3年前我買了一本讓孩子學(xué)習(xí)Python的英文版書，曾花了一個下午按照書中的例程過了一遍，感覺到Python編程確實非常簡單。再后來看到有人在STM32 MCU上移植了MicroPython，還專門購買了一本教材和配套的MCU板子讓我們的工程師體驗；再后來知道Xilinx全球大學(xué)計劃部在集中很大的資源將Python移植到其旗艦的產(chǎn)品Zynq上面，并做了一個Pynq的板子，按照其諧音板子顏色為粉紅色。

去年起AI暴熱起來，而Python也成為不二的入門語言。我們也邀請了著名的Python編程大師齊偉在摩爾吧上開課教授Python的基礎(chǔ)。

可以說Python在未來的硬件軟件結(jié)合的系統(tǒng)中位置越來越重要，如果EE的新手要學(xué)習(xí)編程語言，我必推薦Python。

來看看“硬件十萬個為什么”編輯自網(wǎng)絡(luò)上的文章，有更多的信息給大家參考。

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早年，雖然Python是一款比較容易上手的腳本語言，而且有強大的社區(qū)支持，一些非計算機專業(yè)領(lǐng)域的人都選它作為入門語言。遺憾的是，它不能實現(xiàn)一些非常底層的操控，所以在硬件領(lǐng)域并不起眼。

然而今時不同往日！

硬件圈同樣非常關(guān)注Python！

說到Python用于硬件開發(fā)。很多人可能想到的是樹莓派等支持linux系統(tǒng)的（樹莓派和Arduino應(yīng)用Python的的例子實在是多，比如，利用Raspberry Pi的硬件和Python語言來完成一個機器人制作。），然而現(xiàn)在Python已經(jīng)完全可以脫離系統(tǒng)，直接進行單片機的開發(fā)了。

用Python語言控制單片機

MicroPython是在單片機上可以跑的Python，你可以通過Python腳本語言開發(fā)單片機程序。MicroPython基于ANSI C，語法跟Pyton 3基本一致，擁有自家的解析器、編譯器、虛擬機和類庫等。目前它支持基于32-bit的ARM處理器，比如STM32F405、STM32f407等，也就是說ARM處理器STM32F405上直接可運行Python語言，用Python語言來控制單片機。

借助Micro Python，用戶完全可以通過Python腳本語言實現(xiàn)硬件底層的訪問和控制，比如說控制LED燈泡、LCD顯示器、讀取電壓、控制電機、訪問SD卡等。

下面這篇美國EDN發(fā)布的文章，介紹了Python在實時嵌入式系統(tǒng)中扮演的角色：Python's role in developing real time embedded systems。

Python具有良好的跨平臺性，比如Linux和Windows，或是諸如Raspberry Pi等單板計算機。不過，隨著Python的日益普及，人們可能會問，在實時嵌入式系統(tǒng)中是否也有Python的一席之地。答案是肯定的。下面是開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)Python在實時嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中有可能扮演的五個主要角色。

作用# 1設(shè)備調(diào)試和控制

在嵌入式軟件開發(fā)過程中，開發(fā)人員常常需要分析總線通信量，如USB、SPI或I2C。有的分析僅僅是出于調(diào)試目的，但有時則需要控制總線分析儀并發(fā)送信息至嵌入式系統(tǒng)。許多總線分析儀和通信工具都有友好的用戶接口，可以用來控制工具。他們通常還提供一種方法來開發(fā)腳本，也可以用來控制工具。Python是一種普遍支持的腳本語言，有時則是一些工具的接口，或是用來控制工具。

作用# 2–自動化測試

通過Python控制工具在嵌入式系統(tǒng)中發(fā)送和接收消息的能力，使得利用Python構(gòu)建自動化測試（包括回歸測試）成為可能。Python腳本可以設(shè)置嵌入式系統(tǒng)進入不同的狀態(tài)，設(shè)置配置文件，并測試所有可能的干擾以及系統(tǒng)與外部環(huán)境的相互作用。使用Python開發(fā)自動化測試的好處是，回歸測試可以開發(fā)持續(xù)測試并訓(xùn)練系統(tǒng)。任何的代碼變動導(dǎo)致的bug或不合格的結(jié)果都將被實時的檢測出來。

