编译型嵌入式Python关键技术研究与应用

本文档是许明宇在王宜怀教授指导下完成的硕士学位论文，题为“编译型嵌入式Python关键技术研究与应用”。论文针对嵌入式端Python编程环境存在的执行速度慢、存储空间占用大和底层驱动不独立等问题，提出了一种编译型嵌入式Python（CE-Python）解决方案。该方案通过将Python代码转换为C++代码，实现软硬件可裁剪、高实时性和低存储占用的嵌入式系统设计。 论文的主要内容包括： 1. 提出了“值-引用”类型法描述Python动态类型对象，并实现了列表、元组和字典等Python类型的C++翻译过程。 2. 研究了Python语法要素的翻译方法，给出了常量、函数定义和类定义等翻译规则，实现了Python基础语法到C++的转换。 3. 基于翻译规则，重封装了底层驱动、中断机制和RT-Thread实时操作系统编程接口，实现了CE-Python的底层开发、中断编程和实时操作系统应用设计功能。 4. 将CE-Python与嵌入式集成开发环境深度融合，提供了编译型嵌入式Python的开发工具支撑。 论文通过计算斐波那契数列和TCP包头组帧测试样例验证了CE-Python的实时性和存储空间节约效果，并实现了嵌入式物体认知系统，验证了CE-Python在复杂应用场景的过程建模能力。此外，论文还探讨了CE-Python在RT-Thread操作系统下的应用，为人工智能在嵌入式端的落地以及与物联网技术的深度结合提供了高效的开发环境支撑。