Scrittura di software incorporato senza hardware

Considera che il team hardware impiegherà 2 mesi per sviluppare dell'hardware, ma a quel punto avrò bisogno del software pronto.

La mia domanda è che come posso scrivere il software e testarlo senza avere l'hardware?

Ci sono degli standard da seguire? Come si fa?

Non si verifica l'hardware durante le fasi iniziali dello sviluppo del firmware. Le strategie comuni per affrontare questo sono:

1. Passa il tempo a progettare attentamente il sistema prima di scrivere qualsiasi codice. Ovviamente dovresti farlo comunque, ma in questo caso è ancora più importante del solito. È molto più facile eseguire il debug di software ben congegnato rispetto a un pasticcio a base di pasta.

2. Modularizza correttamente tutto, riducendo al minimo le interfacce tra i moduli. Ciò contribuirà a contenere i bug dei singoli moduli e consentirà di testare più facilmente i singoli moduli.

3. Scrivi il codice dal basso verso l'alto, i driver che toccano l'hardware vanno per primi, la logica dell'applicazione di alto livello per ultima. Ciò consente di scoprire precocemente gli inconvenienti imposti dall'architettura. Non abbiate paura di cambiare l'architettura man mano che le realtà hardware vengono alla luce, ma assicuratevi che tutta la documentazione sia aggiornata di conseguenza.

4. Simulare. La maggior parte delle aziende di microcontrollori fornisce simulatori software dei loro microcontrollori. Questi possono andare solo così lontano, ma possono ancora essere molto utili. Simulare gli ingressi e misurare le uscite dell'hardware può essere difficile, ma controllare la logica di livello superiore in questo modo non dovrebbe essere troppo difficile.

   È qui che il design modulare aiuta di nuovo. Se non riesci a simulare ragionevolmente alcune interazioni hardware di basso livello, usi una versione diversa del modulo che tocca quell'hardware ma che passa le sue azioni simulate ai livelli superiori. I livelli superiori non sapranno che sta succedendo. Non controllerai il modulo di basso livello in questo modo, ma quasi tutto il resto.

In breve, usa buone pratiche di progettazione del software, che ovviamente dovresti comunque fare.

Senza alcuna comprensione di ciò che stai sviluppando o su quale famiglia di microcontrollori si baserà alla fine il tuo hardware, la maggior parte delle famiglie di microcontrollori ha a disposizione sistemi di sviluppo a basso costo che dispongono di una suite di periferiche comuni, che potrebbero consentirti di simula almeno parte dell'eventuale hardware di destinazione.

A seconda della dipendenza dall'hardware, l'applicazione potrebbe iniziare a implementare il progetto su un PC standard (Windows, Linux ...). La maggior parte degli accessi periferici dovrebbe comunque essere astratta, quindi non è un grosso problema implementare alcune funzioni fittizie, che verranno sostituite in seguito. Se non è possibile simulare un comportamento, potresti almeno fare un modello del sistema (API ...), quindi l'implementazione effettiva andrà molto più veloce e più chiara, non appena l'hardware è pronto.

Naturalmente ci sono molte cose che non possono essere simulate, come il comportamento in tempo reale o driver hardware complessi. D'altra parte, un ADC guidato da interrupt può essere facilmente simulato usando un thread che legge valori da un file o da una porta di rete.

Naturalmente tutto ciò dipende fortemente da vari fattori:

• Puoi usare la stessa / simile toolchain su controller e pc (ad es. Gcc)?
• Quanto dipende l'hardware dal sistema?
• Quanto hai esperienza con la programmazione per PC?

Per prima cosa, sto progettando praticamente tutti i moduli firmware su un PC.

Prova a ottenere un simulatore per il tuo chip. È necessario simulare tutti gli input previsti e anche alcuni imprevisti. Modulare / astrarre il più possibile e scrivere test unitari. Se puoi, quei test possono diventare parte del tuo codice reale e si trasformano in una funzione (test automatico della scheda).

Se non riesci a ottenere un simulatore, riassumi il più possibile attraverso un HAL (livello di astrazione hardware). Tutti i conducenti lo superano. Prova ad astrarre tutto l'assemblaggio specifico della piattaforma dietro una chiamata di funzione C e pensa anche a quelli come driver. Scrivi il resto come codice C / C ++ portatile e crea un sottile HAL per x86 ed eseguilo sul tuo computer con tutti i casi di test.

In questo modo, quando si ottiene l'hardware, sarà sufficiente eseguire il debug dell'HAL. Più è sottile, più veloce sarà il debug e far funzionare tutto. Ricordate che se si utilizza la piattaforma-specifici di montaggio per ops più veloci, si voglio MOLTO per ottenere prove bit-esatto .

La tua domanda è un po 'ampia. Hardware (HW) potrebbe significare sviluppo ASIC / FPGA completamente personalizzato, DSP programmati dall'assemblatore o "solo" un tipico sistema embedded basato su microprocessori / microcontrollori / SoC standardizzati ecc. (Ovviamente un SoC potrebbe contenere anche un DSP che potresti voler programmare ....). Per elevate quantità di vendita, renderlo un ASIC non è raro.

Ma per un progetto di 2 mesi mi aspetto che sia basato su un microcontrollore:

In ogni caso, dovresti sollecitare il team hardware a darti un prototipo che puoi iniziare a testare il tuo codice prima della scadenza assoluta - questo potrebbe consistere in una scheda di sviluppo generica, come alcune persone hanno già detto, ma a mio avviso è il loro lavoro per fornire quello giusto per te, e potenzialmente anche alcune periferiche necessarie / simili per i test.

I simulatori sono anche possibili in una certa misura, ma potresti ancora dover caratterizzare alcuni sensori / dati del mondo reale che potresti ottenere. Qui anche il team dell'hardware deve almeno aiutarti.

Oltre a ciò, la progettazione del software può già essere eseguita e tutti i moduli di alto livello possono essere (e dovrebbero essere) implementati e testati in unità senza l'hardware reale. Idealmente, definirai anche un'API insieme al team hardware e ti forniranno le funzioni di livello più basso, quindi qualsiasi modifica apportata sul lato hardware lì (ad esempio semplicemente ridefinendo quali pin della porta usano), non sarà sempre essere critico per te.

In tutti i casi, la comunicazione è la chiave.

Sì, è possibile sviluppare il codice per la scheda target prima che vengano prodotte.

Come ?

Innanzitutto devi conoscere l'obiettivo principale di quel sistema. Quindi da questo puoi scegliere il controller in modo appropriato da un'ampia fonte di disponibilità come digikey, mouser.

E scegli un simulatore come Proteus. Questo simulerà l'esatto processore / controller ora puoi iniziare la tua codifica. Ma non puoi aspettarti l'accuratezza come nell'hardware.