作用# 3–數(shù)據(jù)分析

通過Web簡單地搜索Python庫，你會發(fā)現(xiàn)，有許多免費強大的Python庫都可以用來開發(fā)應(yīng)用程序。Python可以用來接收非常重要的嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)，然后存儲到數(shù)據(jù)庫或是本地進行分析。開發(fā)者還可以使用Python開發(fā)實時可視化功能來展現(xiàn)臨界參數(shù)，或是存儲這些參數(shù)用于后續(xù)分析。使用Python進行數(shù)據(jù)分析的優(yōu)點之一是當基礎(chǔ)性工作完成之后，新功能的植入會顯得比較簡單。

作用# 4–實時軟件

Python已經(jīng)證實了自己的強大性和易使用性，甚至發(fā)現(xiàn)它是作為一門編程語言進入實時嵌入式系統(tǒng)。是的，嵌入式軟件本身就是用Python寫的而不是C/C++。用于實時軟件最廣泛的Python版本是MicroPython，大多是設(shè)計在ARM Cortex-M3/4微控制器上運行。MicroPython并不孤立。Synapse和OpenMV公司在嵌入式系統(tǒng)中既使用MicroPython也使用他們自己的Python port。對MicroPython感興趣的讀者可能對DesignNews（EDN的姐妹機構(gòu)）的繼續(xù)教育課程也感興趣。

作用# 5–學(xué)習(xí)面向?qū)ο缶幊?/p>

Python是一門免費的編程語言，可以跨多個平臺使用，對于學(xué)生和非編程人員而言比較簡單。該語言與C語言不同，它也是現(xiàn)代式的，并且可以在自由形態(tài)的腳本類型中結(jié)構(gòu)化，或是作為一個復(fù)雜的面向?qū)ο蟮捏w系結(jié)構(gòu)。Python本身也很靈活。甚至還有這種情景：沒有編程經(jīng)驗的電氣工程師可以利用Python寫出有用的測試腳本或用最少的時間實施電板檢查。

Python的學(xué)習(xí)曲線并不陡峭，熟悉Python學(xué)習(xí)曲線的開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，當你有了其它語言的基礎(chǔ)之后，學(xué)習(xí)Python比學(xué)習(xí)任意其他的編程語言都要簡單。出于這些原因，當開發(fā)人員看到Python扮演著編程孵化器角色，并吸收其它缺乏經(jīng)驗的工程師對宜早不宜遲的設(shè)計周期做出貢獻時，不應(yīng)該感到驚訝。

什么？Python+FPGA?。?/p>

夏宇聞老師幾個月前在微信上推薦了一個帖子，說的是有人用Digilent的PYNQ-Z1板卡實現(xiàn)了超強的加速性能。

早年，關(guān)于FPGA的開發(fā)都是基于硬件描述語言，從開始的VHDL到現(xiàn)在更為流行的Verilog，軟件應(yīng)用也從由最開始的匯編語言發(fā)展到現(xiàn)在的c/c++實現(xiàn)，這些都是目前為大多數(shù)FPGA開發(fā)者所熟悉的FPGA發(fā)展路程。上個月，IEEE收錄了一篇關(guān)于使用Python開發(fā)FPGA應(yīng)用的論文。

在美國納帕舉行的第25屆關(guān)于可編程計算機器領(lǐng)域IEEE國際討論會上，一篇名為“評估通過Python快速開發(fā)異構(gòu)處理器FPGA應(yīng)用性能”的短篇論文獲得了最佳短篇論文獎。這篇論文主要討論了Python開發(fā)FPGA應(yīng)用的優(yōu)勢和效率，論文中針對Digilent的PYNQ-Z1板卡（內(nèi)部集成一個Xilinx Zynq SoC），通過支持Python編程和Jupyter Notebooks框架的PYNQ開發(fā)環(huán)境，應(yīng)用Python對此板卡進行開發(fā)編程，并最終評估開發(fā)結(jié)果的優(yōu)勢和效率。值得一提的是，發(fā)表這篇論文的作者都是業(yè)界大佬，包括高級計算機科學(xué)家AndrewG.Schmidt、計算機科學(xué)家Gabriel Weise以及來自美國南加州大學(xué)工程技術(shù)科學(xué)協(xié)會的研究室主任Matthew French。在論文中，Matthew French教授主要就利用PYNQ開發(fā)環(huán)境，應(yīng)用Python語言對Xilinx Zynq器件進行編程應(yīng)用開發(fā)時對FPGA器件的影響、性能結(jié)果以及瓶頸影響進行了評估。此外，各位教授就基于Python的開發(fā)結(jié)果與已經(jīng)存在的基于C語言的開發(fā)及手動開發(fā)結(jié)果進行了比較分析。

