Комп’ютерні записи

“Програмно-інструментальні засоби розробки й налагодження”

Переваги сучасних засобів розробки

Ще яких-небудь 15-20 років тому найпоширенішим способом створення макета (прототипу) майбутнього пристрою був “живий”: підібравши електронні компоненти, розроблювач брав у руки паяльник і збирав на макетних платах окремі вузли або пристрій у цілому. Потім починався процес налагодження: виправлення помилок принципової схеми, установка режимів роботи, уточнення параметрів застосовуваних компонентів і т.д. Цей варіант не втратив своєї актуальності й донині, але застосовується зараз тільки при розробках щодо простих пристроїв, при виробництві одиничних екземплярів і при обмеженому бюджеті розробки. Але якщо на перший план виходять такі критерії, як швидкість, зручність і надійність розробки, то без професійних засобів не обійтися. До переваг використання засобів розробки можна віднести:
зменшення часу виходу готової продукції;
зменшення матеріальних витрат і ризику при розробці;
використання власних ресурсів для прискорення розробки;
вільне використання власних розробок надалі;
доступність найпростіших вихідних кодів для швидкого освоєння й ознайомлення з новим приладом.
Класифікація засобів розробки

По функціональному призначенню засобу розробки можна класифікувати в такий спосіб:
Оцінні й демонстраційні плати (Evaluation & demonstration board).
Дозволяють швидко ознайомитися з тим або іншим приладом або сімейством приладів і в короткий термін розробити на ньому пристрій.
Внутрісхемні емулятори ( In-circuit emulator).
Найбільш потужні й універсальні отладочные інструменти, що представляють собою набір апаратно-програмних засобів і що дозволяють заміщати собою эмулируемый мікроконтролер у реальній схемі.
Програмні симуляторы (Simulator).
Програмні засоби, здатні імітувати роботу мікроконтролера і його пам’яті.
Отладчики (Debugger).
Свого роду міст між розроблювачем і отлаживаемым пристроєм, що дозволяє користувачеві одночасно контролювати хід виконання програми й бачити відповідність між вихідним текстом, образом програми в машинних кодах і станом всіх ресурсів эмулируемого мікроконтролера.
Емулятори ПЗУ (ROM emulator).
Програмно-апаратні засоби, здатні заміщати ПЗУ на отлаживаемой платі шляхом підстановки замість нього ОЗУ й завантаження програми за допомогою комп’ютера через один зі стандартних інтерфейсів.
Программаторы (Programmer).
Пристрою, що дозволяють програмувати м/с пам’яті, мікроконтролери й програмувальні логічні інтегральні схеми.
Інтегровані середовища розробки (Integrated Development Environment).
Реальні засоби розробки часто поєднують у собі різні функції й режими роботи. Тому зручніше розрізняти засобу розробки по типі приладу (серії приладів), на роботу з яким вони орієнтовані. Найбільш численна група засобів розробки розрахована на роботу з мікроконтролерами, без яких зараз рідко обходиться створення нових пристроїв. У цей час найбільшою популярністю в Росії користуються мікроконтролери таких виробників як Atmel, Microchip, Motorola, Philips, STMicroelectronics, Texas Instruments.

Cредства розробки для мікроконтролерів фірми Atmel

ICE200 - внутрісхемний емулятор фірми Atmel для налагодження пристроїв на МК сімейства AVR (ATtiny12, AT90S2313, AT90S2333/4433, AT90S4414/8515, AT90S4434/8535). Емулятор підключається до отлаживаемому пристрою за допомогою спеціальної эмуляционной голівки й може використовуватися із платами, на яких установлені панельки DIP8, DIP20, DIP28 і DIP40.
ATJTAGICE - внутрісхемний JTAG емулятор з фоновим налагодженням користувальницької програми, що може бути використаний у якості внутрісхемного программатора для мікроконтролерів AVR, що мають JTAG-Інтерфейс.
ATSTK500 - отладочная система, що полегшує роботу з AVR-Мікроконтролерами й обеспечивающая підтримкою програмування через паралельний і послідовний інтерфейси. Додатково система може бути використана в якості ISP-Программатора. Використовуючи інтегроване середовище розробки AVR Studio (починаючи з 3.2 або вище), ATSTK500 забезпечує режими симуляції й емуляції, а також внутрісхемне програмування AVR-Мікроконтролера.
ATSTK501 - модуль розширення до ATSTK500, що дозволяє збільшити список підтримуваних пристроїв із сімейства AVR: ATmega64, ATmega103, ATmega128.
ATSTK502 - модуль розширення, розроблений для введення в ATSTK500 підтримки мікроконтролерів ATmega169. В ATSTK502 входять рознімання, перемички й апаратні засоби для повної підтримки всіх особливостей mega169, у т.ч. керування убудованим ЖКИ.

