言語の解釈的な性質は、実験と迅速な学習を促進するプログラマからのフィードバックを即座に提供します。これらの理由から、Pythonは現在多くの学生やメーカーが学ぶ最初のプログラミング言語となっています。

　一つの欠点は、Pythonが十分なRAMと大容量記憶装置、およびキーボード、大型ディスプレイ、マウスを持ち、総合的なユーザーインターフェースを備えたPCや大型マシン上で動作するように設計されていることです。組み込みプログラミング言語としては設計されていませんでした。しかし、MicroPythonと呼ばれるPython 3プログラミング言語の無駄のない効率的な実装は、マイクロコントローラの制約のあるリソース内で動作するように特別に作成され最適化されています。

　MicroPythonが組み込みプログラミング言語として期待されていることを認識して、オープンソースコミュニティは重大なマイクロコントローラ開発をサポートするために特定のマイクロコントローラと開発ボードに適応させてきました。たとえば、AdafruitはCircuitPythonと呼ばれる独自のMicroPythonフレーバーを開発しました。実験を簡素化し、低コストのマイクロコントローラボード上でプログラミングする方法を学ぶように設計されており、Adafruitの開発ボードで利用可能なマイクロコントローラおよびハードウェアリソースに合わせて調整されています。CircuitPythonは、いくつかのAdafruitの開発ボードにプレインストールされており、他のボードにもインストール可能です。

　Arduino IDEと現在入手可能な多数のArduino開発ボードの勢いと存在感を考えると、なぜ組み込み開発にPythonのバージョンが必要なのかと思われるでしょう。言語を比較すると答えがわかります。

　C++は、古いC言語にオブジェクト指向の機能を持たせて拡張したものです。これらの拡張機能を使用しても、1960年代後半から1970年代初期にかけてベル研究所でKerniganとRitchieによって作成されたC言語の構文を保持しているため、C++コードはやや謎めいています。C言語は、ターゲットプロセッサの機械語命令に簡単にマッピングできるように意図的に設計されています。プログラマの要求よりもマシンの要求の方への偏りは、言語の構文でも明らかです。

　市販のマイクロプロセッサは1971年まで登場しなかったので、C言語はもともとミニコンピュータ用に開発されました。マイクロプロセッサ用のCコンパイラは、1980年代に徐々に有用なツールに進化しました。C++と同様に、Cは常にコンパイル言語です。

　デンマークのコンピュータ科学者であるBjarne Stroustrupは、1979年にC++の開発を始めました。1985年に、彼のこの言語の最初のテキストブックが登場しました。C++は、1998年まで標準プログラミング言語にはなりませんでした。Cと同様に、StroustrupのC++言語はもともと大型のコンピュータを対象としていました。2003年に開発されたArduino IDE(統合開発環境)は、C++をマイクロコントローラにとって有用なものにしました。

　Pythonもオブジェクト指向言語です。Pythonはオランダのプログラマ、Guido van Rossuminによって開発され、1991年に最初にリリースされました。Pythonの構文設計は、コードの読みやすさを重視しています。これは、PythonとC++の大きな違いの1つです。

　書きやすさは、読みやすさと密接に関係していますが、Pythonが好まれるもう1つの特性です。書きやすさは、一般的にPythonがプログラマがより速くアプリケーションを書くことを可能にすると信じられていることを意味します。これにより実験を促進し、プロトタイピングと開発サイクルを短縮することができます。

　2つ目の大きな違いは、Pythonはインタープリタ言語であるということです。これは、1960年代にミニコンピュータ用に初めて登場し、1970年代にマイクロコンピュータの登場で真に開花したBasicプログラミング言語によく似ています。Basicのように、Pythonの解釈的な性質は実験を奨励し、それゆえコンパイルされたプログラミング言語に使用される編集/コンパイル/ダウンロード/実行開発サイクルを省いて学習できます。ただし、Basicとは異なり、Pythonは、Basicが最初に開発されてから登場してきた半世紀にも及ぶコンピュータサイエンスの進歩を取り入れた、最新の高レベルのオブジェクト指向言語です。

　たとえば、Pythonの変数は使用する前に宣言または型指定をする必要はありません。プログラマは、変数が整数か浮動小数点数かを心配する必要もありません。Pythonインタープリタはそれをすべて把握し、実行時に適切な選択をします。

　C++とPythonのもう2つの違いは、文字列処理と句読点です。多くのプログラマは、C++での文字列処理が曖昧でわかりにくいと感じています。Pythonの文字列処理ははるかに単純で、長くBasicの長所と考えられていたBasicの単純でよく知られた文字列処理機能を連想させます。

