基于MA35D03F8的嵌入式Linux系统开发与Lua脚本化测试方案

1. 硬件平台选型与系统架构

本次项目选用新唐（Nuvoton）MA35D03F8作为核心处理器，该芯片基于ARM Cortex-A35架构，具有低功耗、高性能的特点，适用于工业控制与自动化测试场景。系统采用Linux（基于Buildroot定制）作为操作系统，针对嵌入式环境进行了深度优化，确保稳定性和实时性需求。

2. 系统软件架构

2.1 系统构建与定制

  • 采用Buildroot构建轻量级Linux系统，裁剪不必要的模块，优化启动时间与存储占用。
  • 集成SWUpdate实现固件的安全在线更新（OTA），支持A/B分区备份与回滚机制，确保系统可靠性。
  • 部署NFS与FTP服务器，便于远程调试与文件传输，提高开发效率。

2.2 底层驱动开发

  • 完成ADC/DAC驱动开发，支持模拟信号采集与输出，满足电池测试设备的数据采集需求。
  • 基于Linux IIO（Industrial I/O）框架或自定义字符设备驱动，实现高精度数据读取。

2.3 应用层开发

  • C语言主控程序：负责设备管理、数据采集、通信协议（如Modbus/UART）等核心功能。
  • Lua脚本引擎集成：将Lua解释器嵌入C程序，实现动态脚本控制，提升测试流程的灵活性。

3. Lua脚本化测试方案

3.1 Lua在嵌入式测试中的优势

Lua以其轻量级、高效、易嵌入的特性，成为嵌入式领域的“Python替代方案”。在本项目中，Lua用于：

  • 测试流程脚本化：编写可配置的测试逻辑，如充放电控制、数据采样、阈值判断等。
  • 动态调整参数：无需重新编译固件，通过修改Lua脚本即可调整测试策略。
  • 自动化测试：结合C程序调用Lua API，实现测试序列的自动执行与结果记录。

3.2 典型Lua测试脚本示例

-- 电池充放电测试脚本
local adc = require("adc")  -- 加载ADC驱动接口
local dac = require("dac")  -- 加载DAC驱动接口

-- 初始化测试参数
local charge_current = 1.0  -- 充电电流 (A)
local discharge_voltage = 3.7  -- 放电截止电压 (V)

-- 执行测试流程
function run_test()
    print("开始电池测试...")

    -- 阶段1: 恒流充电
    dac.set_current(charge_current)
    while adc.read_voltage() < 4.2 do  -- 未达满电电压
        print("充电中，当前电压:", adc.read_voltage())
        os.execute("sleep 1")  -- 延时1秒
    end

    -- 阶段2: 恒压放电
    dac.set_voltage(discharge_voltage)
    while adc.read_current() > 0.1 do  -- 电流低于阈值停止
        print("放电中，剩余容量:", estimate_capacity())
        os.execute("sleep 1")
    end

    print("测试完成！")
end

-- 启动测试
run_test()

3.3 实现方式

  • Lua与C交互：使用Lua C API（如luaL_newstate、lua_pcall）实现C程序调用Lua脚本。
  • 扩展Lua模块：封装ADC/DAC操作为Lua函数，提高脚本可读性。
  • 日志与错误处理：结合syslog记录测试数据，异常时触发C层回调。

4. 总结与展望

本项目基于MA35D03F8 + Linux + Lua构建了一套高灵活性的电池测试系统，实现了：
✅ 硬件驱动（ADC/DAC）
✅ 系统优化（Buildroot + SWUpdate）
✅ 脚本化测试（Lua动态控制）

未来可扩展方向：

  • 增加AI预测（如基于Lua调用轻量级ML模型预测电池寿命）。
  • 支持云端数据同步（通过MQTT/HTTP上传测试报告）。
  • 优化实时性（结合RT-Linux或RT-Thread补丁）。

该方案不仅适用于电池测试设备，还可推广至其他自动化测试场景，具有较高的工程应用价值。

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