Уровень: Основной текст

Средства программирования микроконтроллеров

Особенности программирования микроконтроллеров и процессоров цифровой обработки сигналов

Общие особенности

Особенность написания и отладки программного обеспечения для однокристальных микро-ЭВМ (микроконтроллеров) и процессоров цифровой обработки сигналов (ЦПОС) состоит в том, что для этого, как правило, совершенно недостаточно иметь системы, состоящей только из программируемого микроконтроллера или ЦПОС. Это связано с тем, что,

• во-первых, как правило, ресурсов микроконтроллера (объема памяти, быстродействия) не достаточно для размещения и функционироввания даже простейших сервисных программ (редактора текста, транслятора и отладочного монитора) необходимых для написания и отладки программы, если она даже будет нвписана на Ассемблере;
• во вторых, некоторые архитектурные особенности (раздельные области памяти для хранения программ и данных, устройства защиты памяти программ) микроконтроллеров затрудняют или делают просто невозможным редактирование (написание, отладку) программ, по которым они работают.

Все это заставляет при разработке программ для микроконтроллеров использовать специальные средства - называемыми инструментальными средствами разработки и отладки .

В случае построения средств разработки и отладки на базе универсального компьютера становится возможным существенно облегчить разработку программ - использовать языки высокого уровня - C, Паскаль, построить дружественный интерфейс, использовать принципы объектного и визуального программирования и пр. Рассмотрим различные варианты построения инструментальных средств разработки и отладки.

Типы инструментальных средств разработки и отладки программ для микроконтроллеров и процессоров цифровой обработки сигналов

К числу основных инструментальных средств отладки относятся:

• Внутрисхемные эмуляторы;
• Программные симуляторы;
• Платы развития;
• Мониторы отладки;
• Эмуляторы ПЗУ.

Данный список не исчерпывает всех типов существующих инструментальных средств отладки. Кроме указанных, существуют и комбинированные устройства и наборы, которые позволяют компенсировать недостатки основных средств, взятых порознь.

Типичные функциональные модули средств разработки и отладки.

Любое из перечисленных инструментальных средств состоит из нескольких взаимодействующих (программных либо аппаратных) функциональных модулей. Каждый из них обеспечивает определенный круг сервисных услуг при разработке и отладке программ. Некоторые из модулей специфичны для того или иного типа инструментальных средств разработки, другие используются во практически во всех вариантах систем разработки программ для микроконтроллеров.

Как минимум, система разработки содержит следующие функциональные блоки

• Отладчик;
• Узел эмуляции микроконтроллера;
• Эмуляционная память;
• Подсистема точек останова.

Более продвинутые модели могут содержать дополнительно:

• Процессор точек останова;
• Трассировщик;
• Профилировщик (анализатор эффективности программного кода);
• Таймер реального времени;
• Программно-аппаратные средства, обеспечивающие возможность чтения и модификации ресурсов эмулируемого процессора «на лету», т.е. в процессе выполнения программы пользователя в реальном времени;
• Программно-аппаратные средства, обеспечивающие синхронное управление, необходимое для эмуляции в мультипроцессорных системах;
• Интегрированную среду разработки.