Depanatoarele pentru microcontrolere și instrumentele asociate sunt esențiale pentru dezvoltatorii care crează sisteme embedded. Acestea îi ajută pe dezvoltatori să găsească și să remedieze erorile, să testeze codul și să optimizeze performanța. Funcțiile avansate de depanare au un impact semnificativ asupra productivității și pot reduce timpul de dezvoltare. Au devenit disponibile numeroase noi instrumente care ajută la eficientizarea și facilitarea procesului de depanare.
Una dintre cele mai semnificative inovații ale depanatoarelor pentru microcontrolere este integrarea funcțiilor avansate de depanare care depășesc programarea tipică, pas cu pas și setarea de puncte de întrerupere. Depanatoarele moderne pot oferi dezvoltatorilor date în timp real cu privire la performanța codului lor, permițându-le să identifice și să remedieze erorile foarte repede. De asemenea, acestea pot oferi dezvoltatorilor informații detaliate privind performanța și eficiența.
Pe măsură ce dimensiunea codului aplicației devine din ce în ce mai mare, necesitatea de a capta și analiza execuția codului în timp real este deosebit de utilă pentru depanarea acestor sisteme complexe sau pentru optimizarea performanței. Monitorizarea evenimentelor oferă informații detaliate despre comportamentul și performanța sistemului. Dezvoltatorii pot capta și analiza date legate de execuția codului, inclusiv programarea sarcinilor, gestionarea întreruperilor și evenimentele sistemului. Aceste informații pot fi utilizate pentru identificarea blocajelor de performanță, depanarea problemelor legate de programarea și sincronizarea sarcinilor pentru a optimiza comportamentul sistemului. De exemplu, dezvoltatorii pot utiliza datele de trasabilitate (sau de urmărire) pentru a identifica sarcinile a căror execuție durează mai mult decât era prevăzut sau pentru a identifica sarcinile care nu sunt programate în timp util. În plus, datele de trasabilitate pot fi utilizate pentru a analiza comportamentul întreruperilor și pentru a identifica orice probleme legate de gestionarea întreruperilor.
Consum de energie și conectivitate
Consumul de energie și maximizarea duratei de viață a bateriei sunt deosebit de importante în multe aplicații. Abilitatea de a analiza consumul de energie și execuția codului permite dezvoltatorilor să identifice zonele din cod în care consumul de putere poate fi optimizat. Prin utilizarea instrumentelor de depanare a consumului de putere, dezvoltatorii pot identifica secțiunile de cod care consumă multă energie, pot optimiza modurile de alimentare și pot reduce consumul total de energie, rezultând aplicații mai eficiente și mai durabile.
Abilitatea de depanare a aplicațiilor în mediul în care acestea vor fi puse în funcțiune este extrem de importantă. Adesea, aceste medii nu sunt favorabile amplasării unui computer sau nu permit accesul dezvoltatorului în același loc cu dispozitivul de depanare și circuitul aplicației. Depanatoarele în rețea pot oferi multe avantaje pentru astfel de aplicații. Posibilitatea de a accesa și controla de la distanță sistemele lor bazate pe microcontrolere înseamnă că dezvoltatorul poate lucra la proiecte stând la birou, în timp ce depanatorul și aplicația se află într-o cameră ambientală sau, de exemplu, chiar în interiorul unui utilaj. Interfețele Wi-Fi® permit conexiuni de depanare pentru aplicații care implică controlul motoarelor sau managementul puterii cu ajutorul circuitelor digitale, prevenind deteriorarea computerului sau a altor echipamente și evitând necesitatea unor reparații sau înlocuiri costisitoare.
Testarea
Testarea este o parte importantă a procesului de lansare și este vital să se garanteze că toate cazurile de utilizare sunt testate temeinic pentru a se asigura că utilizatorul final beneficiază de o experiență bună în ceea ce privește produsul. Gradul de acoperire a codului este un instrument adesea neglijat, dar important în dezvoltarea și depanarea aplicațiilor pentru microcontrolere, deoarece ne permite să aflăm dacă toate părțile codului au fost executate în timpul testării. Acest lucru este important deoarece ajută la identificarea zonelor din cod care nu au fost testate, ceea ce ar putea duce la erori sau la alte comportamente nedorite în produsul final. Prin măsurarea nivelului de acoperire a codului, dezvoltatorii pot identifica zonele din cod care necesită teste suplimentare și se asigură că acesta este testat complet înainte de a fi lansat.
