___МЕТОДИЧКИ_2013 / Пособие по ОСМПС (pdf) / 10_ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ
.pdf10. ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ
10.1. ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СРЕД РАЗРАБОТКИ
Строго говоря, интегрированные среды разработки не относятся к числу средств отладки, тем не менее, обойти вниманием данный класс программных средств, существенно облегчающий и ускоряющий процесс разработки и отладки микропроцессорных систем, было бы неправильно.
При традиционном подходе, начальный этап написания программы строится следующим образом:
1.Исходный текст набирается при помощи какого-либо текстового редактора. По завершении набора, работа с текстовым редактором прекращается и запускается кросс компилятор. Как правило, вновь написанная программа содержит синтаксические ошибки, и компилятор сообщает о них на консоль оператора.
2.Вновь запускается текстовый редактор, и оператор должен найти и устранить выявленные ошибки, при этом сообщения о характере ошибок выведенные компилятором уже не видны, так как экран занят текстовым редактором.
И этот цикл может повторяться не один раз. Если программа не слишком мала и тривиальна, собирается из различных частей, подвергается редактированию или модернизации, то даже этот начальный этап может потребовать очень много сил и времени программиста, и существенно притушить энтузиазм разработчика.
В результате роста мощности хост-систем появилась возможность избежать большого объема рутины и существенно повысить эффективность процесса разработки
иотладки за счет интеграции инструментальных средств. В итоге родилось такое поня-
тие, как интегрированная среда разработки (Integrated Development Environment, IDE).
Интегрированная среда разработки – это совокупность программных средств, поддерживающая все этапы разработки программного обеспечения от написания исходного текста программы до ее компиляции и отладки, и обеспечивающая простое и быстрое взаимодействие с другими инструментальными средствами (программным от- ладчиком-симулятором и программатором).
Теперь есть реальная возможность в одной и той же компьютерной системе работать одновременно и с компилятором (управляемым мышью посредством меню), и с отладчиком (симулятором, ПЗУ-монитором или эмулятором), с необыкновенной легкостью переключаясь между ними по мере необходимости, и с программатором. Циклы редактирования, компиляции, компоновки и отладки в эмуляторе поразительным образом укоротились.
Работа в интегрированной среде дает программисту следующие преимущества.
• Возможность использования встроенного многофайлового текстового редакто-
ра, специально ориентированного на работу с исходными текстами программ.
•Диагностика выявленных при компиляции ошибок, и исходный текст программы, доступный редактированию, выводятся одновременно в многооконном режиме.
•Возможность организации и ведения параллельной работы над несколькими проектами. Менеджер проектов позволяет использовать любой проект в качестве шаблона для вновь создаваемого проекта. Опции используемых компиляторов и список исходных файлов проекта, устанавливаются в диалоговых меню и сохраняются в рамках проекта, устраняя необходимость работы с неудобными batch-файлами.
•Перекомпиляции подвергаются только редактировавшиеся модули.
•Возможность загрузки отлаживаемой программы в имеющиеся средства отладки, и работы с ними без выхода из оболочки.
• Возможность подключения к оболочке практически любых программных средств.
В последнее время, функции интегрированных сред разработки становятся принадлежностью программных интерфейсов наиболее продвинутых эмуляторов и отлад- чиков-симуляторов. Подобные функциональные возможности, в сочетании с дружественным интерфейсом, в состоянии существенно облегчить жизнь разработчику и ускорить его работу.
Наличие в программной оболочке эмулятора встроенного редактора, встроенного менеджера проектов и системы управления, позволяют существенно облегчить работу разработчика, избавив его от множества рутинных действий. Для разработчика стирается грань между написанием программы, ее редактированием и отладкой.
Переход от редактирования исходного текста к отладке и обратно происходит "прозрачно" и синхронно с активизацией соответствующих окон, менеджер проектов автоматически запускает компиляцию по мере необходимости и активизирует соответствующие окна программного интерфейса. Столь же просто приступить к "прошивке" ПЗУ отлаженной программой.
При использовании интегрированной среды разработки предоставляется удобный интерфейс, позволяющий легко отлаживать разрабатываемую программу. В настоящее время стандартом де-факто стал интерфейс, похожий на программную оболочку Visual Cи. Пример внешнего вида такой программной оболочки приведён на рис. 10.1.