Cредства розробки для мікроконтролерів фірми Microchip

DV164005 (MPLAB® ICD2) - внутрісхемний отладчик/программатор для МК серії PICmicro® , що працює майже з усіма Flash-Мікроконтролерами серій PIC12F, PIC16F, PIC18F і dsPIC30F під керуванням безкоштовного й обновлюваного універсального середовища розроблювача MPLAB IDE. Для підтримки знову, що з’являються мікроконтролерів, є можливість відновлення ПО.
DM163014 (PICDEMTM 4) - демонстраційна плата для вивчення NanoWatt-Мікроконтролерів з функціями заощадження енергії із сімейств PIC16F і PIC18F в 8-8-, 14- і 18-вивідних корпусах. Плата також підтримує підключення внутрісхемного отладчика MPLAB® ICD2 що дозволяє швидко налагоджувати користувальницькі програми й програмувати мікроконтролер.
DM163022 (PICDEM 2 Plus) - удосконалена демонстрационно-отладочная плата для Flash-Мікроконтролерів серій PIC16хххх, PIC18хххх в 18-, 20- і 40-вивідних корпусах. У комплект входить демонстраційна програма для PIC18F452, що дозволяє перетворити PICDEM 2 Plus у годинники реального часу й кімнатний термометр із висновком інформації на убудований ЖКИ.
DM183020 - недорога демонстраційна плата, що ідеально сполучається із внутрісхемним отладчиком MPLAB® ICD2 для тих, хто хоче оцінити можливості й продуктивність High-End лінійки 8-ми бітних мікроконтролерів PIC18Fxx20.
DV164101 - недорогий стартовий набір для освоєння Flash-Мікроконтролерів серії PICmicro 12F629, 12F675, 16F630 і 16F676. Містить у собі плату PICkitTM1, що підключається до комп’ютера по USB-Інтерфейсі й може використовуватися в якості отладчика й программатора. Вхідний у комплект CD-ROM містить необхідне ПО, інтегровану середовище розроблювача MPLAB IDE, компілятор З HI-TECH PICC LiteTM і приклади програм.

Cредства розробки для мікроконтролерів фірми Motorola

DSP56F803EVM - оцінний набір для ознайомлення з архітектурою лінійки 56800 і демонстрирующий можливості гібридного мікроконтролера DSP56F803. Наявність убудованого порту JTAG/OnCE дозволяє налагоджувати завантажену в МК або в зовнішню пам’ять програму користувача.
MC56F8300DSK - демонстрационно-стартова плата для гібридних мікроконтролерів серії 56F8300. На платі встановлені МК 56F8323 із продуктивністю 60 MIPS і новий датчик електричного поля MC33794 для безконтактного виявлення об’єкта і його переміщення в просторі. На платі також реалізований JTAG-to-LPT конвертер, що спрощує налагодження програм користувача. Отладочный комплект MC56F8300DSK включає всі необхідні складові для початку роботи, у т.ч. CD з пакетом ПО CodeWarrior Development Studio з безкоштовною ліцензією для програм, обсяг яких не перевищує 16Kбайт.
M68DEMO908QT4 - демонстраційна плата для МК сімейства Nitron (HC908Qx), що дозволяє створювати новий код програми на асемблері або Си, використовуючи безкоштовне ПО CodeWarriorTM Development Suite for HC08, налагоджувати код у реальному часі й програмувати МК.

