Firmwaren er en flashhukommelseschip, der gemmer specifik software, der styrer funktionerne i en indbygget enhed.
Udvikling af indlejret firmware er intet andet end programmeringskode på hardware, der skal udføres på indbygget elektronik. Udviklere, der gør dette, har et indgående kendskab til indbyggede processorer og arbejder tæt sammen med ingeniører, der specialiserer sig i indbygget hardware. De programmerer de indbyggede designs ved hjælp af koderne. Firmwarekoder kan regulere mange fysiske enheders funktioner. FOTA henviser til hardware-kodens evne til at blive opdateret trådløst (Firmware Over the Air).
Indlejret udvikling kræver forskellige færdigheder
For at blive ekspert i udvikling af indlejret firmware skal enhver udvikler have en grundig teoretisk og praktisk forståelse af software- og hardwarekomponenterne. Mangler de viden om det ene eller begge dele, mindskes chancerne for at skrive en velfungerende kode.
For at give dig en idé, bør udvikleren ud over tekniske færdigheder have disse tre kernebegreber -
- Have et godt kendskab til det samlede indlejrede system.
- En grundig forståelse af hardware og software.
- Anerkend systemets strukturelle begrænsninger.
Når det kommer til tekniske færdigheder, består disse af tre komponenter: indlejrede programmeringssprog, realtidsoperativsystemer og enhedsdrivere. For at nævne nogle af de vigtigste kriterier:
- Programmering i C og C++, MCU'er og mikroprocessorer
- På System on a Chip (SoC)-niveau bør du være fortrolig med Linux-operativsystemet, realtidsoperativsystemet og softwareoptimering.
- Fejlfinding og opdatering af eksisterende koder.
- Omfattende forståelse af datastrukturer, programmeringssproget Python og evnen til at forstå skemaer og datablade.
- RISC-V-instruktionssætarkitektur, forståelse af kommunikationsprotokol
- Omfattende viden om Tingenes internet (IoT) og internetbaserede teknologier.
5 vigtige trin i udviklingen af indlejret firmware
Det er bedst at gå frem i trin for personer, der ikke er fortrolige med den overordnede drift af Embedded Firmware Development. På denne måde får du en opdelt strategi og kan adskille de komplekse operationer. Hele udviklingsprocessen for en IoT-enhed er opdelt i fem primære segmenter. En enkel gennemlæsning kan fjerne enhver forvirring.
1) Fastlæg kravene
Identificering af procesbehovene er altid den vigtigste fase. Du skal vide, hvad du har brug for, og endnu vigtigere, hvorfor du har brug for det. Inden udvikleren går i gang med arkitekturen, skal han udarbejde en liste over de nødvendige komponenter. Identificeringsmekanismen er også knyttet til nytteaspektet.
Hver kravspecifikation har to karakteristika: den er entydig og den kan testes. Specifikationen skal være præcis, klar og kortfattet. Testning er afgørende, da man ikke kan verificere brugervenligheden uden den. Det kan virke som en bred fase, men det er kernen i enhver proces til udvikling af indlejret firmware.
2) Skel mellem arkitektur og design
Dette trin vil give mere klarhed. Du har allerede indset, at dette er en software og hardwareproces. Men der er altid noget, der adskiller de to. Når en udvikler bliver forvirret mellem de forskellige lag af firmware-teknik, bliver opgaven vanskelig!
Arkitektur er en skalamodel, der aldrig indeholder variabler eller funktioner. Arkitekturen forklarer de varige egenskaber. Da det er vanskeligt at redigere eller opdatere, skal udvikleren først forstå den og justere koden, så den bliver passende. På den anden side går firmware-designdokumentet i detaljer, herunder opgaverne for aktiviteterne inden for enhedsdrivere. Det afslører også oplysninger om subsystemgrænsefladerne.
3) Tidshåndtering
De fleste varer har en kombination af store, bløde og ikke-realtidsbehov. Bløde realtidskrav er ekstremt vanskelige at beskrive, og den enkleste metode til at håndtere dem er at betragte dem som hårde realtidskrav. Dette trin omfatter kravet om punktlighed.
Det er afgørende at adskille realtidsfunktionaliteten fra resten af softwaren af to årsager:
- Forenkler design og drift af ikke-realtidssoftware, da det eliminerer sikkerhedsproblemer, selv når der anvendes koder fra uerfarne programmører.
- Den indsats, der kræves for at udføre RMA eller rate monotonic analysis, reduceres ved at isolere ISR'er fra opgaver med høj prioritet.
4) Testdesign
Det følgende trin er afgørende. Det indebærer flere evalueringsprocedurer for at afgøre, om hele systemet fungerer. Tre af de mest anvendte testprocedurer er som følger:
Systemtest: Den sikrer, at hele produktet lever op til specifikationerne. Generelt falder denne test ikke ind under ingeniørernes ansvarsområde, selvom den passer ind i den testramme, de har udviklet.
Integrationstest: Den sikrer, at arkitekturens forbundne delsystemer interagerer, som de skal. Den verificerer, at outputtet er korrekt. Denne test udvikles ofte bedst af en testgruppe eller en softwareingeniør.
Enhedstest: Det involverer individuelle softwarekomponenter for at afgøre, om de fungerer korrekt på det mellemliggende designniveau. De ideelle personer til at udvikle denne test er dem, der skriver koden under testen.
5) Personlige planer
Denne fase omfatter styring af tilpasningsfunktionerne. Dette trin er afgørende for implementering eller ændringer. Mangfoldighed er nemt at håndtere med en veludviklet arkitektur. Målet er at få de nye tilpasninger til at fungere uden at forstyrre den oprindelige funktionalitet.
Tips til at fremskynde udviklingsprocessen for indlejret firmware
- På udkig efter nye og forbedrede måder at innovere og opgradere på. Det vigtigste aspekt er altid forbedring.
- Udvikling af en strategi til forbedring af færdigheder ved at studere nye metoder til udvikling af indlejret firmware.
- Begynd at bruge en platform og segmenter arbejdsbyrden omhyggeligt.
- Opret kode, der kan genbruges til at administrere tiden. Det bidrager til et højere investeringsafkast.
Konklusion
Så det burde besvare de fleste af dine spørgsmål om udvikling af indlejret firmware. Når du har læst dette, har du en generel forståelse af, hvad det er, hvordan det fungerer og andre relaterede ting. Takket være vores omfattende erfaring med IoT tilbyder Monarch Innovation Indbygget IoT-udvikling og er specialiseret i hurtige IoT-prototyper. Vil du skabe et IoT-produkt? Tøv ikke med at kontakt os.
