Sviluppo del firmware: Cose da sapere

Il firmware è un chip di memoria flash che memorizza un software specifico che controlla le funzioni di un dispositivo integrato.

Sviluppo di firmware integrato non è altro che codice di programmazione su hardware da eseguire su dispositivi elettronici integrati. Gli sviluppatori che si occupano di questo aspetto conoscono a fondo i processori integrati e collaborano strettamente con gli ingegneri hardware integrati. Programmando i progetti integrati utilizzando i codici, i codici firmware possono regolare le funzioni di molti dispositivi fisici. FOTA si riferisce alla capacità del codice hardware di essere aggiornato in modalità wireless (Firmware Over the Air).

01Lo sviluppo embedded richiede competenze diverse

Per diventare un esperto nello sviluppo di firmware integrato, ogni sviluppatore deve avere una conoscenza teorica e pratica approfondita dei componenti software e hardware. Se manca la conoscenza di uno o entrambi questi aspetti, le probabilità di scrivere un codice ben funzionante si riducono.

Per darvi un'idea, oltre alle competenze tecniche, lo sviluppatore dovrebbe possedere queste tre nozioni fondamentali:

• Avere una solida conoscenza del sistema integrato nel suo complesso.
• Una conoscenza approfondita dell'hardware e del software.
• Riconoscere i limiti strutturali del sistema.

Le competenze tecniche comprendono tre componenti: linguaggi di programmazione integrati, sistemi operativi in tempo reale e driver di periferica. Per citare alcuni dei criteri più importanti:

• Programmazione in C e C++, MCU e microprocessori
• A livello di System on a Chip (SoC), è necessario avere familiarità con il sistema operativo Linux, il sistema operativo in tempo reale e l'ottimizzazione del software.
• Debugging e aggiornamento delle competenze relative ai codici esistenti.
• Conoscenza approfondita delle strutture dati, del linguaggio di programmazione Python e capacità di comprendere schemi e schede tecniche.
• Architettura del set di istruzioni RISC-V, comprensione dei protocolli di comunicazione
• Conoscenza approfondita del Internet delle cose (IoT) e tecnologie basate su Internet.

025 passaggi essenziali per lo sviluppo di firmware integrato

È preferibile procedere per gradi per chi non ha familiarità con il funzionamento generale dello sviluppo di firmware integrato. In questo modo si ottiene una strategia segmentata e si separano le operazioni complesse. L'intero processo di sviluppo di un dispositivo IoT è suddiviso in cinque segmenti principali. Una semplice lettura può chiarire ogni dubbio.

1) Determinare i requisiti

Identificare le esigenze del processo è sempre la fase più importante. È necessario sapere cosa serve e, soprattutto, perché serve. Prima di iniziare con l'architettura, lo sviluppatore deve stilare un elenco dei componenti associati necessari. Il meccanismo di identificazione è anche legato all'aspetto dell'utilità.

Ogni dichiarazione dei requisiti ha due caratteristiche: è inequivocabile e verificabile. La dichiarazione deve essere precisa, chiara e concisa. La verifica è essenziale poiché senza di essa non è possibile verificare l'usabilità. Può sembrare una fase generica, ma è il fulcro di ogni processo di sviluppo di firmware integrato.

2) Distinguere l'architettura dal design

Questo passaggio fornirà maggiore chiarezza. Avete già capito che si tratta di un software e processo hardwareMa c'è sempre qualcosa che separa le due cose. Quando uno sviluppatore si confonde tra i vari livelli dell'ingegneria del firmware, il compito diventa difficile!

L'architettura è un modello in scala che non incorpora mai variabili o funzioni. L'architettura spiega le caratteristiche permanenti. Poiché è difficile da modificare o aggiornare, lo sviluppatore deve prima comprenderla e adattare il codice per renderlo appropriato. D'altra parte, il documento di progettazione del firmware entra nei dettagli, comprese le funzioni delle attività all'interno dei driver dei dispositivi. Rivela anche informazioni sulle interfacce dei sottosistemi.

3) Gestione del tempo

La maggior parte dei beni presenta una combinazione di esigenze urgenti, non urgenti e non in tempo reale. I requisiti non urgenti in tempo reale sono estremamente difficili da descrivere e il metodo più semplice per gestirli è considerarli come requisiti urgenti in tempo reale. Questa fase include la richiesta di puntualità.

È fondamentale separare le funzionalità in tempo reale dal resto del software per due motivi:

• Semplifica la progettazione e il funzionamento del software non in tempo reale poiché elimina i problemi di sicurezza anche quando si utilizzano codici scritti da programmatori inesperti.
• Lo sforzo richiesto per eseguire l'analisi RMA o monotona dei tassi viene ridotto isolando gli ISR dai lavori ad alta priorità.

4) Progettazione dei test

Il passo successivo è fondamentale. Comporta diverse procedure di valutazione per determinare se l'intero sistema funziona. Tre delle procedure di test più utilizzate sono le seguenti:

Test di sistema: garantisce che l'intero prodotto sia conforme alle specifiche. In genere, questo test non rientra nell'ambito di competenza degli ingegneri, sebbene sia compatibile con il test harness da loro sviluppato.

Test di integrazione: garantisce che i sottosistemi collegati dell'architettura interagiscano come dovrebbero. Verifica che l'output sia corretto. Questo tipo di test viene spesso sviluppato da un gruppo di test o da un ingegnere software.

Test unitario: coinvolge singoli componenti software per determinare se funzionano correttamente a livello di progettazione intermedia. Le persone ideali per sviluppare questo tipo di test sono quelle che scrivono il codice sottoposto al test.

5) Personalizzazione dei piani

Questa fase riguarda la gestione delle funzionalità di personalizzazione. Si tratta di un passaggio fondamentale per l'implementazione o l'apporto di modifiche. La diversità è facile da gestire con un'architettura ben progettata. L'obiettivo è quello di far funzionare le nuove personalizzazioni senza interferire con le funzionalità originali.

03Suggerimenti per velocizzare il processo di sviluppo del firmware integrato

• Alla ricerca di modi nuovi e migliori per innovare e migliorare. L'aspetto principale è sempre il miglioramento.
• Sviluppo di una strategia di miglioramento delle competenze attraverso lo studio di nuove metodologie di sviluppo di firmware integrato.
• Inizia a utilizzare una piattaforma e segmenta attentamente il carico di lavoro.
• Crea codice riutilizzabile per gestire il tempo. Contribuisce a un ROI più elevato.

Conclusione

Quindi, questo dovrebbe chiarire la maggior parte delle vostre domande sullo sviluppo di firmware integrato. Leggendo questo articolo potrete acquisire una comprensione generale di cosa sia, come funzioni e altre informazioni correlate. Grazie alla nostra vasta esperienza nell'IoT, Monarch Innovation offre Sviluppo IoT integrato ed è specializzata nella realizzazione di prototipi IoT rapidi. Vuoi creare un prodotto IoT? Non esitare a contattaci.