SEGGER嵌入式应用程序重磅发布

在当今快节奏的嵌入式系统领域，灵活性和适应性是关键。因此，我们激动地向大家揭晓SEGGER的最新创新成果：嵌入式应用程序（Embedded Apps），类似于手机上的应用（只是更不容易发现且体积小得多），可在嵌入式系统上运行。

应用程序是小型、动态的软件片段，可通过静态或动态方式与设备固件链接。通常情况下，它们采用动态链接方式，这意味着您可以随时下载并将其添加到现有固件中。

SEGGER应用程序由固件中一个小型且高度优化的代码片段（即执行器）来执行，该执行器本质上实现了虚拟CPU的指令集。这一功能扩展了设备的功能性，使其更具通用性，能更好地适应新需求和更新。本质上，应用程序可将您的嵌入式设备转变为一个嵌入式平台！

SEGGER应用程序的一大突出特点是其采用沙箱机制。也就是说，它们在受保护的环境中运行，底层操作系统可对其行为进行监控。如果某个应用程序试图执行不允许的操作，执行器会暂停该应用程序的运行，并返回至固件（调用方），由固件决定如何处理这种情况。这样不会造成任何损害。这确保了即使应用程序内部出现问题，系统的其他部分仍能保持稳定和安全。

基本概念

概念可能有点难以想象，但我们会尽力解释，只需在固件中添加执行器、带有API函数的沙箱，您的设备就可以运行应用程序了。要为应用程序添加功能，可增加相应的API函数。例如，若要添加对文件系统的读取权限，通常需要添加三个函数，如OpenFile（打开文件）、ReadFile（读取文件）、CloseFile（关闭文件）。若要允许写入权限，则需添加WriteFile（写入文件）函数。应用程序的加载方式以及在何种上下文/线程中执行，由固件设计人员决定。

多个应用程序可以同时运行，无论是在同一内核还是不同内核上，均在实时操作系统（RTOS）的控制下。任何RTOS都适用，因为执行器由在RTOS下运行的固件调用（前提是您的固件使用RTOS）。

每个应用程序都可拥有自己的内存空间。如果某个应用程序出现问题（如崩溃），不会影响系统稳定性，这类似于手机或电脑上的应用程序崩溃不会影响系统本身。这使得应用程序甚至可以在安全关键型环境中运行；它甚至能让关键系统的认证过程更简便，因为外围功能（如显示器控制）可转移到应用程序中，而该应用程序则无需纳入认证流程。

内存需求

担心对你的系统来说太大？这些应用程序不仅能增强灵活性，而且内存消耗极小。作为嵌入式固件一部分的执行器，通常仅需600至1000字节。我们有针对ARM优化的版本，以及可移植的C版本，该C版本几乎可在任何设备上运行，包括用于仿真的个人电脑。固件所提供的API函数，通常仅增加1至3KB的内存占用，具体主要取决于您希望向应用程序开放的原生函数。

这意味着嵌入式应用程序（emApps）即使在较小的系统（64KB闪存）上也能顺利运行。该框架可轻松集成到现有固件中。

代码密度

运行这些应用程序的虚拟CPU的代码密度极高，往往高于主机CPU，尤其是在RISC-V环境中。这甚至有助于节省宝贵的程序空间，特别是当应用程序被静态构建到程序中时！

我们为这款虚拟CPU配备了专属的C编译器。通过使用“TO C”转换器，还可使用其他语言，如Basic、Pascal、Python。

内存保护——沙箱机制

应用程序只能使用固件（嵌入式系统运行的程序）分配的内存空间。在应用程序处于活动状态期间，固件会提供相应的内存。任何访问分配内存空间之外区域的尝试都会被拦截，执行器会返回并让调用方（固件）决定如何处理这种情况。

性能

应用程序由固件中一个小型且高度优化的代码片段（即执行器）执行。该执行器本质上实现了虚拟CPU的指令集，我们已为此对其进行了优化：该指令集非常紧凑，因此虚拟CPU执行的指令数量通常远少于主机CPU实现相同功能所需的指令数量，并且它能在任何CPU上高效执行。再加上可将计算密集型任务卸载到主机CPU的能力，其性能通常非常接近主机CPU。

研发背景

我们已将这一创新方法集成到J-Link和Flasher产品线中，因为我们看到了其中的需求。

应用程序的编程可由我们或第三方完成，无需重新编译固件，也不会牺牲性能。任何所需的加密代码都可成为这些应用程序的一部分（我们提供相关库，便于使用）。这样，固件本身就能保持精简且“无加密代码”。其他应用程序可对FPGA进行编程，或对已编程的目标系统进行产品生产后测试。

未来展望

我们将继续把这一技术集成到其他产品中。对于J-Link，未来将能够添加对新CPU的支持。任何人都能做到这一点，即使是SEGGER外部人员也可以。

凭借强大的API以及两个内部设计的单周期软核（“Speedy”）——其运行速度可达200MHz、单周期，不仅可以添加使用JTAG、SWD或cJTAG的其他内核，还能添加复杂的双引脚和单引脚接口。

在Flasher Hub中，一个例子是客户网页服务器，它允许自定义网页用户界面、添加新功能，或简单地将用户界面的语言更改为任何所需语言。

一旦应用程序可用，新的想法便会层出不穷。即使是在强大主机上运行的软件，也能从嵌入式应用程序（emApps）中获益。

它们在沙箱中运行且具有明确定义的API，这一特点使其相较于常规插件更具优势。

我们预见，未来不同行业的众多嵌入式应用都将能利用这一技术。借助应用程序，您可以以安全且可控的方式扩展功能，类似于智能手机上的应用程序。这种方法不仅增强了灵活性，还为第三方开发者提供了为生态系统贡献力量的机会。

我们热切期待嵌入式应用程序（emApps）将如何塑造嵌入式系统的未来，也迫不及待地想让您体验它们带来的益处！

请持续关注更多更新，准备好探索SEGGER嵌入式应用程序（emApps）带来的全新世界吧！如果您有兴趣在商业产品中使用嵌入式应用程序（emApps）并希望了解更多信息，请联系我们：[e-mail]

SEGGER（嵌入式专家）祝您一切顺利！

June 10th, 2025

作者：Rolf Segger

麦克泰技术代理SEGGER全线产品，具有30年的软件开发与调试工具使用方面的知识和经验，关于SEGGER产品的更多信息，欢迎咨询[e-mail]。

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