如今使用各种微处理器和微控制器面临更大的挑战，致使设计团队必须适应不同的周边设备、运算吞吐量、电源管理系统等。本文叙述运用跨平台嵌入式GUI开发框架，如何将类似的使用者介面应用於各种元件，并协助工程师在微控制器和微处理器之间进行移转。

使用各种微控制器（MCU）和微处理器（MPU）的团队如何节省资源并优化作业流程? 意法半导体（STMicroelectronics；ST）合作夥伴计划成员Crank Software提供了一个解决方案。这家总部位於加拿大的全球性公司以其跨平台嵌入式GUI（Graphical User Interface；图形使用者介面）开发框架Storyboard而闻名。

Storyboard使得开发人员能够打造出精美且引人入胜的介面，开发者甚至可以利用STM32 MCU和MPU的示范影像，在几分钟内开始测试环境，而这些示范影像也是展现该框架如何将类似的使用者介面应用於各种元件，并协助工程师在MCU和MPU之间移转的绝隹范例。

移转的挑战

图一 : 工程师可以根据客户需求客制化系统，而不是将所有人强行纳入特定系统。

使用多种元件有许多优势。工程师可以根据客户需求客制化系统，而不是将所有人强行纳入特定系统。然而，使用各种微处理器和微控制器也带来了更大的挑战，例如将专案移植到不同平台上。因此，团队必须适应不同的周边设备、运算吞吐量、电源管理系统等。Crank提供了一个解决方案。藉由其框架，使用者可以开发一个跨越多种设备的应用程式。开发人员可以因此节省成本、缩短上市时间，并享有更大的灵活性。

Storyboard与STM32

使用不同硬体平台常见的挑战之一是需要重写程式，以适应不同的周边设备、硬体 IP 和记忆体配置等。这是一项耗时的工作，这也是为什麽许多公司不轻易尝试。此外，即使应用程式能够在多平台上运行，开发者仍然需要对其进行优化，这在资源受限的系统中尤为重要。Crank利用针对特定平台的runtime engine和Storyboard，将优化负担转移到运行引擎上。透过选择适合的??件，开发人员可以微调其模组，避免浪费资源。

具体来说，Crank框架可以利用像ST的ChromART IP，或依据应用程式的需求调整的记忆体占用大小。使用这个框架，从MCU迁移到MPU也变得更加简单，因为该框架会适应新的架构。例如，STM32MP1系列中的某些版本配备3D加速器，可以打造出更丰富的介面效果；而一些具有成本效益的STM32MP1版本则没搭载GPU，但透过使用Storyboard，工程师无需担心这些差异，产品也能更快导入市场。同样地，从MPU移转至MCU也变得更轻松，因为引擎可以解决作业系统、RAM管理等层面的差异。

图二 : Crank利用针对特定平台的runtime engine和Storyboard，将优化负担转移到运行引擎上。（source：Crank）

Storyboard vs. Validator

在Storyboard的最新版本中，Crank增加了Validator，这是一个整合式自动化测试框架，让开发者能够将整个或部分 GUI 与基准图像进行比对。该框架因此确保了多次运行之间的一致性，或辨识在不同硬体上运行的差异。此外，它还能帮助开发者在硬体变更後，追踪某些任务执行时间的变化（性能测试）。

文件团队随後可以使用相同的萤幕截图，这不仅大幅节省时间，还能确保使用最新的截图。由於开发者必须不断更新和调整介面，这不仅简化团队之间的协作，还可以避免使用者在阅读手册或指南时不再因过时的UI而烦恼。

Validator 还提供录制自动化 GUI 测试影片的功能，这让记录故障状态变得更加容易。当测试序列成功时，影片可以作为功能测试的示范影片。因此，展示新功能或制作使用教学变得更加轻松。由於这个工具能产生在电脑模拟器中执行的 MP4 录影画面，开发者无需对着萤幕拍摄而出现闪烁或失真现象，其提高了影片制作的品质，让展示效果更加细致。

Storyboard与产业应用

Storyboard 弹性的另一个典型例子是其支援 Lua 脚本回呼（callback）功能。开发者在使用 MPU 时，通常会选择 Lua，因为它运行速度快且功能强大。然而，Storyboard 也提供了切换至 C 语言函式回呼的选择，以适应记忆体资源较为有限的 MCU。这个功能展现了 Storyboard 如何透过固定资料模型来呈现萤幕上的元素，而不是依赖程式码生成系统。Crank 的设计理念突显了这个框架的高度弹性，为开发全新应用开启了更多可能性。

Crank 分享了该团队观察到的现象：许多入门系统的开发者开始利用影片提升使用者体验。透过萤幕显示及翻页式介面，他们可以展示某些功能的使用方式。以往，这在 MCU 上会有执行困难，因为资源消耗过大，开发者若是从较高效能系统移植至更具成本效益的 MCU，往往会遇到挑战。

同样地，过去依赖微处理器来做为音讯介面的制造商，现在也倾向使用 STM32 MCU。如今，透过在 STM32 MCU 上使用 Storyboard，工程师可以大幅提升体验，而无需依赖昂贵的微处理器，并进一步控制物料成本。

反过来说，以前仅依赖 STM32 MCU 的 IoT 产品，如今开始使用 STM32MP1，以获得更多运算资源，搭配 Storyboard 来简化转换流程并缩短上市时间。尤其现在 STM32MP1 已经可以运作即时作业系统，进一步拉近了与 MCU 之间的差距。工程师能够在享受 MPU 强大运算能力的同时，使用与 STM32 MCU 相同的工具和作业系统。在这种情况下，Storyboard 也能帮助团队过渡到更具成本效益的系统，以打开辟新的市场。

从概念验证到产品推出的旅程

初期应该做和不应该做的事

当与 Crank 讨论时，该公司向工程师们提出了一些建议。其中一项建议是从建置影像档开始。团队很容易在文件编写或实践过程中遇到障碍，而评估板能解决这些问题，因为它提供了可重复使用的概念验证范例。这些范例能够加速专案启动，让设计师能够早期测试他们的 GUI，以取获得宝贵的反??意见，加速开发进度。

Crank强调，选择一个共同的起始平台进行所有专案能降低摩擦，通常在熟悉的环境中开始会更简单且更有效率，之後再定义应用程式的规格，远比一开始就猜测程式所需的功能来得明智。

站在巨人的肩膀上

另一项重要的建议是要注意潜在的复杂性。有些公司可能不愿意使用像 Storyboard 这样的工具，选择从头开始开发。然而，ST 与 Crank 紧密合作，因为我们深知优化操作可能会变得复杂。

透过合作，任何使用 STM32 产品的团队都能在不需要耗费数月甚至数年的情况下，充分挖掘产品的潜力。这也让团队能将精力放在与客户合作上，开发出真正具有差异性的功能。此外，使用 Storyboard 还能确保团队无需重新编译程式码库，就可以将 GUI 迁移到不同的平台。