Ключевые преимущества VM5277

• Удобный современный синтаксис - Java-подобный ООП язык вместо низкоуровневого Си, что делает код более читаемым и поддерживаемым
• Лёгкость освоения и использования - Интуитивно понятная парадигма программирования без необходимости погружаться в аппаратные особенности каждого МК
• Кросс-платформенность - Единая кодовая база для разных 8-битных МК (AVR, PIC, STM8). Драйверы верхнего уровня (большинство датчиков, экранов, исполнителей и прочее) не требуют изменений при смене платформы — в отличие от Си, где необходима переработка макросов и низкоуровневых функций
• Кросс-платформенный тулкит - Инструменты разработки написаны на Java, а значит работают на любой ОС (Windows, Linux, macOS) без пересборки и зависимостей
• Максимальная производительность - Нативная компиляция в оптимизированный ассемблерный код с вызовами RTOS, полностью написанными и оптимизированными для каждой конкретной платформы (AVR/PIC/STM8), что обеспечивает эффективность близкую к ручной ассемблерной разработке
• Экспресс-компиляция - Сборка проектов в разы быстрее чем на Arduino благодаря специализированному инструментарию, заточенному исключительно под задачи embedded-разработки без сторонних зависимостей
• Готовая экосистема - Встроенные RTOS, драйверы и аппаратные абстракции из коробки, не требующие самостоятельной реализации
• Низкоуровневый доступ - Для экспертов: возможность оптимизации критичных участков на уровне ассемблера без ограничений и замена высокоуровневых методов на нативные вызовы
• Стратегическая масштабируемость - Архитектура позволяет расширение на 32-битные МК и компьютеры: для слабых устройств используется трансляция в нативный код, для мощных — легковесная JVM

Проект находится на ранней, но активной стадии разработки

Создание ООП языка программирования с упрощенным синтаксисом Java

Особенности языка:

• Упрощенный Java-подобный синтаксис (без наследования, generics)
• Поддержка интерфейсов для полиморфизма
• Минимальная стандартная библиотека

Пример класса для GPIO:

class Led {
    private byte pin;
    public Led(byte pin) { this.pin = pin; }
    public void on() { HAL.GPIO.write(pin, HIGH);}
}

Поддержка 8-бит микроконтроллеров различных производителей с единым кодом

Поддерживаемые архитектуры:

• AVR (ATmega, ATtiny)
• PIC (16/18-серии)
• STMicroelectronics (STM8)

Реализация ядер RTOS (для каждого семейства микроконтроллеров) с унифицированным API

Функционал:

• Динамическое выделение памяти
• Вытесняющая многозадачность
• Инициализация и обращение к драйверам
• Таймеры
• Блокировки
• Отладка (через Software UART)

Реализация базовых драйверов HAL, PAL

• HAL абстракция над портами и аппаратными интерфейсами
• PAL абстракция над программными интерфейсами
• Единый API для всех МК с разной реализацией

Другие ключевые функции

• Реализация драйверов верхнего уровня (ESP8266/BLUETOOTH через AT, SD card и др.)
• Поддержка многопоточности (Threading) на базе функционала RTOS
• Создание компилятора:
  Исходный код → байт-код → нативная компиляция в assembler → Hex дамп прошивки
• Реализация прямой трансляции чистой функции в оптимизированный Ассемблер

Механизм отладки на базе half-duplex UART

• Универсальный бутлоадер с поддержкой отладки и обновления прошивки
• Half-duplex UART (1 пин) для команд и приёма диагностических данных
• Интеграция с LSP-сервером для работы в IDE

Преимущества решения

• Кросс-платформенность: единый протокол для всех МК (адаптация на уровне драйверов бутлоадера).
• Экономичность: не требует дорогостоящих отладчиков (достаточно USB-UART адаптера).
• Гибкость: отладка и логирование возможна даже на устройствах с ограниченным количеством выводов.

Использование накопленного опыта

В проекте будут применены(и частично улучшены) решения и архитектурные подходы, отработанные в предыдущих разработках:

Разработка компилятора и кодогенератора для AVR(альфа-версия)

Реализованные компоненты:

• Лексер с поддержкой Java-подобного синтаксиса
• Парсер AST с базовой структурой классов и методов
• Семантический анализатор
• Генератор кода

Начата разработка AVR RTOS

Ведется разработка базовых компонент:

• Заголовочные файлы микроконтроллеров
• Базовый файл ядра
• Работа с GPIO

Ближайшие задачи