Cредства розробки для мікроконтролерів фірми Philips

EPM900 - внутрісхемний емулятор і паралельний программатор для МК сімейства P89LPC9xx Philips. На платі встановлений МК P89LPC932, що по своїх ресурсах перекриває інші МК цієї серії: P89LPC920/ 921/ 922 / 930/ 931. Для підключення цих мікроконтролерів на платі EPM900 передбачений інтерфейс із цільовою системою або з адаптером для програмування.
PE-ICD900 - внутрісхемний емулятор/программатор для мікроконтролерів сімейства LPC900 Philips.

Cредства розробки для мікроконтролерів фірми Texas Instruments

MSP-FET430P410 - потужний інструмент для програмування МК MSP430F412 і MSP430F413 з Flash-Пам’яттю. Программатор поставляється в супроводі інтегрованого програмного середовища - “IAR Kickstart”, що включає: асемблер, трассировщик, симулятор, низкоуровневый отладчик і обмежений по розмірі коду Си компілятор.
MSP-PRGS430 - послідовний программатор другого покоління з функцією внутрісхемного програмування МК серії MSP430 FLASH, OTP або UV-EPROM.
ES149 - отладочная плата, що дозволяє розроблювачеві швидко освоїти можливості мікроконтролера фірми Texas Instruments MSP430F149. Плату можна підключати до программатору MSP-PRGS430.

Інтегровані середовища розробки для мікроконтролерів

У цей час все більшу популярність завойовують так звані інтегровані середовища розробки (Integrated Development Environment) - сукупність програмних засобів, що підтримує всі етапи розробки програмного забезпечення до її компіляції й налагодження, що забезпечує проста й швидка взаємодія з іншими інструментальними засобами. Прикладом може служити інтегрований пакет “Project” (Фірма Фитон) - об’єднання внутрісхемного емулятора, програмного отладчика-симулятора, компіляторів, текстовий редактор, менеджера проектів і программатора у вигляді єдиної “інтелектуальної” середовища розробки. На сьогоднішній день розроблені й поставляються пакети “Project”, що підтримують розробку й налагодження систем на базі мікроконтролерів сімейств: 8051, MCS-196, PICmicro, AVR Atmel, MSP430 Texas Instruments, Xemics, Sensory.

Засобу розробки для цифрових сигнальних процесорів (ЦСП)

Це найбільш складний і дорогий клас пристроїв, що пояснюється не тільки високою вартістю самого процесора, але й потребою в різних периферійних пристроях, без яких можливості ЦСП не будуть використані в розроблювальній системі з максимальною ефективністю. Як периферія можуть виступати: різні типи пам’яті обсягом до декількох мегабайт, апаратна реалізація різних інтерфейсів з підтримкою відповідних протоколів, включаючи USB і Ethernet, зовнішні АЦП і ЦАП з різною розрядністю, усілякі датчики й джерела опорних напруг, стабілізатори напруг для харчування цифрового ядра ЦСП і аналогових ланцюгів, і ін.
KIT-761119A-LF2407 - автономна плата eZdsp LF2407 DSK, що дозволяє розроблювачеві вивчити можливості цифрового сигнального процесора TMS320LF2407 фірми Texas Instruments і визначити, чи відповідає він його вимогам. Завдяки убудованій оперативній пам’яті програм і даних обсягом 32Кб можливе рішення самого широкого спектра завдань. Спрощення розробки коду й скорочення часу налагодження забезпечується символічним асемблером і віконним отладчиком. Убудоване рознімання JTAG забезпечує підключення до емуляторів, що працюють із іншими отладчиками. Всі висновки процесора доступні користувачеві. Сумісність із C2000 Code Composer від Texas Instruments.
TMDSDSK 5416-OE - недорогий стартовий набір для прискорення розробки й налагодження додатків на базі цифрових сигнальних процесорів сімейства TMS320C54x фірми Texas Instruments з можливістю підключення додаткових модулів для розширення функціональних можливостей: конвертерів даних, макетних плат, інтерфейсів уведення-висновку й інших периферійних пристроїв. Розроблювач може використовувати високу продуктивність пристрою (160MIPS) для реалізації таких функцій як компресія й декомпресія голосу, розпізнавання голосу, конвертування тексту в мову, обробка факсимільних даних і гасіння луни.
TMDX3P761128E - отладочная плата eZdsp LF2812 для розробки й налагодження програм користувача для процесора TMS320LF2812. Убудовані рознімання й контролер JTAG забезпечує підключення до емуляторів, що працюють із іншими отладчиками.

