🌱 Scripting Language trong Embedded System

    Scripting language là các ngôn ngữ lập trình bậc cao, chủ yếu được sử dụng để tự động hóa các tác vụ và tối ưu hóa quy trình phát triển phần mềm. Trong lĩnh vực Embedded System, các ngôn ngữ như Python, Lua, Bash đã chứng minh được vai trò quan trọng trong kiểm thử, quản lý build, và phát triển công cụ hỗ trợ.

Scripting Language là gì?

    Scripting language thường được dùng để viết các đoạn mã nhỏ (script) thực thi nhanh, giúp đơn giản hóa các tác vụ phức tạp.

Scripting Language trong Embedded System

    Các ví dụ tiêu chuẩn về ngôn ngữ script cho các môi trường cụ thể bao gồm:

• Bash cho các hệ điều hành giống Unix hoặc Unix
• ECMAScript (JavaScript) dành cho trình duyệt web
• Visual Basic cho các ứng dụng Microsoft Office
• Lua là một ngôn ngữ được thiết kế và sử dụng rộng rãi như một ngôn ngữ mở rộng
• Python là ngôn ngữ có mục đích chung cũng thường được sử dụng làm ngôn ngữ mở rộng

    Các ngôn ngữ Script điển hình thường rất để học và viết, dưới dạng các tệp mã nguồn ngắn hoặc tương tác trong một vòng lặp in. Một file Script bao hàm cú pháp và ngữ nghĩa tương đối đơn giản; thông thường, một script được thực thi từ đầu đến cuối, dưới dạng "tập lệnh", không chia thành nhiều file / hàm như những ngôn ngữ lập trình khác.

Ứng dụng của Script Language thì rất nhiều, nhưng bài viết này chỉ tập trung vào các ứng dụng để phục vụ cho hệ thống nhúng và một số công việc lập trình liên quan. Các ngôn ngữ phổ biến trong Embedded System bao gồm Python, Lua, Bash, và Perl.

Ứng dụng của Scripting Language trong Embedded System

➤ Automated Testing và Debugging

• Python: Được sử dụng rộng rãi để viết các script kiểm thử tự động trên hệ thống nhúng, như giao tiếp với thiết bị qua giao thức UART, I2C, SPI.
• Lua: Thường được nhúng vào firmware để hỗ trợ kiểm thử trong runtime, giúp tiết kiệm thời gian phát triển phần mềm.
• Ví dụ: Sử dụng Python và thư viện pyserial để gửi và nhận dữ liệu từ thiết bị qua cổng COM.
  > Ví dụ về PySerial để thu thập dữ liệu và vẽ biểu đồ

➤ Quản lý Build System

• Bash/Perl: Dùng để tự động hóa quy trình build firmware (compilation, linking, flashing) thông qua các tool như Makefile hoặc CMake.
• Ví dụ: Script Bash kiểm tra dependency, thực thi chuỗi lệnh build cho firmware STM32.

➤ Embedded Configuration và Scripting Runtime

• Lua: Được tích hợp trực tiếp vào các hệ thống nhúng nhỏ để cung cấp khả năng scripting runtime, hỗ trợ thay đổi cấu hình mà không cần biên dịch lại.
• Ví dụ: ESP8266 tích hợp Lua để viết mã điều khiển thiết bị IoT.

➤ Data Processing và Log Analysis

• Python: Phân tích và trực quan hóa dữ liệu log từ các thiết bị nhúng.
• Ví dụ: Sử dụng matplotlib hoặc pandas để phân tích hiệu năng từ log của bộ vi điều khiển.
  > Ví dụ về PySerial để thu thập dữ liệu và vẽ biểu đồ

➤ Prototyping và Simulation

• Scripting language hỗ trợ mô phỏng hệ thống trước khi triển khai thực tế, giúp kiểm tra thuật toán hoặc logic điều khiển.
• Ví dụ: Python dùng để mô phỏng thuật toán DSP trước khi triển khai trên STM32.

➤ Automation của Tool Development

• Sử dụng Python hoặc Perl để tạo các tool hỗ trợ lập trình viên, như tạo template code tự động, phân tích coding convention, hoặc kiểm tra style code (liên quan đến dự án AStyle mà bạn đang thực hiện).
• Ví dụ, mình đã triển khai các tool trên, các bạn có thể tham khảo tại link Github của mình:
  > Ví dụ dùng Bash để tạo template code tự động
  > Ví dụ Tools check Coding Convention
  > Tool kiểm tra đảm bảo các file được định dạng UTF-8 trước khi Commit (Bash)
  > Tool generate Code C theo cấu hình người dùng (Python)

Ưu điểm và hạn chế của Scripting Language trong Embedded System

➤ Ưu điểm

• Nhanh chóng và dễ học: Thích hợp cho việc xử lý nhanh các tác vụ nhỏ hoặc đơn giản hóa workflow.
• Hỗ trợ đa nền tảng: Phù hợp với các công cụ và hệ thống khác nhau, từ Windows đến Linux.
• Tích hợp tốt với các hệ thống nhúng: Như Lua hoặc Python trên các vi điều khiển mạnh (Raspberry Pi, ESP32).

➤ Hạn chế

• Hiệu năng không cao, không phù hợp với tác vụ thời gian thực.
• Khả năng sử dụng bị giới hạn trong các hệ thống nhúng có tài nguyên hạn chế.

Kết luận

    Scripting language là công cụ hỗ trợ quan trọng trong Embedded System, giúp tăng hiệu quả phát triển và vận hành. Với những ứng dụng như kiểm thử tự động, phân tích log, và phát triển công cụ, các ngôn ngữ như Python, Lua, Bash đã chứng minh được giá trị của mình. Bạn đã sử dụng scripting language nào trong dự án Embedded System chưa? Hãy chia sẻ kinh nghiệm của bạn trong phần bình luận bên dưới!

>>>>>> Follow ngay <<<<<<<

Để nhận được những bài học miễn phí mới nhất nhé 😊

Chúc các bạn học tập tốt 😊