在論文中，各位教授還對PYNQ開發(fā)環(huán)境的優(yōu)缺點進行了闡述：

首先來說，PYNQ應(yīng)用開發(fā)框架是一個開源的開發(fā)環(huán)境，提供了標準的可以約束芯片I/O引腳的“Overlay”比特流，同時，開發(fā)人員可以在此開發(fā)環(huán)境中，利用Python對FPGA進行快速編程開發(fā)。此外，PYNQ開發(fā)環(huán)境內(nèi)部集成標準的編程范式，支持HDMI和視頻流的輸出輸出，同時具有兩組12pin的PMOD連接器和一個兼容Arduino的連接器（可以連接或配置為Arduino系列板卡）。其中，默認的overlay中實例化了多個可以驅(qū)動多I/O接口的微Blaze處理器核，也可以配置一些支持圖像濾波功能和試驗SIMT（單指令，多線程）編程軟邏輯GPU的overlay。同時，PYNQ也提供了支持比特流編程的API和可擴展的通用Python庫和包，并且可以通過存儲映射I/O（MMIO）直接尋址可編程邏輯單元，另外還支持DMA交易（不需要經(jīng)過器件驅(qū)動和核模塊之間的不斷握手確認）。

其次，就目前來說，PYNQ還不支持任何高級的綜合，也無法將Python應(yīng)用直接移植到FPGA中。這就意味著，開發(fā)者依然原型必須使用FPGA來創(chuàng)建一個設(shè)計，即當PYNQ提供一個支持板卡IO接口的Overlay框架以時，任何用戶邏輯依然必須由開發(fā)者親自創(chuàng)建并綜合。不過，開發(fā)者仍然可以使用高級綜合工具或上面提到的Python-to-HDL工程來完成這個任務(wù)，但是最終，開發(fā)者依然需要基于此設(shè)計并創(chuàng)建一個整合了Python代碼比特流文件。

也正是由于PYNQ存在這方面的缺陷，論文的作者并沒有簡單依賴現(xiàn)存的PYNQ API接口和overlay，他們開發(fā)出一個基于Redsharc項目的特定應(yīng)用程序內(nèi)核進行研究。

結(jié)果如何呢？論文最后，作者對給出了Python開發(fā)Zynq應(yīng)用的各項評估結(jié)果。結(jié)果中給出了通過c/c++實現(xiàn)這項研究的一般圖像處理管道性能，以及定制的硬件加速器和Python實現(xiàn)的性能結(jié)果（下圖所示），幫助我們更好地理解了Python + FPGA開發(fā)環(huán)境的性能和能。表中可以看出，結(jié)果十分明顯，通過PYNQ實現(xiàn)較c實現(xiàn)速度提高了30倍之多，更甚者，從結(jié)果中可以看出，當Python實現(xiàn)時有更加有效的可用庫時，比如OpenCV，其性能可以增長更多。

Python軟件實現(xiàn)和FPGA性能潛力的結(jié)合是一個非常有意義的工作，將會開創(chuàng)出一個類似于樹莓派和Arduino的廣大的開發(fā)者社區(qū)。Python+FPGA是一個廣闊的未經(jīng)勘察過的領(lǐng)域——一個全新的更加高效的開發(fā)空間——通過PYNQ開發(fā)環(huán)境將會吸引更多的系統(tǒng)開發(fā)者加入的領(lǐng)域。

日前在賽靈思OPENHW2017創(chuàng)新大賽暨教師峰會上，北京理工大學(xué)嵩天副教授《Python編程語言和PYNQ在中國》的演講，科普了Python編程風(fēng)靡全球的原因。