Sisteme de integrare continuă/dezvoltare continuă
Utilizarea sistemelor de integrare continuă/dezvoltare continuă (CI/CD – continuous integration/continuous deployment) a crescut semnificativ pe măsură ce dimensiunea și complexitatea codului au crescut. Foarte des, un depanator este integrat în automatizarea procesului de construcție, testare și implementare pentru sistemele bazate pe microcontrolere. Un sistem CI/CD ne poate asigura că orice modificări aduse bazei de cod sunt testate temeinic și integrate eficient în aplicație, în timp util. În contextul sistemelor bazate pe microcontrolere, sistemele CI/CD pot automatiza crearea și testarea firmware-ului, oferind dezvoltatorului un mediu stabil și consistent. Acest lucru elimină orice neconcordanțe care ar putea exista pe computerul unui dezvoltator independent, care ar putea afecta produsul final. Folosind instrumente precum Jenkins, modificările aduse bazei de cod – localizate într-un depozit de surse – pot declanșa automat construirea firmware-ului, implementarea într-un sistem de testare, rularea framework-ului de testare și înregistrarea rezultatelor. Utilizarea sistemelor CI/CD în testarea sistemelor bazate pe microcontrolere poate contribui la îmbunătățirea eficienței și calității procesului de dezvoltare, reducând în același timp riscul de erori și îmbunătățind experiența generală a utilizatorului.
Analizoare de cod static
De multe ori, este trecută cu vederea utilizarea analizoarelor de cod static pentru a ajuta dezvoltatorii să identifice eventualele probleme din codul lor înainte ca acesta să fi fost executat vreodată. Unele dintre beneficiile utilizării analizoarelor de cod static includ îmbunătățirea calității codului prin identificarea erorilor de codare, a vulnerabilităților de securitate și a altor probleme care pot afecta calitatea codului. Timpul de dezvoltare se scurtează prin identificarea problemelor la începutul procesului de dezvoltare și prin reducerea timpului și efortului necesar pentru remedierea ulterioară a acestor probleme. În sfârșit, analizoarele de cod static pot să asigure că respectivul cod este scris în conformitate cu standardele de codificare și cele mai bune practici, ceea ce contribuie la îmbunătățirea mentenabilității codului.
Microchip Technology oferă o gamă largă de instrumente pentru îmbunătățirea eficienței și calității procesului de dezvoltare software, reducerea riscului de comitere a unor erori și îmbunătățirea experienței generale a utilizatorului. Depanatoare precum MPLAB® ICE 4 și ICD 5 oferă funcții avansate de urmărire prin subsistemul de monitorizare a evenimentelor, precum și abilitatea de a depana consumul de energie. De asemenea, acestea oferă interfețe de rețea cu și fără fir pentru a sprijini dezvoltarea și depanarea în orice mediu. Atunci când se stabilește o configurație automată de construcție și testare, instrumente precum Jenkins și Docker pot fi utile. Jenkins este un server de automatizare open-source care permite dezvoltatorilor să automatizeze construcția, testarea și implementarea de software. Docker, la rândul său, ajută la crearea unui mediu de execuție consistent și repetabil în cadrul containerelor. Asistentul CI/CD din MPLAB X IDE poate crea fișierul de configurare Docker, precum și fișierul Jenkins, ambele necesare pentru a începe dezvoltarea imediat. Atunci când se execută lucrări automate de construcție și testare în containerele Docker, cel mai simplu mod de a accesa instrumentul de depanare este prin intermediul unei interfețe de rețea și nu USB. După cum s-a menționat anterior, MPLAB ICE 4 și ICD 5 sunt flexibile și oferă interfețe de rețea cu și fără fir, precum și USB.
Pentru dezvoltatorii de sisteme embedded, depanatoarele sunt instrumente extrem de importante atunci când aceștia creează aplicații bazate pe microcontrolere. Funcțiile avansate de depanare îi pot ajuta pe dezvoltatori să găsească și să remedieze rapid erorile, să testeze codul și să optimizeze performanța.
Autor Rodger Richey,
Senior Director al diviziei Development Systems
Microchip
Despre autor:
Rodger Richey are mai mult de 20 de ani de experiență în industrie, acoperind toate aspectele proiectării sistemelor embedded. Richey deține o diplomă de licență în inginerie electrică de la Universitatea din Arizona. Și-a început cariera profesională la Planning Systems Incorporated, proiectând dispozitive electronice pentru sisteme de telemetrie subacvatice utilizate în cercetare și aplicații militare. Această experiență l-a determinat să se alăture companiei Microchip Technology în 1994, unde a ocupat, de atunci, diverse funcții în aplicații și management.
Microchip Technology | https://www.microchip.com
