Verktøy for innebygd programvareutvikling:
Utvikling av innebygde systemer krever et unikt sett med verktøy skreddersydd for de spesifikke begrensningene og egenskapene til målmaskinvaren. Her er et sammenbrudd:
1. Utviklingsmiljø:
* IDE (integrert utviklingsmiljø): Tilbyr en omfattende plattform for kodeskriving, sammenstilling, feilsøking og administrerende prosjekter. Eksempler:
* Eclipse: Populær open source IDE, mye brukt i innebygd utvikling på grunn av dens utvidelighet.
* IAR innebygd arbeidsbenk: Bransjestandard IDE med omfattende verktøy for spesifikke mikrokontrollere.
* Keil Uvision: Populær IDE for ARM -prosessorer, som tilbyr et rikt sett med funksjoner.
* Visual Studio Code: Kraftig, lett og tilpassbar redaktør, ofte brukt med utvidelser for innebygd utvikling.
* Cross-Compilers: Verktøy som kompilerer kode for en annen målarkitektur enn utviklerens maskin.
* Bygg automatiseringssystemer: Strømlinjeforme byggeprosessen og administrere avhengigheter. Eksempler:
* Make: Klassisk, kommandolinje byggeverktøy.
* cmake: Cross-Platform Build-system for å håndtere avhengigheter og bygge prosjekter.
* gnu autotools: Samling av verktøy for å bygge og installere programvarepakker.
2. Feilsøkingsverktøy:
* i kretsemulatorer (ICE): High-end feilsøkingsverktøy som gir fullstendig kontroll over målmaskinvaren, noe som gir mulighet for sanntidsanalyse og feilsøking.
* JTAG -feilsøking: Standard grensesnitt for tilkobling til målmaskinvare og feilsøking av innebygde systemer.
* Hardware Breakpoints: Tillat å stoppe utførelsen på spesifikke minneplasser, og hjelper deg med å identifisere problemer med minnetilgang.
* Bruddpunkter for programvare: I likhet med maskinvarepunkter, men implementert av programvare, noe som gir mulighet for kodeutførelseskontroll.
* Profileringsverktøy: Hjelp med å analysere kodeytelse og identifisere flaskehalser for optimalisering.
* logiske analysatorer: Fanger signaler på målmaskinvaren, og gir innsikt i maskinvareatferd og tidsproblemer.
3. Kodebiblioteker og rammer:
* sanntids operativsystemer (RTOS): Administrer ressurser og gi deterministisk planlegging for innebygde systemer. Eksempler:
* freertos: Mye brukte open source RTOS.
* Zephyr Project: Moderne RTO-er med åpen kildekode med fokus på sikkerhet og lav effekt-applikasjoner.
* uc/os-ii: Kommersielle RTO -er med omfattende funksjoner og en lang historie.
* Maskinvare -abstraksjonslag (HAL): Gi et standardisert grensesnitt for å samhandle med spesifikke maskinvarekomponenter, forenkle utviklingen.
* Kommunikasjonsprotokoller: Biblioteker og drivere for forskjellige kommunikasjonsprotokoller som SPI, I2C, UART, Ethernet og Can.
* Grafikkbiblioteker: For å utvikle brukergrensesnitt på enheter med skjermer. Eksempler:
* MicroChip Graphics Library (MPLAB Harmony Graphics Library)
* LVGL (lys- og allsidig grafikkbibliotek)
* Adafruit GFX -bibliotek
* Maskinlæringsbiblioteker: For implementering av AI -applikasjoner på innebygde systemer. Eksempler:
* TensorFlow Lite: Optimalisert for enheter med lav effekt.
* mikropython: Python -tolk for mikrokontrollere, muliggjør enkel bruk av maskinlæringsbiblioteker.
4. Simulering og modelleringsverktøy:
* Software-in-the-loop (SIL): Simulere målmaskinvareatferden i programvare, og tillater tidlig testing og feilsøking.
* Hardware-in-the-loop (HIL): Bruk en sanntidssimulator for å teste den innebygde programvaren med ekte maskinvarekomponenter.
* Modellbaserte designverktøy: Bruk grafiske modeller for å designe og simulere innebygde systemer, forenkle komplekse oppgaver. Eksempler:
* matlab/simulink: Bransjestandardverktøy for modellbasert design.
* LabView: Grafisk programmeringsmiljø med omfattende biblioteker for innebygde systemer.
5. Andre viktige verktøy:
* versjonskontrollsystemer: Sporkode endres og administrere samarbeidsutvikling. Eksempler:
* git: Populær, distribuert versjonskontrollsystem.
* Subversion (SVN): Sentralisert versjonskontrollsystem.
* Dokumentasjonsverktøy: Generer tydelig og omfattende dokumentasjon for det innebygde systemet. Eksempler:
* doxygen: Genererer automatisk dokumentasjon fra kildekodekommentarer.
* Sphinx: Kraftig dokumentasjonsgenerator med støtte for forskjellige formater.
De spesifikke verktøyene som brukes til å utvikle innebygde systemer vil avhenge av faktorer som målplattformen, kompleksiteten i prosjektet og teamkompetanse. Verktøyene som er skissert ovenfor tilbyr imidlertid en omfattende oversikt over nøkkelverktøyene og ressursene som er tilgjengelige for innebygde programvareutviklere.