　同様に、CおよびC++の句読点、特に波括弧({ })は、熟練したばかりのプログラマでも経験豊富なプログラマでさえも頻繁に遭遇する障害の1つです。プログラムには、常に奇数の波括弧があるように感じます。つまり、プログラマは、欠けている波括弧をどこに入れるべきかを見つけるためにコードを詳しく調べなければなりません。Pythonはそのような気難しい句読点を持っておらず、Pythonコードに読みやすさを与えるインデントを使います。

　CやC++のように、Pythonはもともと大型のコンピュータ上で動作するように設計されていました。その結果、この言語はマイクロコントローラのプログラミングで使用するには多すぎるリソースを必要としました。そのため、オーストラリアのプログラマ兼物理学者のDamien Georgeは、マイクロコントローラのより限られたリソースで実行できるMicroPythonと呼ばれるバージョンのPythonを開発しました。Arduino開発ボードはMicroPythonの初期のハードウェアターゲットでした。

　MicroPythonのインタラクティブな機能は、正式にはREPL(read-eval-print-loop)ウィンドウと呼ばれるコマンドインターフェースに集中しています。REPLインターフェースは1970年代と1980年代の基本的なコマンドラインインターフェースに非常に良く似ています。ユーザー入力(単一の式またはステートメント)を受け取り、それらを評価してから、REPLウィンドウを介して結果をユーザーに返すか、ステートメントに埋め込まれたコマンドを実行します。

　REPLインターフェースを使用すると、変数のクエリ、I/Oラインの切り替え、または接続されている周辺機器への文字列の送信を行うことができます。その行は解釈され、エンターキーが押されるとすぐに実行されます。それがインタープリタ言語の本質です。

　このMicroPythonの機能は予備的なプログラミングとデバッグを容易にし、初心者と経験豊富なプログラマの両方にとって言語を使いやすくするMicroPythonの側面の1つです。REPLユーザーインターフェースは、Arduino IDEの古典的な編集 - コンパイル - 実行 - デバッグサイクルと比較して、より速い開発サイクルをサポートします。経験豊富なプログラマでも、MicroPythonのREPLユーザーインターフェースを使用してインタラクティブに新しい周辺機器タイプを試すことができるというメリットがあります。

　各マイクロコントローラには固有の周辺機器セットが用意され、開発ボードもそのリストに追加されています。これらの周辺機器はサポートライブラリを必要とします。これはArduino IDEとMicroPythonの両方に当てはまります。さらに、Adafruitの1655 NeoPixelアドレス指定可能なRGB LEDなどのように、ライブラリのサポートを必要とする多くの周辺機器があります。

　高度なサポートを提供するために、AdafruitはCircuitPythonと呼ばれる独自バージョンのMicroPythonを開発し、同社のいくつかの安価なマイクロコントローラ開発ボードの特定の要件を満たしました。同社はまた、数多くの周辺ライブラリをその膨大なArduinoコレクションからCircuitPythonライブラリに変換し、CircuitPython用の多数の周辺サポートライブラリを備え、その数は益々増え続けています。

　Adafruitは、CircuitPythonを具体的にサポートするために一連のマイクロコントローラ開発ボードを設計しました。これらには次のものが含まれます。

・3333：アドレス指定が可能で制御可能な10個のRGB LEDを備えたCircuit Playground Express(図1)


図1：Adafruitの3333 Circuit Playground Expressには、アドレス指定、制御可能な10個のRGB LEDがあります。(画像提供：Adafruit)

・3500：わずか27mm×15.3mm×2.75mmのTrinket M0開発ボード(図2)


図2：Adafruitの3500 Trinket M0開発ボードは、わずか27mm×15.3mm×2mmです。(画像提供：Adafruit)

・3501：Gemma M0は、およそ25セント硬貨の大きさで、USBポートまたは別のバッテリポートから電力を供給することが可能(図3)


図3：Adafruitの3501 Gemma M0は、およそ25セント硬貨の大きさで、USBポートまたは別のバッテリーポートから電源を供給できます。(画像提供：Adafruit)

・3403：Feather M0 Expressは、カスタム回路用の小さなブレッドボード領域を備えた開発ボード(図4)


図4：Adafruitの3403 Feather M0 Express開発ボードには、カスタム回路用の小さなブレッドボード領域があります。(画像提供：Adafruit)