PDF-Ausgabe herunterladen (39.5 MB) - elektronik industrie

Aktive Bauelemente
Coverstory
Wie kann nun ein intelligentes GUI-basiertes (Graphical
User Interface) MCU-Konfigurationstool den Entwicklungsprozess
genau vereinfachen Sobald die Designspezifikation
einer Anwendung beendet ist, kann
der Entwickler mögliche MCUs für das Design in Betracht ziehen.
Da sich ARM zu einem De-facto-Standard bei 32-Bit-MCUs entwickelt
hat, enthalten viele neue MCUs heute ARM Cortex-CPUs.
Obwohl eine MCU die Anforderungen hinsichtlich Code-Raum,
RAM, Peripherie und Analogfunktionen erfüllen kann, muss sie
auch imstande sein, alle erforderlichen Funktionen physikalisch an
ihren Pins bereitzustellen. Falls jede Peripherie oder Funktion an
jedem Anschluss zur Verfügung stehen würde – und das ohne Einschränkungen
– müsste der Entwickler nur die Spezifikationen
überprüfen. In den meisten Fällen werden die Peripheriefunktionen
einer MCU jedoch an verschiedenen Anschlüssen gemultiplext.
Es liegt dann am Entwickler festzustellen, ob sich die MCU
so konfigurieren lässt, dass sie den Designanforderungen entspricht.
MCU mit hochkonfigurierbaren Anschlüssen
Im Idealfall wählt der Entwickler eine MCU mit hochkonfigurierbaren
Anschlüssen, was die Wahl kleinerer, preiswerter Bausteine
für die Anwendung ermöglicht. Zusätzliche Konfigurationsflexibilität
vereinfacht auch die Umsetzung kurzfristiger Designänderungen.
Zu den Neuerscheinungen im ARM-Cortex-basierten MCU-
Markt zählt die Precision32-MCU-Familie von Silicon Laboratories.
Sie basiert auf einer einfach konfigurierbaren Dual-Crossbar-
Architektur, die Entwicklern diese Pinout-Flexibilität bietet.
Mithilfe der Dual-Crossbar-Architektur kann der Entwickler einen
Mix aus digitalen und analogen Funktionen den GPIO-Pins
zuweisen.
Wenn Entwickler mit der Suche möglicher 32-Bit-MCUs für ihre
Embedded-Anwendungen beginnen, müssen sie lernen, wie
verschiedene MCUs und dazugehörige Tool-Pakete konfiguriert
und eingesetzt werden. In den meisten Fällen kann dies eine sehr
zeitaufwändige Tätigkeit sein. Steht dafür ein einfach zu bedienendes
grafisches Konfigurationstool zur Verfügung, mit dem sich die
Anschlussmöglichkeiten eines Bausteins bestimmen lassen und
das Initialisierungs-Code schnell generiert, verringert sich dadurch
die Gesamtentwicklungsdauer erheblich. Um Entwicklern
bei der Arbeit mit Precision32-MCUs zu helfen, bietet Silicon Labs
ein GUI-basiertes AppBuilder-Softwaretool an, mit dem sich Anschlüsse
und Peripherie einfach konfigurieren lassen. Gleichzeitig
liegt eine Momentaufnahme vor, wo die Pin-Funktion am MCU-
Gehäuse zur Verfügung steht und welche Peripherie dazu konfiguriert
wird. Bild 1 zeigt eine musterhafte Darstellung des AppBuilder-Tools.
Anschlüsse und Peripherie einfach konfigurieren
Mit dem AppBuilder-Tool können Entwickler die Anschlusskonfiguration
einfach ändern und sehen in Echtzeit sofort die Auswirkung
auf andere Pin-Funktionen. Diese GUI-basierte Pin-Konfiguration
ist vor allem dann hilfreich, wenn mit einem Board-Design
und der gleichzeitigen Code-Entwicklung begonnen wird. So
kann der Firmware-Entwickler eine Vorlage möglicher Anschlussoptionen
bereitstellen, die der Hardware-Entwickler überprüft.
Um die Gesamtsystemkosten zu verringern, wählt der Hardware-
Entwickler das Pinout, welches das einfachste Leiterplattendesign
(PCB-Layout) und die geringste Zahl an PCB-Layern realisiert.
Darüber hinaus ermöglicht das AppBuilder-Tool eine einfache Abschätzung
kurzfristiger Änderungen der Anschlussbelegung.
Schnelle grafische Konfiguration von 32-Bit-MCUs.
Ein weiterer Vorteil eines Grafik-Tools zur Pin-Konfiguration
ist, dass sich die Code-Entwicklung für die Pin-Konfiguration erübrigt.
Jegliche Komplexität rund um diese Konfiguration wird
somit abstrahiert. Sobald das Pinout oder die Anschlusskonfiguration
geändert werden, generiert das Tool automatisch den entsprechenden
Code. Bild 2 zeigt ein Beispiel des Pin-Konfigurationscodes,
wie er durch die AppBuilder-Software generiert wird. Der
Code verwendet Funktionen, die im Hardware Access Layer definiert
sind, der Teil des Precision32-Software-Development-Kit
(SDK) ist und eine Zugriffsebene für die Register bietet.
Neben der Code-Generierung sollte ein Pin-Konfigurationstool
intelligent genug sein, den Anwender auf Fehler hinzuweisen.
Konfiguriert der Entwickler zum Beispiel fälschlicherweise einen
Anschluss für eine Digitalfunktion obwohl dieser als Analogeingang
für den A/D-Wandler vorgesehen ist, sollte das Tool den Anwender
automatisch darauf hinweisen, dass ein Analoganschluss
gerade für eine Digitalfunktion konfiguriert wird und dieses Problem
zu lösen ist.
Das AppBuilder-Tool stellt eine Liste aller gefundenen Fehler
zur Verfügung. Ein Doppelklick auf einen Fehler führt den Anwender
zu den Konfigurationseinstellungen, die falsch sind und in
Rot dargestellt werden. Sobald alle erkannten Probleme beseitigt
sind, werden sämtliche Fehler aus der Fehlerliste automatisch entfernt.
Diese Funktion ist nicht nur auf die Anschlusskonfiguration
beschränkt sondern gilt auch für die Peripheriekonfiguration.
Konfiguriert der Entwickler zum Beispiel das I2C0-Modul für den
Einsatz, vergisst dabei aber die Aktivierung des Takt-Gates zum
I2C0-Modul, erzeugt AppBuilder eine Fehlermeldung. Führt der
Auf einen Blick
Schnelle grafische Konfiguration
Rapid-Prototyping-Hilfsmittel wie Silicon Labs’ AppBuilder-Tool ermöglichen
eine schnelle grafi sche Konfi guration einer 32-Bit-MCU –
und das ohne langwieriges Lesen von Datenblättern oder Erlernen
von Registereinstellungen. Um den Designprozess noch weiter zu
vereinfachen, generiert das Tool auch Quellcode und ein Projekt, das
der Entwickler als Startpunkt für seine Firmware-Entwicklung nutzen
kann. Letztlich bieten GUI-basierte Software-Konfi gurationstools, wie
der AppBuilder, eine sehr gute Ressource für Entwickler, die ihre Gesamtentwicklungskosten
und die Komplexität senken, sowie die
Markteinführungszeit beschleunigen wollen.
infoDIREKT www.all-electronics.de
608ei0512
www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 05 / 2012 19