Python編程語言舉例，只用了21行代碼就完成了一個圖像素描的處理，Python大大提升了開發(fā)效率。

人工智能和機器學(xué)習(xí)走熱，讓 Python 從眾多編程語言中脫穎而出。

還等什么呢？

人生苦短，我用Python

附11大編程語言薪資排行榜

編程語言有很多，但并非每一種的需求或工資都相同。人工智能和機器學(xué)習(xí)走熱，讓 Python 從眾多編程語言中脫穎而出。下文將綜合各種信源，以不同編程語言在美國市場的相關(guān)薪資水平、人氣和前景，為你提供一些參考。

薪資水平

使用國外招聘網(wǎng)站 Indeed.com 將編程語言的薪資水平劃分為 9 檔：基于這個結(jié)果，Ruby/Ruby on Rails 看起來會讓你掙得最多，而 Python，C++，iOS 和 Java 也是體面的選擇。如果薪資是你的主要關(guān)注點，那么也許 C，PHP 和 SQL 不是最理想的選擇……

而下面是來自 gooroo.io的數(shù)據(jù)，根據(jù)每條招聘啟事給出的薪酬范圍取了平均數(shù)：懂 Ruby，C++ 或 Java 的開發(fā)人員看上去起始工資更高。Python 和 Ruby 開發(fā)人員的薪資潛力最大，這可能意味著好的 Ruby/Python 開發(fā)人員市場缺口相對較大。

有些人可能對“拜金求職”這種事情比較嗤之以鼻，但是即便你不太關(guān)注薪資，每種語言的需求（有多少招聘職位）和供應(yīng)（有多少開發(fā)人員了解語言）情況，你也得多少了解一些吧。

工作需求

根據(jù)你熟悉的編程語言找到工作的可能性有多大？以下是來自 Indeed.com 的工作趨勢：

可以看到，C，SQL，Java 和 Java 在招聘啟事中經(jīng)常被提到，而 C＃，C++ 和 Python 也是表現(xiàn)不錯的語言。

另一方面，如果你的目標是在創(chuàng)業(yè)公司工作，那么可能 Indeed.com 的工作趨勢不是你應(yīng)該參考最佳的指標。我們找到了 AngelList 網(wǎng)站，這里有更多美國初創(chuàng)公司發(fā)布的職位，來看看基于 AngelList 的軟件開發(fā)人員需要的編程技巧：再一次地，Java 高居榜首。但是，美國創(chuàng)業(yè)公司似乎更喜歡 Python 和 Java，對這兩者的需求超過了 Ruby（兩年前 Ruby 最受歡迎），PHP，C 或 C＃。

供應(yīng)情況

我們再來看開發(fā)人員這邊，根據(jù)網(wǎng)站 Codementor 的數(shù)據(jù)：當然，這個結(jié)果并不能準確反映實際市場的情況，但可以作為參考。例如，雖然移動應(yīng)用業(yè)務(wù)已經(jīng)蓬勃發(fā)展了一段時間，但 Objective-C 專家仍然很少。由于 Objective-C 開發(fā)人員供應(yīng)不足，他們的薪資自然相對更高。

另一方面，PHP 在勞動力中的供應(yīng)量很大，因此雇主有更多的選擇，在薪資方面議價能力更強。同時，市場對 PHP 開發(fā)人員的需求也不如 Java，SQL 或 Java 那么多。 因此，PHP 開發(fā)人員普遍收入較少。這個情況也體現(xiàn)在了我們文章一開始的那張圖里面（參見圖2）。

Java 是個很特殊的例子。盡管供應(yīng)量最大，但 Java 開發(fā)人員并不處于薪水層的底線。

了解每種語言的需求和供應(yīng)情況，薪資信息，我們需要看看各大語言前景。

Github 過去 16 年編程語言遷徙：更多人轉(zhuǎn)而使用 Python

一種編程語言將來的發(fā)展前景如何？首先，這在很大程度上取決于其社區(qū)的發(fā)展，因為新鮮血液/采用率是使語言受歡迎的保障。因此，讓我們來看看人們最感興趣的語言是什么：

