- •1 Введение во встраиваемые вычислительные системы
- •1.1 Определения, особенности, классификация
- •1.1.6.1 Уровень предприятия (1)
- •1.1.6.2 Уровни объекта (2) и подсистемы (3)
- •1.1.6.3 Уровень функциональных узлов (4)
- •1.1.6.4 Уровень оборудования функциональных узлов (5)
- •1.1.6.4.1 Устройства ввода-вывода
- •1.1.6.4.2 Устройство сопряжения с объектом
- •1.2 Механизмы реального времени
- •1.2.4.1 Классификация прерываний
- •1.2.4.2 Функции системы прерываний и их реализация
- •1.2.5.1 Основные характеристики pcf8583
- •1.2.5.2 Описание
- •1.2.5.3 Режимы работы часов
- •1.2.5.4 Регистры-счетчики
- •1.2.5.5 Будильник
- •1.2.5.6 Регистры сигнализации
- •1.2.5.7 Таймер
- •1.2.5.8 Режим счетчика событий
- •1.2.5.9 Вывод прерывания int
- •2 Технические средства встраиваемых систем
- •2.1 Элементная база микропроцессорной техники для
- •2.2 Модульный принцип организации процессора ввс
- •2.2.4.1 Энергонезависимая память e2prom: историческая справка
- •2.2.4.2 Основные характеристики eeprom at24Cxx
- •2.2.4.3 Описание
- •2.2.4.4 Организация памяти
- •2.2.4.5 Адресация модулей eeprom
- •2.2.4.6 Операция записи
- •2.2.4.7 Операция чтения
- •2.2.5.1 Однонаправленные порты
- •2.2.5.2 Двунаправленные порты и порты с альтернативной функцией
- •2.2.6.1 Программируемые таймеры в микроконтроллере с ядром Intel
- •2.2.6.2 Модули таймеров-счетчиков со схемами входного захвата,
- •2.2.7.1 Классификация ацп
- •2.2.9.1 Контроллер последовательного интерфейса в
- •2.2.10 Подсистема синхронизации
- •2.2.11 Механизмы начальной инициализации встроенной памяти
- •2.2.11.1 Внешнее программирование встроенного пзу
- •2.3 Сетевые интерфейсы встраиваемых систем
- •2.3.1.1 Концепция шины I²c
- •2.3.1.2 Принцип работы шины I²c
- •2.3.1.3 Сигналы старт и стоп
- •2.3.1.4 Подтверждение
- •2.3.1.5 Синхронизация
- •2.3.1.6 Форматы обмена данными по шине I²c (7-битный адрес)
- •2.3.1.7 Арбитраж
- •2.3.1.8 Достоинства шины I²c
- •2.3.2.1 Согласование и конфигурация линии связи
- •2.3.2.2 Защитное смещение
- •2.3.2.3 Исключение приема при передаче в полудуплексном режиме
- •2.3.4.1 Протоколы реального времени
- •2.3.4.2 Резервирование каналов и кольцевая топология
- •2.3.4.3 Отличия от обычного Ethernet
- •2.3.6.1 Преимущества
- •2.3.6.2 Преимущества plc по сравнению с Wi-Fi
- •2.3.6.3 Недостатки
- •2.3.9.1 Физический уровень
- •2.3.9.2 Контроллер шины
- •2.3.9.3 Оконечные устройства
- •2.3.9.4 Монитор канала
- •3 Программное обеспечение и инструментальные
- •3.1 Особенности программного обеспечения ввс
- •3.1.4.1 Особенности плк
- •3.1.4.2 Варианты построения систем на базе плк
- •3.1.4.3 Особенности программирования плк
- •3.1.4.4 Варианты реализации плк
- •3.1.4.5 Цикл плк
- •3.1.4.6 Области применения плк
- •3.1.4.7 Сравнение с микроконтроллерами
- •3.2 Языки программирования
- •3.2.8.1 Удобочитаемость
- •3.2.8.2 Лёгкость создания программ
- •3.2.8.3 Надёжность
- •3.2.10 Краткий обзор языков, используемых при проектировании
- •3.2.10.1 Язык программирования Си
- •3.2.10.3 Платформа Java
- •3.2.10.4 Платформа .Net
- •3.2.10.5 Язык программирования ada
