Первые эмуляторы ПЗУ позволяли только загружать программу, запускать её и останавливать, используй общий сброс. Затем появились усложнённые модели с аппаратной выработкой сигналов трассировки на осциллограф по достижении определённого адреса. Эмулируемая память в таких изделиях была доступна для просмотра и модификации, однако контроль за внутренними управляющими регистрами МК был до недавнего времени невозможен.
В последнее время появились так называемые интеллектуальные эмуляторы ПЗУ. Они позволяют «заглядывать» внутрь МК на плате пользователя и по управлению отладкой похожи на ВСЭ. Фирма Cactus даже представляет свой фактически интеллектуальный эмулятор ПЗУ, как ВСЭ ряда МК, настолько невозможно отличить работу с тем и другим. В действительности же процессор в этом случае не замещается, а используется тот, что стоит на плате пользователя.
Интеллектуальный эмулятор ПЗУ – это гибрид обычного эмулятора ПЗУ, отладочного монитора и системы быстрого переключения шины с одного на другой. Этим создаётся эффект, как если бы монитор отладки был установлен на плате пользователя, и при этом он практически не занимает у МК аппаратных ресурсов, кроме небольшой (примерно 4 Кбайт) зоны программных шагов. Подобный эмулятор разработан, например, фирмой «Фитон» для всех существующих и будущих МК, которые имеют ядро 8051, но дополнительно насыщены различными устройствами ввода / вывода. Изделие поддерживает множество самых разных МК фирм Philips, Siemens, OKI.
Строго говоря, интегрированные среды разработки не относятся к числу средств отладки, тем не менее, обойти вниманием данный класс программных средств, существенно облегчающих и ускоряющих процесс разработки и отладки микропроцессорных систем, было бы неправильно.
При традиционном подходе начальный этап написания программы строится следующим образом. Исходный текст набирают с помощью какого-либо текстового редактора. По завершении набора работа с текстовым редактором прекращается и запускается кросс-компилятор. Как правило, новая программа содержит синтаксические ошибки, и компилятор сообщает о них на консоль оператора. Затем вновь запускается текстовый редактор, и оператор ищет и устраняет выявленные ошибки. При этом сообщения об их характере, выведенные компилятором, уже не видны, так как экран занят текстовым редактором.
Этот цикл может повторяться не один раз. И если программа относительно сложна, собирается из различных частей, подвергается редактированию или модернизации, то даже этот начальный этап может потребовать очень много сил и времени программиста.
Избежать большого объёма рутинной работы и там самым существенно повысить производительность труда программиста позволяют появившиеся и быстро завоёвывающие популярность так называемые интегрированные среды (оболочки) разработки (IntegratedDevelopmentEnvironment– IDE).
Как правило, хорошая интегрированная среда объединяет имеющиеся средства отладки (внутрисхемный эмулятор, программный симулятор, программатор) и обеспечивает работу программиста с текстами программ в стиле «турбо».
Интегрированная среда позволяет:
- использовать встроенный многофайловый текстовый редактор, специально ориентированный на работу с исходными текстами программ;
- наблюдать одновременно (в многооконном режиме) диагностику выявленных при компиляции ошибок и исходный текст программы, доступный редактированию;
- вести параллельную работу над несколькими проектами. Менеджер проектов позволяет использовать любой проект в качестве шаблона для вновь создаваемого. Опции используемых компиляторов и список исходных файлов проекта устанавливаются в диалоговых меню и сохраняются в рамках проекта, устраняя необходимость работы с неудобными batch-файлами:
- подвергать перекомпиляции только редактировавшиеся модули;
- загружать отлаживаемую программу в имеющиеся средства отладки и работать с ними без выхода из оболочки;
- подключать к оболочке практически любые программные средства.
В последнее время функции интегрированных сред разработки становятся принадлежностью программных интерфейсов наиболее «продвинутых» эмуляторов и отладчиков-симуляторов. Такие функциональные возможности в сочетании с дружественным интерфейсом существенно ускоряют работу программиста.
Таким образом, выбирая инструментальные средства отладки, целесообразно принимать в расчёт следующий комплекс показателей: перечень поддерживаемых МК, ограничения на ресурсы эмулируемых / симулируемых МК, возможность символьной отладки, перечень поддерживаемых компиляторов и, наконец, сервисные возможности.
В последнее время функции интегрированных сред разработки становятся принадлежностью программных интерфейсов наиболее «продвинутых» эмуляторов и отладчиков-симуляторов. Такие функциональные возможности в сочетании с дружественным интерфейсом существенно ускоряют работу программиста.
Таким образом, выбирая инструментальные средства отладки, целесообразно принимать в расчёт следующий комплекс показателей: перечень поддерживаемых МК, ограничения на ресурсы эмулируемых / симулируемых МК, возможность символьной отладки, перечень поддерживаемых компиляторов и, наконец, сервисные возможности.
Литература
1. Бродин В.Б., Калинин А.В. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики. – М.: ЭКОМ, 2002.
2. Микушин А. Занимательно о микроконтроллерах. – М.: БХВ-Петербург, 2006. – ISBN 5–94157–571–8
3. Фрунзе А.В. Микроконтроллеры? Это же просто!. – М.: ООО «ИД СКИМЕН», 2002. – Т. 1.
4. Фрунзе А.В. Микроконтроллеры? Это же просто!. – М.: ООО «ИД СКИМЕН», 2002. – Т. 2.
5. Фрунзе А.В. Микроконтроллеры? Это же просто!. – М.: ООО «ИД СКИМЕН», 2003. – Т. 3.
6. Голубцов. М.С. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному – М.: СОЛОН-Пресс, 2003. 288 с. – (Серия «Библиотека инженера»).
7. Журнал «Радио» №2 за 2000 г.