Разработка программного обеспечения и отладки микропроцессорного устройства

Другой внутренний цикл, выполняемый параллельно, составляют этапы создания аппаратуры: разработка общей прнципиальной схемы и разводка топологии плат, монтаж макета и его автономная отладка. Эти этапы можно считать завершенными после того, как «оживает» магистраль микропроцессорной системы и через нее можно обратиться к памяти и блокам ввода/вывода. Время выполнения этих этапов зависит от имеющегося набора опробованных функционально-топологических модулей и квалификации разработчика. Распространенными системами проектирования, используемыми на этапе ввода принципиальной схемы и разработки топологии являются ACCEL EDA и OrCad. Эффективность их использования значительно зависит от имеющегося у разработчика объема библиотек используемых элементов.

Этап совместной отладки аппаратуры и программного обеспечения в реальном масштабе времени является самым трудоемким и обязательно требует использования таких высокопроизводительных средств, как схемный эмулятор, эмулятор ПЗУ, логический анализатор и генератор программируемых последовательностей. Выбор одного из перечисленных средств обусловлен используемым методом отладки. Этап завершается, когда аппаратура и программное обеспечение совместно обеспечивают выполнение всех шагов алгоритма работы системы. В конце этапа код программы управления «зашивается» с помощью программатора в энергонезависимую память и проверяется работа контроллера без участия эмулятора. Отладка на этом этапе ведется в лабораторных условия с питанием от источника, обеспечивающего максимальную защиту аппаратуры. Часть внешних источников информации может моделироваться.

Этап интеграции контроллера в изделие заключается в повторении работ по совместной отладке аппаратуры и управляющей программы, но при работе в собственном отсеке изделия, питании от штатного источника, с информацией от штатных устройств и датчиков. Осложнения, как правило, возникают из-за электромагнитной несовместимости исполнительных устройств, разработанных ранее, с микропроцессорной системой управления. Много времени на этом этапе уходит на ликвидацию одиночных сбоев. Эту проблему можно решить с помощью программного резервирования, но только при наличии резерва памяти программ. На этом же этапе проводится и калибровка прибора с занесением параметров во flash-память.

Испытания изделия с микропроцессорным контроллером можно разделить на комплексные и специальные. Особенностью комплексных испытаний является то, что для наблюдением за микропроцессорным контроллеров в реальных условиях не всегда применимы лабораторные средства отладки. Автономные отладочные средства менее развиты и при этом существенно дороже. Специальные испытания (на электромагнитную совместимость, климатические и т.п.) проводятся по обычным методикам. После успешного проведения испытаний появляется файл с окончательной версией кода управляющей программы для программатора или для завода-изготовителя микроконтроллеров, который осуществляет масочное программирование внутренней памяти программ.