- •3.2.10.6 Язык программирования Esterel
- •3.2.10.7 Язык программирования Lustre
- •3.3 Инструментальные средства отладки и тестирования
- •Ieee 1149.1 jtag - механизм граничного сканирования
- •3.3.3.1 Реализация jtag-инструментария
- •3.3.4.1 Цели и задачи профилировки
- •3.3.4.2 Общее время исполнения
- •3.3.4.3 Удельное время выполнения
- •3.3.4.4 Определение количества вызовов
- •3.3.4.5 Определение степени покрытия
- •3.3.5.1 Обеспечение корректности программного кода: обзор
- •3.4 Разработка программного продукта
- •3.4.2.1 Сложность проектирования и разработчики- одиночки
- •3.4.2.2 Оценка времени проектирования
- •3.4.2.3 Использование новых технологий
- •3.4.4.1 Безопасность и перемены
- •3.4.4.6 Играй в защите
- •3.4.4.7 Сбор метрических данных
- •3.4.4.8 Что дает давление сверху
- •3.4.4.9 Сердитый начальник
- •3.4.4.10 Туманные спецификации
- •3.4.4.11 Конфликт
- •3.4.4.12 Кто такой катализатор проекта
- •3.4.4.13 Человеку свойственно ошибаться
- •3.4.4.14 О персонале
- •3.4.4.15 Проблемы социологии
- •3.4.4.16 О патологической политике (еще раз)
- •3.4.4.17 Злоба и скупость
- •3.4.4.18 Основы здравого смысла
- •4 Устройство современного контроллера на примере
- •4.1 Назначение стенда
- •4.2 Состав стенда
- •4.3 Разъемы стенда и назначение выводов
- •4.4 Обзор компонентов принципиальной электрической
- •4.4.3.1 Матричная клавиатура
- •4.4.3.2 Жидкокристаллический индикатор
- •4.4.3.3 Светодиодные индикаторы
- •4.4.3.4 Звукоизлучатель
- •4.4.3.5 Дискретные входы-выходы
- •4.4.10 Фильтрующие емкости
- •4.5 Микроконтроллер aDuC812
- •4.6 Расширитель портов ввода-вывода на базе плис
- •4.6.1 Регистр клавиатуры kb
- •4.6.2 Регистр шины данных жки data_ind
- •4.6.3 Регистр данных параллельного порта ext_lo
- •4.6.4 Регистр данных параллельного порта ext_hi
- •4.6.5 Регистр управления ena
- •4.6.6 Регистр управления жки c_ind
- •4.6.7 Регистр управления светодиодами sv
- •4.6.8 Логическая схема плис: доступ к периферийным устройствам
- •4.6.9 Жидкокристаллический индикатор
- •4.6.9.1 Историческая справка
- •4.6.9.2 Подключение жки
- •4.6.9.3 Контроллер жки
- •4.6.9.4 Память данных жки (ddram)
- •4.6.9.9 Таблица команд контроллера жки
- •4.6.9.10 Операции чтения и записи команд/данных
- •4.7 Внешняя память программ и данных
- •5 Инструментальные средства для работы со стендом
- •5.1 Программирование стенда sdk-1.1
- •5.2 Компилятор sdcc
- •5.2.10 Использование меток
- •5.2.11 Директива __naked
- •5.2.12 Формат Intel hex
- •5.3 Инструментальная система m3p
- •5.4 Утилита make
- •5.5 Система контроля версий
- •6 Примеры программирования стенда sdk-1.1
- •6.1 Приступаем к работе
- •6.2 Программирование светодиодных индикаторов
- •6.3 Программирование последовательного канала
- •6.4 Программирование таймера
- •6.5 Программирование жки
6 Примеры программирования стенда sdk-1.1
6.1 Приступаем к работе
Для работы со стендом SDK-1.1 вам понадобится:
Персональный
компьютер
или
ноутбук,
работающий
под
операционными системами MS Windows, Linux или Mac OS (в
принципе, инструментальные средства должны работать в любой Unix
подобной среде).
