穩(wěn)定性進(jìn)行下測(cè)試。

小節(jié)：樹(shù)莓派具有四路硬件輸出PWM能力，但是四路中只能輸出兩個(gè)獨(dú)立（占空比獨(dú)立）的PWM，同時(shí)四路輸出的頻率均是恒定的。

上面大概了解清楚了樹(shù)莓派3B的PWM結(jié)構(gòu)，接下來(lái)就是探究如何使用Go語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)置。

因?yàn)槟玫搅耸謨?cè)，這里我想直接操作寄存器的方式進(jìn)行設(shè)置，也是順便學(xué)習(xí)下Go語(yǔ)言處理寄存器的過(guò)程。首先需要拿到pwm 系列寄存器的基地址，但是翻了一圈手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)只有偏移，沒(méi)有找到基地址。

經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的努力后，決定寫(xiě)一個(gè) 樹(shù)莓派3B golang包開(kāi)源放在github上，只需要寫(xiě)相關(guān)程序進(jìn)行調(diào)用就可以了，以下是相關(guān)demo（pwm）（在GPIO.12 上輸出PWM波，放上LED燈會(huì)有呼吸燈的效果，具體多少頻率還沒(méi)有進(jìn)行測(cè)試）

以下是demo(pwm) 源碼

GO語(yǔ)言和C++比優(yōu)缺點(diǎn)在那？

C++適合本地程序的開(kāi)發(fā)。Go語(yǔ)言適合網(wǎng)絡(luò)程序和本地程序的開(kāi)發(fā)。Go的優(yōu)點(diǎn):垃圾回收，語(yǔ)意明確，格式統(tǒng)一。?Go的缺點(diǎn):效率目前沒(méi)有C++高，但對(duì)于桌面程序而言，效率問(wèn)題不大，因?yàn)橛布呀?jīng)很快了。c++過(guò)于復(fù)雜了，加入很多炫技的內(nèi)容。這些內(nèi)容脫離了事情的本質(zhì)。

最明顯的就是所謂的面向?qū)ο蟆；诿嫦驅(qū)ο蟮墓こ倘绻銐虼蟮那闆r下，會(huì)帶來(lái)很大的耦合度，如果再加上內(nèi)存管理，多線程等等。項(xiàng)目后期基本上沒(méi)辦法維護(hù)和增加功能。

關(guān)于c++的語(yǔ)言復(fù)雜性，你可以問(wèn)知乎上的任何一位高手。沒(méi)一個(gè)敢說(shuō)自己精通c++。你也可以去看一下所有的c++編繹器，沒(méi)有任何一個(gè)敢說(shuō)自己完全實(shí)現(xiàn)了c++的標(biāo)準(zhǔn)。不同的編繹器之間實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)又不同。所以功能再?gòu)?qiáng)大沒(méi)有實(shí)用性，就失去了意義，只會(huì)制造更多的問(wèn)題。

GO語(yǔ)言商業(yè)案例（六）：PayPal

創(chuàng)建 PayPal 的目的是使金融服務(wù)民主化，并使個(gè)人和企業(yè)能夠加入并在全球經(jīng)濟(jì)中蓬勃發(fā)展。這項(xiàng)工作的核心是 PayPal 的支付平臺(tái)，該平臺(tái)使用專有技術(shù)和第三方技術(shù)的組合來(lái)高效、安全地促進(jìn)全球數(shù)百萬(wàn)商家和消費(fèi)者之間的交易。隨著支付平臺(tái)變得越來(lái)越大、越來(lái)越復(fù)雜，PayPal 尋求對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造并縮短新應(yīng)用程序的上市時(shí)間。

Go 在生成干凈、高效的代碼方面的有著極高的價(jià)值。這些代碼可以隨著軟件部署的擴(kuò)展而輕松擴(kuò)展，這使得該語(yǔ)言非常適合支持 PayPal 的目標(biāo)。

支付處理平臺(tái)的核心是 PayPal 用 C++ 開(kāi)發(fā)的專有 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)。然而，代碼的復(fù)雜性大大降低了開(kāi)發(fā)人員發(fā)展平臺(tái)的能力。Go 的簡(jiǎn)單代碼布局、goroutine（輕量級(jí)執(zhí)行線程）和通道（用作連接并發(fā) goroutine 的管道）使 Go 成為 NoSQL 開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)化和現(xiàn)代化平臺(tái)的自然選擇。

作為概念驗(yàn)證，一個(gè)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)花了六個(gè)月的時(shí)間學(xué)習(xí) Go 并在 Go 中從頭開(kāi)始重新實(shí)現(xiàn) NoSQL 系統(tǒng)，在此期間，他們還提供了有關(guān)如何在 PayPal 更廣泛地實(shí)施 Go 的見(jiàn)解。截至今天，已遷移 30% 的集群以使用新的 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)。

隨著 PayPal 的平臺(tái)變得越來(lái)越復(fù)雜，Go 提供了一種輕松簡(jiǎn)化大規(guī)模創(chuàng)建和運(yùn)行軟件的復(fù)雜性的方法。該語(yǔ)言為 PayPal 提供了出色的庫(kù)和快速工具，以及并發(fā)、垃圾收集和類型安全。

借助 Go，PayPal 使其開(kāi)發(fā)人員能夠?qū)⒏鄷r(shí)間從 C++ 和 Java 開(kāi)發(fā)的噪音中解放出來(lái)，從而能夠花更多時(shí)間查看代碼和進(jìn)行戰(zhàn)略性思考。