根據(jù)谷歌搜索，2016 年使用 Python 的興趣大增。

其次，Github 的項目數(shù)量能夠從一定程度上體現(xiàn)出語言的流行程度。

同時，我們還需要注意——開發(fā)人員或許有過這樣的體驗，在掙扎完成第 N 個艱難晦澀的項目后，心想：“我可以用這種語言做這件事，但為什么不換種語言更加愉快地工作呢？”分析了 4500 萬 GitHub 用戶、393 種不同的語言以及 10 TB 的源代碼后，Waren Long 在博客 sourcevel6ulm 發(fā)表博文，用詳盡的數(shù)據(jù)和科學(xué)的方法展現(xiàn)了過去 16 年 Github 用戶編程語言的大變遷（也就是從一種語言換到另一種語言的情況）。

使用 5 種最流行的語言（Java，C，C ++，PHP，Ruby）其中一種的開發(fā)人員，最有可能用切換到 Python，平均 24％ 的機率。

過去 16 年，Python 和 Java 逐漸取代了 C 語言。

Python 在 2014 年成為美國高校入門課程最受歡迎語言

最后，為了想要學(xué)習(xí)編程語言的讀者，我們簡要介紹一下各種編程語言。

I. 動態(tài)語言（Dynamic Languages）

動態(tài)語言通常更容易讓初學(xué)者學(xué)習(xí)，因為它們靈活而有趣。你可以從頭開始快速構(gòu)建一個應(yīng)用程序，需要的代碼數(shù)量較少，并且沒有硬性規(guī)則。由于動態(tài)語言通常是非常高級（high level）的語言，所以你會花更少的時間糾結(jié)細節(jié)，更多的時間學(xué)習(xí)編程概念，這也是動態(tài)類型的語言受初學(xué)者歡迎的一個原因，初學(xué)者一般都會因能夠構(gòu)建事物和快速看到結(jié)果得到反饋而鼓舞。

Java

不要與 Java 混淆了，Java 是主要用于前端開發(fā)的客戶端腳本語言。Java 在所有瀏覽器中都兼容，用于創(chuàng)建交互式 Web 應(yīng)用程序，通常是通過諸如 jQuery 和前端框架（比如 AngularJS，Ember.js，React 等）的庫來創(chuàng)建。Java 也可以通過 Node.js 平臺用作服務(wù)器端語言。過去兩年來，Node.js 開發(fā)社區(qū)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，現(xiàn)在你可以在這里找到很多資源。你還可以通過使用諸如 phonegap 這樣的框架，用 Java 構(gòu)建混合移動應(yīng)用程序。Facebook 的 React Native 能讓你使用 Java 構(gòu)建本地移動應(yīng)用程序。不過，Java 的難度很高，因為它是無類型的語言，因此很難調(diào)試。也有靜態(tài)類型的版本，比如 Microsoft的 Type 或 JSX，在 React 上使用。

Ruby

有了 Ruby，開發(fā)人員可以很開心地工作。Ruby 的流行得益于 Ruby on Rails 框架，Ruby 與英語很類似，而 Rails 框架（是全棧 Web 框架）有“開箱即用”的工具，讓開發(fā)工作變得簡單。因此，很多人會建議你首先學(xué)習(xí) Ruby。Ruby 主要用于后端開發(fā)，一些常用大網(wǎng)站，比如 Airbnb，Shopify，Bloomberg，Hulu，Slideshare 都是使用 Ruby on Rails 構(gòu)建的。

Python

Python 是另一種強烈推薦初學(xué)者學(xué)習(xí)語言，Python 也是美國頂尖大學(xué)最受歡迎的入門級介紹語言。開發(fā)人員使用 Python 構(gòu)建桌面應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，Python 也是數(shù)據(jù)挖掘的好工具。此外，Python 在科學(xué)計算，數(shù)據(jù)分析和生物信息學(xué)的學(xué)術(shù)界尤其受歡迎。Google，Dropbox，Pinterest，Instagram，Reddit，BitTorrent，Civilization IV 等都是用 Python 構(gòu)建的。