Коммуникационный кабель RS-232 (возможно вам понадобится
переходник USB2Com).
SDCC, бесплатный компилятор языка Си для микроконтроллеров (этот
компилятор можно свободно скачать в сети Интернет для разных
платформ, есть исходные тексты).
Утилита make (для Windows можно воспользоваться пакетом Cygwin, в
Linux и MacOS можно воспользоваться версиями GNU make).
Инструментальная
система
GM3P (исходные
тексты
и
скомпилированная версия может быть свободно получена на сайте
Научно-образовательного направления «Встроенные вычислительные
системы»
кафедры
вычислительной
техники
СПбГУ
ИТМО
http://embedded.ifmo.ru).
Исходные
тексты
примеров
(могут
быть
скачаны
на
сайте
http://embedded.ifmo.ru).
Если вы любите работать в IDE, скачайте себе бесплатную (и весьма
при этом удобную) среду разработки Eclipse с плагином для работы с
исходными текстами на языках C/C++.
Все перечисленные компоненты, как вы уже поняли, кроссплатформенные
и будут работать практически везде.
На
Интернет-форуме
http://embedded.ifmo.ru/forum
приветствуется
обсуждение особенностей программирования учебного стенда SDK-1.1 (а также
и других стендов) в специальных разделах.
Если вы знакомы со сборкой программ из исходных текстов в ОС Linux,
для вас не составит особого труда разобраться с тем, как можно
скомпилировать программу и загрузить ее в учебный стенд. В противном
случае, рекомендуется изучить разделы данного пособия, посвященные
инструментальному
обеспечению
(sdcc, make, m3p).
В
качестве
дополнительного материала можно порекомендовать руководство пользователя
для SDCC (на английском языке), множество статей и книг на русском и
английском языках по утилите make, а также руководство пользователя и
исходные
тексты
утилиты
M3P,
которые
можно
скачать
с
сайта
http://embedded.ifmo.ru. Не знающим язык Си хочется порекомендовать книгу
Кернигана и Ричи «Язык программирования Си» [39].
245
Итак, мы берем стенд SDK-1.1 в руки и начинаем работать. Необходимо
помнить, что все подключения и отключения коммуникационного кабеля
RS-232 необходимо производить при выключенном питании стенда SDK-
1.1!
Порядок работы со стендом очень прост:
1. Установите себе компилятор SDCC, утилиту make и M3P.
2. Подключите учебный стенд к своему компьютеру с помощью кабеля
RS-232 (кабель входит в комплект поставки стенда). В случае
подключения через USB вам понадобится переходник USB2Com.
3. Подключите к стенду прилагаемый источник питания.
4. Вставьте источник питания в розетку (сеть 220В, 50 Гц). На стенде
должен загореться светодиод POWER.
5. Скачайте тестовый пример и войдите в каталог с тестовым примером.
6. Откорректируйте название вашего последовательного порта в makefile.
Для Windows это будет com1, com2,…, для Linux /dev/ttyS0, /dev/ttyS1 и
так далее. Если у вас один встроенный порт, то это скорее всего com1
или /dev/ttyS0.
7. Скомпилируйте тестовый проект. Для этого нужно в каталоге, в
котором находится файл makefile, запустить команду make.
8. Загрузите получившийся файл в учебный стенд. Для этого нужно
выполнить команду make load.
9. Если всё прошло нормально, вы увидите эмулятор терминала,
запущенный в консоли вашего компьютера, а программа, загруженная в
SDK-1.1, начнет исполняться.