體驗(yàn)全新的MCU軟件方法

　隨著世界不斷向數(shù)字化方向發(fā)展，微處理器 (MCU) 也正面向各種應(yīng)用領(lǐng)域全面推出。新型電視機(jī)采用 MCU 來提高 LED 對(duì)比度。割草機(jī)可通過 MCU 的幫助實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，并可采用電動(dòng)機(jī)取代汽油機(jī)引擎，提高效率，降低污染?？Х葯C(jī)采用 MCU 后可提高智能性，能夠在您熟睡之后幫助您沖制一杯美味的咖啡。MCU 的發(fā)展帶動(dòng)了一大批具有各種不同知識(shí)背景的開發(fā)人員的成長(zhǎng)，這使我們不得不重新審視 MCU 軟件的開發(fā)。為了最大限度地提高處理器可用性，MCU 軟件必須滿足各種受眾用戶的需求，并必須更加重視系統(tǒng)應(yīng)用。滿足不同的編程愛好

　　MCU 編程不再是經(jīng)驗(yàn)豐富的嵌入式系統(tǒng)工程師的專利。新型應(yīng)用以及 MCU 的廣泛推出吸引了眾多此前從未接觸過數(shù)字硬件的工程師以及僅僅對(duì)技術(shù)充分熱情的業(yè)余愛好者，甚至那些尋求最新藝術(shù)表現(xiàn)形式的藝術(shù)家?，F(xiàn)在已經(jīng)到了擺脫傳統(tǒng)固定 MCU 編程模式的時(shí)候了，應(yīng)該為用戶提供代表不同抽象與控制水平的不同編程途徑。C2000 的 controlSUITE 軟件包含可支持上述靈活性的四級(jí)硬件抽象層 (HAL)。從最底層開始，寄存器和地址可像從前一樣支持直接參照。

　　不過從第二層進(jìn)行構(gòu)建，位字段可使寄存器及其中的位功能組像變量一樣進(jìn)行存取。通過將寄存器映射到存儲(chǔ)器上，編程人員現(xiàn)在就可像修改變量一樣訪問和存儲(chǔ)位或位功能組中的值，并可像變量一樣對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，從而無需位掩碼這種容易讓人困惑而且容易出錯(cuò)的方法。位字段還可在簡(jiǎn)化編程的同時(shí)支持完整的器件存取，因此對(duì)經(jīng)驗(yàn)豐富的 MCU 編程人員也極具吸引力。

　　再進(jìn)一步，外設(shè) API 驅(qū)動(dòng)器有助于用戶通過簡(jiǎn)單的函數(shù)調(diào)用對(duì)外設(shè)進(jìn)行編程。例如，通過調(diào)用函數(shù)，再向其提供周期、工作循環(huán)以及通道數(shù)等參數(shù)，就可完成 PWM 的初始化與設(shè)置。這些外設(shè) API 驅(qū)動(dòng)器可為嵌入式編程新手提供更簡(jiǎn)單的接口(也可為 PC 軟件開發(fā)人員提供熟悉的函數(shù)調(diào)用接口)。

　　最后，完整的基準(zhǔn)框架可幫助新用戶實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用的跨越式起步，無需擔(dān)心包括任務(wù)管理與 GPIO 映射在內(nèi)的設(shè)置代碼問題。

　　上述四級(jí)相結(jié)合，再加上四級(jí)之間的移動(dòng)功能，編程人員能夠迅速實(shí)施簡(jiǎn)單的函數(shù)，同時(shí)還可全面發(fā)揮 C2000 以控制為導(dǎo)向的外設(shè)的優(yōu)勢(shì)。

圖 1. 具有不同背景與愛好的編程人員可通過 controlSUITE 軟件支持的 4 個(gè)硬件抽象層根據(jù)自己的方式進(jìn)行 C2000 MCU 編程。每個(gè)設(shè)計(jì)步驟的模塊化軟件

　　MCU 評(píng)估套件將配套提供示例軟件，幫助用戶啟動(dòng)設(shè)計(jì)工作。不過，工程師通常要走出其專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域之外為其項(xiàng)目添加特性與智能性，因此簡(jiǎn)單的示例軟件是不夠的。從評(píng)估示例到器件庫，乃至應(yīng)用開發(fā)的整個(gè)設(shè)計(jì)過程都需要軟件。希望添加語音識(shí)別或影像處理功能的開發(fā)人員可能并不具備豐富的 FET 經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)機(jī)器臂 (robotic arm) 的機(jī)械工程師可能對(duì)數(shù)字電機(jī)控制也不具備什么經(jīng)驗(yàn)。要想學(xué)習(xí)信號(hào)處理或控制算法可能需要大量的時(shí)間。 controlSUITE 軟件可提供每個(gè)步驟所需的解決方案。完整系列的評(píng)估示例可作為開發(fā)工作的起點(diǎn)。這些示例展示了位字段與 HAL 的 API 庫。豐富的庫集合可為工程師提供一系列配套使用的基礎(chǔ)代碼。MCU 供應(yīng)商將提供基本的數(shù)學(xué)和幾何學(xué)函數(shù)庫，然而 controlSUITE 軟件并不限于這些基礎(chǔ)代碼。controlSUITE 軟件作為傳承了 32 位管線 C28x 內(nèi)核強(qiáng)大數(shù)學(xué)處理功能的 MCU 產(chǎn)品系列，還包含 DSP 庫以及 FET 與濾波器算法。特別值得一提的是，IQMath 是一種對(duì) C2000 編程人員極為有用的庫。IQMath 本身就是一個(gè)庫和編譯器，可幫助您在您的庫中選擇哪些數(shù)位為整數(shù) (I)，哪些為商 (Q)，從而選擇不同的范圍與分辨率。它還允許用戶以浮點(diǎn)格式編寫 C 函數(shù)，而不用處理定點(diǎn)縮放的問題，并且編譯器能解決所有其它問題。此外，IQ Math 中的代碼編寫還可為定點(diǎn) MCU 或浮點(diǎn) MCU 編譯統(tǒng)一的源集，從而實(shí)現(xiàn)不同器件之間的移植。最后，應(yīng)用庫可提供作為不同系統(tǒng)基礎(chǔ)的構(gòu)建塊。controlSUITE 中的應(yīng)用庫不但包含如電機(jī)控制與功率轉(zhuǎn)換等應(yīng)用系統(tǒng)常見的基本元素，并可將其置于一組模塊化函數(shù)和宏中，而且還配套提供了文檔及理論。全新系統(tǒng)的實(shí)施就像輸入輸出的連接一樣簡(jiǎn)單。例如，數(shù)字電機(jī)控制庫包含近 30 個(gè)宏，如變換式、估計(jì)式、控制算法以及外設(shè)驅(qū)動(dòng)器等。controlSUITE 軟件所提供的這些模塊使開發(fā)人員能夠縮短實(shí)施基礎(chǔ)元素所需的時(shí)間，幫助他們集中精力進(jìn)行差異化開發(fā)，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

圖 2. controlSUITE 可提供該方法每個(gè)步驟所需的模塊化軟件代碼效率