Verktyg för inbäddad mjukvaruutveckling:
Att utveckla inbäddade system kräver en unik uppsättning verktyg som är anpassade till de specifika begränsningarna och egenskaperna hos målhårdvaran. Här är en uppdelning:
1. Utvecklingsmiljö:
* IDE (integrerad utvecklingsmiljö): Ger en omfattande plattform för kodskrivning, sammanställning, felsökning och hantering av projekt. Exempel:
* eclipse: Populär öppen källkods-IDE, allmänt används i inbäddad utveckling på grund av dess utdragbarhet.
* iar inbäddad arbetsbänk: Branschstandard IDE med omfattande verktyg för specifika mikrokontroller.
* keil uvision: Populära IDE för ARM -processorer, som erbjuder en rik uppsättning funktioner.
* Visual Studio Code: Kraftfull, lätt och anpassningsbar redaktör, ofta används med tillägg för inbäddad utveckling.
* tvärföretag: Verktyg som sammanställer kod för en annan målarkitektur än utvecklarens maskin.
* Bygg automatiseringssystem: Strömlinjeforma byggprocessen och hantera beroenden. Exempel:
* make: Klassiskt, kommandoradsbyggnadsverktyg.
* cmake: Korsplattform byggsystem för att hantera beroenden och bygga projekt.
* gnu autotools: Insamling av verktyg för att bygga och installera programvarupaket.
2. Felsökningsverktyg:
* in-Circuit Emulators (ICE): High-end felsökningsverktyg som ger fullständig kontroll över målhårdvaran, vilket möjliggör analys och felsökning i realtid.
* JTAG -felsökare: Standardgränssnitt för att ansluta till målmaskinvara och felsökade inbäddade system.
* Hårdvarubrytningspunkter: Tillåt att stoppa exekveringen på specifika minnesplatser och hjälpa till att identifiera problem med minnesåtkomst.
* Programvaruuppgifter: Liknar hårdvarubrytningspunkter, men implementerade av programvara, vilket möjliggör kodekontroller.
* Profilverktyg: Hjälp till att analysera kodprestanda och identifiera flaskhalsar för optimering.
* Logic Analyzers: Fånga signaler på målhårdvaran, vilket ger insikt i hårdvarubeteende och timingproblem.
3. Kodbibliotek och ramverk:
* realtidsoperativsystem (RTO): Hantera resurser och ge deterministisk schemaläggning för inbäddade system. Exempel:
* freertos: Open-källkods RTO:er.
* zephyr Projekt: Moderna RTO:er med öppen källkod med fokus på säkerhets- och lågkraftsapplikationer.
* uc/OS-II: Kommersiella RTO:er med omfattande funktioner och en lång historia.
* Hårdvaruabstraktionslager (HAL): Ge ett standardiserat gränssnitt för att interagera med specifika hårdvarukomponenter, förenkla utvecklingen.
* Kommunikationsprotokoll: Bibliotek och drivrutiner för olika kommunikationsprotokoll som SPI, I2C, UART, Ethernet och CAN.
* Grafikbibliotek: För att utveckla användargränssnitt på enheter med skärmar. Exempel:
* Microchip Graphics Library (MPLAB Harmony Graphics Library)
* LVGL (Light and Versatile Graphics Library)
* Adafruit GFX -bibliotek
* Maskininlärningsbibliotek: För implementering av AI -applikationer på inbäddade system. Exempel:
* Tensorflow Lite: Optimerad för enheter med låg effekt.
* Micropython: Python -tolk för mikrokontroller, vilket möjliggör enkel användning av maskininlärningsbibliotek.
4. Simulerings- och modelleringsverktyg:
* Software-in-the-loop (SIL): Simulera målhårdvarubeteendet i programvara, vilket möjliggör tidig testning och felsökning.
* Hårdvara-i-slingan (hil): Använd en realtidssimulator för att testa den inbäddade programvaran med riktiga hårdvarukomponenter.
* Modellbaserade designverktyg: Använd grafiska modeller för att designa och simulera inbäddade system, förenkla komplexa uppgifter. Exempel:
* Matlab/Simulink: Branschstandardverktyg för modellbaserad design.
* LabView: Grafisk programmeringsmiljö med omfattande bibliotek för inbäddade system.
5. Andra viktiga verktyg:
* Versionskontrollsystem: Spårkod ändras och hanterar samarbetsutveckling. Exempel:
* git: Populärt, distribuerat versionskontrollsystem.
* Subversion (SVN): Centraliserat versionskontrollsystem.
* Dokumentationsverktyg: Generera tydlig och omfattande dokumentation för det inbäddade systemet. Exempel:
* doxygen: Genererar automatiskt dokumentation från källkodkommentarer.
* sphinx: Kraftfull dokumentationsgenerator med stöd för olika format.
De specifika verktygen som används för att utveckla inbäddade system beror på faktorer som målplattform, projektets komplexitet och teamkompetens. Verktygen som beskrivs ovan erbjuder emellertid en omfattande översikt över de viktigaste verktygen och resurserna som finns tillgängliga för inbäddade mjukvaruutvecklare.