Рис. 10.1. Пример внешнего вида отладчика интегрированной среды разработки программного обеспечения
В качестве примеров интегрированных сред разработки можно назвать бесплатные программы фирмы ATMEL для микроконтроллеров AVR – AVR Studio, фирмы MICROCHIP для микроконтроллеров PIC – MPLAB.
Рассмотрим возможности интегрированной среды разработки ProView для микроконтроллеров семейства MCS-51, 251, XA.
10.2. ИНТЕГРИРОВАННАЯ СРЕДА РАЗРАБОТКИ PROVIEW
ProView это интегрированная программная отладочная среда, включающая полнофункциональный редактор, средства управления проектами, встроенный отладчик/симулятор с графическим интерфейсом пользователя под управлением Windows 95/98. ProView ускоряет разработку и отладку проектов на базе MCS-51 совместимых микроконтроллеров обеспечивая разработчика следующими удобными средствами:
•полнофункциональный редактор с возможностью многооконного редактирования файлов;
•средства управления проектами, компилятор C51, ассемблер A51, компоновщик L51 и другие отладочные средства;
•диалоговые окна для настройки всех отладочных средств;
•встроенная система помощи.
При написании программ требуется преобразовывать текст на каком-либо языке программирования с помощью компилятора. Компилятор это программа, которая создает из исходного текста файл с объектным кодом. Отладочная среда поддерживает ANSI C (компилятор C51) и 8051 ассемблер, совместимый с Intel ASM51 (ассемблер
A51).
Компилятор C51
Оптимизирующий кросс-компилятор С51 фирмы Franklin Software работает в среде Windows. Компилятор C51 создает код для микроконтроллеров семейства 8051 и дает разработчику гибкость программирования на Си вместе с эффективностью и скоростью работы программ на ассемблере.
Использование высокоуровневых языков программирования, таких как Си, дает много преимуществ перед ассемблером.
•Не нужно изучать систему команд конкретного процессора.
•Режимы адресации и расположение регистров определяются компилятором
•Улучшается читаемость программы и ее структура
•Могут использоваться ключевые слова и функции, близкие к человеческому
языку
•Время разработки и отладки программ существенно сокращается по сравнению
сассемблером.
•С помощью библиотек в программы можно легко включать много функций, таких как преобразование данных, работа с числами с плавающей запятой и т.д.
•Язык Cи очень популярен, и компиляторы с него доступны практически для всех типов микроконтроллеров и микропроцессоров. Это означает, что разработанное программное обеспечение можно легко переносить на другие вычислительные платформы.
Макроассемблер А51
Ассемблер A51 это Intel ASM51-совместимый компилятор для микроконтроллеров семейства 8051. Ассемблер транслирует исходный текст программы в объектный перемещаемый код. Макроопределения позволяют ускорить разработку, т.к. стандартные программные последовательности пишутся один раз. Ассемблер поддерживает ра-
боту с любыми ресурсами 8051-совместимых микроконтроллеров и настраивается индивидуально на работу с конкретным кристаллом.
Компоновщик
Компоновщик L51 объединяет один или более объектных модуля в исполняемую программу. Компоновщик определяет абсолютные адреса для сегментов программ, написанных с помощью C51, ассемблера A51 или любого компилятора, совместимого с Intel ASM51. Компоновщик автоматически выбирает библиотеки и подсоединяет только необходимые модули из них.
Отладка и тестирование
Отладчик-симулятор WinSim позволяет производить отладку программ в исходных текстах компиляторов Си и ассемблера. WinSim также позволяет программно симулировать любые функции контроллеров 8051 (последовательные порты, ввод/вывод, таймеры и т.д.), без использования аппаратных отладчиков. Отладку и тестирование программного обеспечения можно производить еще до того как устройство будет готово в "железе".
Заключение
Интегрированная среда разработки – это программная оболочка, объединяющая различные программные и программно-аппаратные комплексы, используемые в процессе разработки. Обычно IDE включает в себя кросс-ассемблер, компилятор языка Си, менеджер проектов, текстовый редактор, программный отладчик-симулятор, внутрисхемный эмулятор, программатор. Среда поддерживает все этапы разработки программного обеспечения от написания исходного текста программы до ее компиляции и отладки.
Вопросы для самоконтроля
1.В чем недостатки традиционного подхода к процессу разработки и отладки
МПС?
2.Каковы преимущества работы в интегрированной среде разработки?
3.Какие составляющие содержит интегрированная среда разработки?
4.Охарактеризуйте интегрированную среду разработки ProView.