Обзор: Процессор Эксперт

В « Обзоре: от фрагментов к генерации кода » я рассмотрел несколько инструментов, используемых в моем процессе разработки. Одним из инструментов, который мне очень помогает, является Processor Expert. В этой статье я расскажу об этом инструменте и расскажу о его преимуществах и недостатках.

обзор

В этой статье я расскажу о концепции Processor Expert и о том, как я использую их в своих приложениях. Я использовал его во многих клиентских и исследовательских проектах за последние годы. Поскольку инструмент может не подходить для каждого случая использования, я стараюсь перечислять плюсы и минусы того, как я их вижу.

история

Я не знаю всю историю Processor Expert в любом случае, поэтому вот то, что я знаю и смог собрать: Processor Expert — это инструмент, разработанный Unis начиная с 1994 года в Брно, Чешская Республика. Я начал использовать этот инструмент примерно в 1998 году, а затем с «классическим» CodeWarrior, использующим микроконтроллер Motorola / Freescale HCS12 и HCS08. В то время технология Processor Expert была независимой и доступной не только для процессоров Motorola / Freescale, например, для Fujitsu . В 2001 году ей была присуждена европейская цена IST.

Европейская цена IST упоминается в веб-документах, но кажется, что эта организация / веб-страница IST больше не выходит?

Технология была приобретена в 2008 году компанией Freescale и в настоящее время поддерживает только процессоры Freescale: HCS08, HCS12 (X), DSC, ColdFire, i.MX и Kinetis.

Вначале инструмент был доступен в виде «автономной» версии (без IDE), но затем был интегрирован Metrowerks в CodeWarrior IDE в качестве плагина.

Сегодня он доступен как плагин в Eclipse (например, Kepler, Luna) или интегрирован в Freescale Kinetis Design Studio, и работает на Windows, Mac OS X и Linux.

Концепция и поток

Концепция Processor Expert заключается в том, что я могу выбрать «компоненты» из библиотеки компонентов и использовать их в своем приложении. Компоненты похожи на «блоки Lego» с интерфейсами, которые можно соединять и настраивать. Основываясь на этой конфигурации, он затем использует генератор кода для создания обычных исходных файлов C / C ++ / Asm.

Помимо исходных файлов этот генератор кода создает файлы отчетов и документации. Вместе с моими исходными файлами они собираются / связываются для создания ELF / двоичного файла для моей платы.

Библиотека компонентов

Библиотека компонентов имеет «блоки» для считывания аналоговых значений (АЦП) или переключения выводов (бит ввода / вывода) до более сложных вещей, таких как стеки связи (USB), которые сами по себе могут содержать несколько подкомпонентов. Компоненты могут зависеть от аппаратного обеспечения (например, UART) или могут быть чисто программными компонентами, такими как один, для реализации кольцевого буфера.

Установка Processor Expert поставляется со многими компонентами. Можно создавать свои собственные компоненты, используя среду CDE (Component Development Environment).

Бины высокого уровня, драйверы логических устройств и компоненты SDK

В Processor Expert есть три разных типа компонентов:

1. Компоненты высокого уровня или бобы (HLB): они были представлены первыми. Они используют простой API. Например, чтобы послать символ в UART, я вызываю AS1_SendChar (‘a’): AsynchroSerial High Level BeanЭто может быть легко использовано для голого металла и применения с ОСРВ. Конечно, при использовании устройства из нескольких задач необходима синхронизация. Наибольшим преимуществом «Beans» является то, что они имеют общий API для разных архитектур, поэтому я могу использовать один и тот же API / компоненты для устройств HCS08, HCSC12, DSC и ColdFire, например. Поэтому перенос приложения с одной архитектуры на другую обычно занимает несколько часов.
2. Later on the Logical Device Drivers have been introduced with the introduction of Freescale Kinetis Devices. These components have the “_LDD” at the end of the name. The difference is that now a ‘device handle’ needs to be passed in each API call:These components are not that easy to use and not as efficient as the High Level Beans as there is always that extra parameter. While that ‘device handle’ is a good thing for some applications, it is an overkill for bare metal applications or where a device is used by a single RTOS task only (which in many cases is the default use case). The biggest issues with the LDD is that their API did break compatibility with previous (say S08 and S12) projects, as only available for Kinetis. That’s why soon after the release of LDD components Freescale had to provide High Level Beans for Kinetis too to provide a compatibility API. So with using inheritance both API’s were offered: LDD as inherited component inside the High Level Component
3. With the introduction of the Kinetis SDK a new type of components were introduced: the SDK components which have the “fsl_” in front of their name. fsl_uart SDK ComponentThe SDK components itself do not generate the full driver. Instead, they generate the configuration structures for the Kinetis SDK. The SDK is using a HAL (Hardware Abstraction Layer), and for this there are as well ‘_hal’ components offered and which are used inside the ‘fsl_’ components. Even if these components do not generate the code, they offer an easy visual way to use the Kinetis SDK.

Methods, Events and Properties

I can use components from the Component Library. A component can use Methods, Events,Properties and Inheritance:

• Methods: Functions/procedures of the driver. E.g. SendChar() for an UART component
• Events: Hooks or interrupt events. E.g. OnRxChar() interrupt hook for an UART component
• Properties: Settings of the component which affect the behaviour of the driver.
• Inheritance: Multiple components can be combined or using links/interfaces to other components, in an object-oriented way. For example a UART component can inherit from a low-level UART component and build up a new interface with new functionalities.

Methods and events can be enabled or disabled it not used (marked with a small ‘x’) in above screenshot. Methods which are disabled are not generated, and the component code generator might optimize the driver based on what is enabled/disabled. For example if there is no ‘GetStatus()’ method needed, then the component might not need to store a status somewhere at all.

For the components, there is a view to change and inspect the properties: for the UART component for example I can turn on interrupts and assigns the pins to be used for Rx and Tx:

I’m showing the ‘classic’ view in above screenshot. There is a ‘tab’ view (default) too, but that tab view in my opinion is much harder to use, so I recommend to use the ‘classic’ view. See “Switching between ‘tabs’ and ‘no-tabs’ UI in Processor Expert” for details.

Basically, this gives me a graphical front end for my UART driver. Based on my settings, it will configure and produce software Files for me:

Generated UART Driver code

The source code for sending a character over UART will look like this:

/*
** ===================================================================
** Method : AS1_SendChar (component AsynchroSerial)
** Description :
** Sends one character to the channel. If the component is
** temporarily disabled (Disable method) SendChar method only
** stores data into an output buffer. In case of a zero output
** buffer size, only one character can be stored. Enabling the
** component (Enable method) starts the transmission of the
** stored data. This method is available only if the
** transmitter property is enabled.
** Parameters :
** NAME - DESCRIPTION
** Chr - Character to send
** Returns :
** --- - Error code, possible codes:
** ERR_OK - OK
** ERR_SPEED - This device does not work in
** the active speed mode
** ERR_TXFULL - Transmitter is full
** ===================================================================
*/
byte AS1_SendChar(AS1_TComData Chr)
{
 if (SCI1S1_TDRE == 0U) { /* Is the transmitter full? */
   return ERR_TXFULL; /* If yes then error */
 }
 SCI1D = (byte)Chr; /* Store char to the transmitter register */
 return ERR_OK; /* OK */
}

CDE: no license found, using Community Edition License