在這個(gè)新改寫(xiě)的 NoSQL 系統(tǒng)取得成功后，PayPal 內(nèi)更多的平臺(tái)和內(nèi)容團(tuán)隊(duì)開(kāi)始采用 Go。Natarajan 目前的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé) PayPal 的構(gòu)建、測(cè)試和發(fā)布管道——所有這些都是在 Go 中構(gòu)建的。該公司擁有一個(gè)大型構(gòu)建和測(cè)試農(nóng)場(chǎng)，它使用 Go 基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行完全管理，以支持整個(gè)公司的開(kāi)發(fā)人員的構(gòu)建即服務(wù)（和測(cè)試即服務(wù)）。

憑借 PayPal 所需的分布式計(jì)算能力，Go 是刷新系統(tǒng)的正確語(yǔ)言。PayPal 需要并發(fā)和并行的編程，為高性能和高度可移植性而編譯，并為開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)模塊化、可組合的開(kāi)源架構(gòu)的好處——Go 已經(jīng)提供了所有這些以及更多幫助 PayPal 對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造。

安全性和可支持性是 PayPal 的關(guān)鍵問(wèn)題，該公司的運(yùn)營(yíng)管道越來(lái)越多地由 Go 主導(dǎo)，因?yàn)樵撜Z(yǔ)言的簡(jiǎn)潔性和模塊化幫助他們實(shí)現(xiàn)了這些目標(biāo)。PayPal 對(duì) Go 的部署為開(kāi)發(fā)人員提供了一個(gè)創(chuàng)意平臺(tái)，使他們能夠?yàn)?PayPal 的全球市場(chǎng)大規(guī)模生產(chǎn)簡(jiǎn)單、高效和可靠的軟件。

隨著 PayPal 繼續(xù)使用 Go 對(duì)其軟件定義網(wǎng)絡(luò) (SDN) 基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行現(xiàn)代化改造，除了更易于維護(hù)的代碼外，他們還看到了性能優(yōu)勢(shì)。例如，Go 現(xiàn)在為路由器、負(fù)載平衡和越來(lái)越多的生產(chǎn)系統(tǒng)提供動(dòng)力。

作為一家全球性企業(yè)，PayPal 需要其開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)有效管理兩種規(guī)模：生產(chǎn)規(guī)模，尤其是與許多其他服務(wù)器（如云服務(wù)）交互的并發(fā)系統(tǒng)；和開(kāi)發(fā)規(guī)模，尤其是由許多程序員協(xié)同開(kāi)發(fā)的大型代碼庫(kù)（如開(kāi)源開(kāi)發(fā)）

PayPal 利用 Go 來(lái)解決這些規(guī)模問(wèn)題。該公司的開(kāi)發(fā)人員受益于 Go 將解釋型動(dòng)態(tài)類型語(yǔ)言的編程易用性與靜態(tài)類型編譯語(yǔ)言的效率和安全性相結(jié)合的能力。隨著 PayPal 對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造，對(duì)網(wǎng)絡(luò)和多核計(jì)算的支持至關(guān)重要。Go 不僅提供了這種支持，而且提供的速度很快——在單臺(tái)計(jì)算機(jī)上編譯一個(gè)大型可執(zhí)行文件最多需要幾秒鐘。

PayPal 目前有 100 多名 Go 開(kāi)發(fā)人員，未來(lái)選擇采用 Go 的開(kāi)發(fā)人員將更容易獲得該語(yǔ)言的批準(zhǔn)，這要?dú)w功于公司已經(jīng)在生產(chǎn)中的許多成功實(shí)現(xiàn)。

最重要的是，PayPal 開(kāi)發(fā)人員使用 Go 提高了他們的生產(chǎn)力。Go 的并發(fā)機(jī)制使得編寫(xiě)充分利用 PayPal 的多核和聯(lián)網(wǎng)機(jī)器的程序變得很容易。使用 Go 的開(kāi)發(fā)人員還受益于它可以快速編譯為機(jī)器代碼的事實(shí)，并且他們的應(yīng)用程序獲得了垃圾收集的便利和運(yùn)行時(shí)反射的強(qiáng)大功能。

今天 PayPal 的第一類語(yǔ)言是 Java 和 Node，Go 主要用作基礎(chǔ)設(shè)施語(yǔ)言。雖然 Go 可能永遠(yuǎn)不會(huì)在某些應(yīng)用程序中取代 Node.js，但 Natarajan 正在推動(dòng)讓 Go 成為 PayPal 的第一類語(yǔ)言。

通過(guò)他的努力，PayPal 還在評(píng)估遷移到 Google Kubernetes Engine (GKE) 以加快其新產(chǎn)品的上市時(shí)間。GKE 是一個(gè)用于部署容器化應(yīng)用程序的托管、生產(chǎn)就緒環(huán)境，并帶來(lái)了 Google 在開(kāi)發(fā)人員生產(chǎn)力、自動(dòng)化操作和開(kāi)源靈活性方面的最新創(chuàng)新。

對(duì)于 PayPal 而言，部署到 GKE 將使 PayPal 更容易部署、更新和管理其應(yīng)用程序和服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)發(fā)和迭代。此外，PayPal 會(huì)發(fā)現(xiàn)更容易運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)、通用 GPU、高性能計(jì)算和其他受益于 GKE 支持的專用硬件加速器的工作負(fù)載。

對(duì) PayPal 來(lái)說(shuō)最重要的是，Go 開(kāi)發(fā)和 GKE 的結(jié)合使公司能夠輕松擴(kuò)展以滿足需求，因?yàn)?Kubernetes 自動(dòng)擴(kuò)展將使 PayPal 能夠處理用戶對(duì)服務(wù)不斷增長(zhǎng)的需求——在最重要的時(shí)候保持它們可用，然后在安靜的時(shí)間來(lái)省錢(qián)。

標(biāo)題名稱：go語(yǔ)言對(duì)接硬件 go語(yǔ)言開(kāi)發(fā)接口
鏈接URL：http://chinadenli.net/article30/hhjpso.html

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