9 Методы и способы отладки микропроцессорных устройств.

Для отладки проектируемых устройств, для входящих в их состав МК выпускаются схемные эмуляторы (ICE – In-Circuit Emulator). Эмуляторы физически заменяют МК в проектируемом устройстве и реализуют интерфейс разработчика с данным устройством. Этим обеспечивается доступ к аппаратным средствам и программному обеспечению. Ряд эмуляторов выпускаются интегрированными с системой разработки программного обеспечения (редактор и компилятор), давая возможность производить отладку в режиме реального времени. В этом случае исключены задержки, связанные со стиранием при перепрограммировании памяти или последовательным вводом-выводом. Ряд МК содержат последовательные интерфейсы, предназначенные для отладки приложений. Эти интерфейсы позволяют считывать и записывать содержимое регистров, памяти программ и данных, а также обеспечивают управление работой устройства в режиме удалённого доступа.

Для отладки также применяются специальные программы-мониторы, выполняющие ряд простых функций:

– запуск программы;

– останов и модификация кода программы;

– читать и модифицировать содержимое регистров и памяти данных;

– пошаговое выполнение программ и остановка в контрольных точках.

Этот вариант отладки используется в МК при наличии большого объёма памяти.

Некоторые контроллеры содержат встроенную программу-монитор. Наиболее эффективное применение микропроцессорных компонентов наблюдается в случаях, когда эффективно взаимодействуют аппаратное и программное обеспечения. Понимание того, как программируется устройство, не менее важно, чем понимание того, как работают аппаратные интерфейсы. Системы на базе однокристальных МП-средств используют единство программного и аппаратного обеспечения.

10 Инструменты для разработки приложений на базе мк (редактор исходных текстов, компилятор-ассемблер, симуляторы).

Для разработки приложений на базе МК используют следующие основные инструменты: редактор исходных текстов; компилятор-ассемблер; программный симулятор; аппаратный эмулятор; программатор. Каждый из этих инструментов может исполняться в отдельности, но их совместное использование упрощает разработку и отладку приложения.

Редактор исходных текстов используется для создания исходного кода программы. Простые редакторы просто копируют код, вводимый с клавиатуры, в файл. Специализированные редакторы позволяют реагировать на нажатие конкретных клавиш определённым образом, что может программироваться пользователем.

Компилятор-ассемблер используется для преобразования исходного текста в ассемблерные команды микроконтроллера, и затем в формат, который может быть загружен в память программ. Интерфейс компилятора-ассемблера обеспечивает взаимодействие между редактором компилятором-ассемблером. Он может передавать информацию об ошибках компиляции и отображать неправильные строки на дисплее. Такой интерфейс фактически производит комплексную обработку исходного текста.

Симуляторы – это программы, которые выполняют откомпилированный программный код в инструментальном компьютере системы разработки (host – главный компьютер, ведущий узел в сети) таким образом, как если бы он выполнялся в выполнялся в реальной целевой системе (target). Это позволяет наблюдать за программой и реакцией МК на различные события. Симулятор позволяет исследовать различные ситуации, которые трудно воспроизвести на реальной аппаратуре.

Для имитации внешних условий и ситуаций используется специальный файл входных воздействий. Файл задаёт последовательность входных сигналов (тест), поступающих на моделируемое (симулируемое) устройство. Разработка теста занимает много времени, но его использование позволяет выявить, как работает МК и программа в определённых ситуациях.

Существуют графические симуляторы: они позволяют вместо изменений в файле входных воздействий (тесте) имитировать подключённое к МК оборудование. Такой симулятор экономит время, затрачиваемое на разработку тестов: он позволяет быстро испытать разные комбинации входных сигналов, чтобы выявить ошибку и найти её причину.