Засобу розробки для інших компонентів

Крім засобів розробки для мікроконтролерів і ЦСП існує безліч інших оцінних і отладочных плат для нових компонентів провідних виробників. Наприклад, такі компанії як International Rectifier і IXYS велику увагу приділяють супроводу своїх силових приладів.
IRPLDIM1E - демонстраційна плата баласту на базі м/с драйвера баласту IR21592 і коректори потужності на L6561D. До баласту можна підключити одну лампу типу Т8 потужністю 36Вт. Є функція захисту від помилок з автоматичним рестартом. Діапазон харчування баласту ~ 185-255В 50-60Гц. Коефіцієнт потужності 0,98. Максимальна вихідна напруга 750У. Час прогріву 1сек з напругою 220У.
IRDCi2001C - демонстраційна плата DC/ DC-Конвертера на основі 4-х фазного Шим-Контролери HIP6311 і чотирьох ключів з інтегрованим драйвером IP2001, що дозволяє одержати напруги харчування ядра процесора в діапазоні від 1.10V до 1.85V (крок 0,025У) зі струмами споживання до 80А без охолодження. Максимальний КПД - 91,5%, ефективна частота перемикання - 2Мгц (4х500кГц), вхідна напруга від 5У до 12У.
EVDN404 - отладочная плата, що містить у своєму складі ИС драйвера затвора IXDN404 з передбаченим місцем під установку силового MOSFET-А. Відмінною рисою драйверів є висока динамічна навантажувальна здатність і висока швидкість перемикання ємнісного навантаження.

Программаторы

Особливу групу засобів розробки становлять программаторы. По функціональних можливостях программаторы умовно можна розділити на наступні групи:
спеціалізовані программаторы для мікросхем пам’яті (EPROM, EEPROM, FLASH);
спеціалізовані программаторы для мікросхем пам’яті й внутрішньої пам’яті окремих сімейств мікроконтролерів;
універсальні программаторы мікросхем пам’яті, внутрішньої пам’яті мікроконтролерів, мікросхем програмувальної логіки (PLD).
Основні функціональні можливості сучасних программаторов:
тестова колодка з нульовим зусиллям (ZIF- socket), що забезпечує багаторазовий надійний контакт із програмувальною мікросхемою в корпусі DIP;
для програмування мікросхем з корпусами, відмінними від DIP, программаторы забезпечуються спеціальними адаптерами під відповідний тип корпуса;
можливість відновлення ПО для розширення кількості програмувальних мікросхем;
програмна установка параметрів програмування: Vccp, Vvpp;
самотестування при включенні харчування;
тестування правильності установки мікросхем;
перевірка якості контакту по всіх висновках програмувальної мікросхеми;
захист всіх висновків мікросхеми від перенапруги й статичної електрики.
Компанія “Терраэлектроника” представляє программаторы фірм “Elnec” (Словаччина) і “Фитон” (м. Москва), що задовольняють всім вимогам, пропоновані до сучасних программаторам. Серед новітніх приладів можна виділити: BeeProg - універсальний сверхбыстрый программатор з інтерфейсом USB і функцією ISP. Підтримує більше 11200 пристроїв, має функцію тестування логічних мікросхем і статичної RAM. MEMProg - універсальний программатор мікросхем пам’яті (більше 5300 програмувальних пристроїв): EPROM (серії 27xxx, 27Cxxx), EEPROM (серії 28xxx, 28Cxxx, 27EExxx ), Flash EPROM (серії 28Fxxx, 29Cxxx, 29Fxxx, 29BVxxx, 29LVxxx, 29Wxxx, 49Fxxx), Serial EEPROM (серії AT17Сххх, 24Cxxx, 24Fxxx, 25Cxxx, 59Cxxx, 85xxx, 93Cxxx), конфігураційної пам’яті PROM серії 17xxx, енергонезалежної пам’яті NV RAM (серій Dallas DSxxx, SGS/INMOS MKxxx, Simtek STKxxx, Xicor 2xxx, ZMD U63x).