Засоби розробки і налагодження програмного забезпечення
Після того як розробником були розподілені функції мікропроцесорної системи між апаратної і програмної її частинами, їх розробка до певного моменту може проводитися автономно.
Традиційним мовою програмування для МПС, що працюють в реальному масштабі часу (а саме до цього класу належить більшість систем управління, збору і обробки інформації на базі однокристальнихмікроконтролерів і ЦСП), є Асемблер. В даний час в розпорядження розробників практично повсюдно надається також компілятор з мови Сі. а іноді Сі ++ і навіть Паскаля. Як правило, в цьому випадку використовуються спеціальні оптимізують компілятори, але навіть вони не завжди дозволяють написати прийнятну за часом виконання і обсягом пам'яті програму, що викликає необхідність їх доопрацювання на Асемблері.
Якщо програми попередніх типів використовуються при будь-якому процесі програмування, то симулятори є специфічним програмним засобом, використовуваним в процесі проектування МПС.
Симулятор надають користувачеві можливість виконати тестування і налагодження розробленого програмного забезпечення на програмно-логічної моделі мікропроцесора.
Симулятор дозволяють запустити програму і повністю простежити її виконання. Завантаживши програму в симулятор. користувач має можливість запускати її в покроковому або безперервному режимах, задавати умовні або безумовні точки зупинки, контролювати і вільно модифікувати вміст комірок пам'яті і регістрів моделируемого мікропроцесора.
Симулятор охоплює відразу кілька процесорів одного сімейства. Вибір конкретного типу МП серед моделей сімейства забезпечується відповідними опціями меню. При цьому моделюється робота ЦП, всіх портів введення / виводу, переривань і іншої периферії.
Спочатку налагодження програм з використанням симуляторів велася на рівні машинних команд в символьних позначеннях регістрів.
До складу сучасних симуляторів входять також отладчики на мовах високого рівня, оскільки в комплект розробника, як правило, входить і відповідний компілятор.
Основна перевага симуляторів полягає в тому, що, оскільки вони не вимагають наявності реальних апаратних засобів, розробка програмного забезпечення може йти паралельно з їх розроб боткой.
Головним недоліком цього підходу є те, що, оскільки моделювання здійснюється програмним способом, налагоджують програму виконується не в реальному масштабі часу. При цьому всі сигнали введення / виведення повинні генеруватися спеціальними підпрограмами, розробленими для імітації периферійних пристроїв. Однак існує думка, що добре написаний симулятор дає досить точне уявлення про роботу програми цільового МП, включаючи її тимчасові характеристики.
Спочатку симулятори створювали самі розробники МП БІС і продавали їх за дуже низькою ціною або навіть поставляли безкоштовно, для того щоб потенційні користувачі могли заздалегідь познайомитися з особливостями нових схем і почати розробку ПО для них до появи на ринку достатньої кількості нових БІС. Нині симулятори поставляє безліч виробників емуляторів і компіляторів, в той час як традиційні постачальники - виробники інтегральних схем - вважають за краще залишати цей ринок.
Комплексне налагодження мікропроцесорних систем
Як правило, мікропроцесорна система на основі МК або ЦСП - це система реального часу, тобто коректність її функціонування залежить від часу виконання окремих програм і швидкості роботи апаратури. Тому система вважається налагодженої після того, як робочі програми правильно функціонують на дійсною апаратурі системи в реальних умовах.
Додатковим властивістю, яким повинні володіти кошти комплексної налагодження порівняно з засобами автономної налагодження, є можливість управління поведінкою МШС та збору інформації про її поведінку в реальному часі.
Ці засоби дозволяють вести розробку і налагодження, поступово ускладнюючи апаратуру і програми. При цьому розробка, виготовлення та налагодження проводяться поетапно з наростанням складності. Нові блоки апаратури і програми вводяться в створювану систему, приєднуючись до перевіреної її частини.
На етапі комплексного налагодження мікропроцесорної системи використовуються наступні основні прийоми:
- покрокове відстеження поведінки системи;
- останов функціонування системи при виникненні певної події;
- читання і зміна вмісту пам'яті або регістрів системи в момент зупинки;
- відстеження поведінки системи в реальному часі.
Всім цим умовам в найкращій мірі задовольняють повнофункціональні внутрісхемние емулятори.
Короткі підсумки. У лекції розглянуті процес тестування і налагодження мікропроцесорних систем, специфіка МП БІС і мікропроцесорної системи в цілому як об'єкта контролю. Визначено особливості контролю і налагодження МПС на різних етапах життєвого циклу. Представлені інструментальні засоби, що використовуються як для автономного тестування і налагодження апаратних і програмних частин МПС, так і для їх комплексного налагодження в умовах реального функціонування.