不僅如此，Python 從 2014 年起就成為美國頂級高校入門級課程教學(xué)語言（Introductory Teaching Language）：

下面是部分美國頂級高校計算機相關(guān)課程使用編程語言列表：

美國頂級高校入門級課程使用編程語言的情況

PHP

PHP 是一種服務(wù)器端腳本語言，通常被認為是初學(xué)者友好的。要理解 PHP 代碼要做什么比較容易，因此 PHP 很容易學(xué)。大多數(shù)網(wǎng)站都是用 PHP 構(gòu)建的，因為這種語言是專門針對網(wǎng)絡(luò)的。Facebook，維基百科，Yahoo!, Tumblr，Wordpress 等都是用 PHP 構(gòu)建的。

II. 靜態(tài)語言

使用靜態(tài)類型的語言構(gòu)建的應(yīng)用程序有更高的可擴展性、穩(wěn)定性和可維護性。靜態(tài)語言在通過類型檢查查找錯誤時一般更嚴格，并且需要更多的代碼來構(gòu)建一個原型。游戲引擎、移動應(yīng)用和企業(yè)級后端通常使用靜態(tài)類型的語言構(gòu)建。

Java

作為通用語言，Java 用于構(gòu)建 Android 應(yīng)用程序、桌面應(yīng)用程序和游戲。Java也常用作企業(yè)級后端開發(fā)的服務(wù)器端語言——90% 的財富 500 強公司使用 Java。此外，用于存儲和處理大數(shù)據(jù)的 Hadoop 是基于 Java 的流行框架，Yahoo，F(xiàn)acebook 和 Amazon Web Services 等企業(yè)都在用 Hadoop。

C

C 常用于編程系統(tǒng)軟件，是操作系統(tǒng)的通用語言（lingua franca）。C 幾乎影響了本文中提到的所有編程語言，尤其是 Objective-C 和 C++。所以，如果你知道 C 語言的話，你可能更容易學(xué)習(xí)其他流行的語言。由于 C 語言需要用更復(fù)雜的代碼來執(zhí)行簡單的任務(wù)，所以初學(xué)者如果把 C 語言作為第一語言往往很難保持動力。但是，從長遠看，C 語言的知識肯定對你程序員的工作有所幫助。

Objective-C

Objective-C 是建立在 C 語言之上的一層，因此是靜態(tài)的。話雖這么說，Objective-C 也可以用于動態(tài)打字。Apple 的 Swift 是一種靜態(tài)語言，與 Objective-C 兼容，但它的靜態(tài)類型使其更有彈性。Swift 受 Python 啟發(fā)而來，旨在為新手輕松編寫新手，旨在修復(fù) Objective-C 的一些問題。

C++

C++ 是基于 C 語言的一種強大的語言，專為編程系統(tǒng)軟件而設(shè)計，但也被用于構(gòu)建游戲/游戲引擎，桌面應(yīng)用程序，移動應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。C++ 功能強大且速度很快，F(xiàn)acebook 用 C++ 已經(jīng)開發(fā)出了好幾個高性能、高可靠性的組件。許多軟件都用 C++ 構(gòu)建，包括 Adobe Systems，Amazon，Paypal，Chrome 等。與 C 語言類似，C++ 通常被認為不太好讓初學(xué)者自己學(xué)習(xí)。所以，如果你決定學(xué)習(xí) C++ 作為你的第一個編程語言，建議與人討論或找一個導(dǎo)師。

C＃

C＃ 用于微軟的 .NET 框架，主要在Microsoft Windows 上運行。C＃ 用于 Web 開發(fā)、游戲開發(fā)和一般 Microsoft 開發(fā)。此外，Xamarin 一直在開發(fā)一個名為 Mono 的開源項目，該項目旨在將 C＃ 移植到其他平臺，為 Linux 開發(fā)人員帶來更好的開發(fā)工具。最近，你還可以使用 C＃ 通過 Xamarin 為 iOS 和 Android構(gòu) 建原生手機應(yīng)用。

III. 其他

SQL

SQL（“Sequel”）或結(jié)構(gòu)化查詢語言，是用于與數(shù)據(jù)庫通信的查詢語言。雖然 SQL 不能用于構(gòu)建應(yīng)用程序，但它用于管理使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDMS）的應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)。