embedded systemen
DESCRIPTION
Embedded systemen. Embedded software. Programming embedded systems. Theorie2 uur week. Practicum2 uur week. Programming embedded systems. Theorie. Inleiding embedded systemen Dieper op C ingaan Schrijven van een driver operating systemen testen van embedded software. Practicum. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/1.jpg)
Embedded systemenEmbedded software
1
![Page 2: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/2.jpg)
Practicum 2 uur week
Theorie 2 uur week
Programming embedded systems
2
![Page 3: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/3.jpg)
Programming embedded systemsTheorie
• Inleiding embedded systemen• Dieper op C ingaan• Schrijven van een driver• operating systemen• testen van embedded software.
Practicum• Intruductie DE2-70• Het schrijven van een device driver.• Het ontwerpen van een embedded applicatie.
3
![Page 4: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/4.jpg)
Wat is een embedded systeem ?
Elke apparaat dat een programmeerbare computer heeft, maar zelf geen computer is.
Wordt vaak gebruikt om apparatuur te optimaliseren.
Er zitten niet allerlei toeters en bellen op
4
![Page 5: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/5.jpg)
CPU
mem
input
output analog
analog
embeddedcomputer
Embedded computer => een eenvoudig overzicht
5
![Page 6: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/6.jpg)
Kenmerken van embedded systemen
• Geavanceerde functionaliteit.
• Real-time verwerking.
• Lage productiekosten.
• Low power.
• Betrouwbaar en veilig.
• Ontworpen om strakke deadlines door kleine teams.
6
![Page 7: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/7.jpg)
Microprocessors in Embedded Systems
7
![Page 8: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/8.jpg)
• Microprocessors zijn vaak zeer efficiënt: kan dezelfde logica gebruiken om vele verschillende functies.
Waarom een microprocessor
• Alternatieven: random logica op een field- programmable gate arrays (FPGA's), aangepaste logica, enz.
8
![Page 9: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/9.jpg)
Soft Core Processors
Zijn soft: wordt met behulp van software-tools in een programmeerbare chip gezet.
Flexibel: kan aan de hand van de applicatie aangepast worden.
• Een ontwerp kan snel gebracht worden.• Het testen en valideren van de software kan snel en
zonder een specifiek board gebeuren.• Geen gesoldeer en bedrading.
9
![Page 10: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/10.jpg)
Eenvoudige hardware configuratie
• CPU• 8 bits input• 8 bits output• JTAG
11
![Page 11: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/11.jpg)
De software
1. Assembler programmeren of hogere programmeertaal
• C,C++, JAVA, …. Is er wel een compiler
2. Hoe komen we bij de hardware.
12
![Page 12: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/12.jpg)
#define Switches (volatile char*) 0x21000#define LEDs (char*)
0x21010
int main(){
}
*LEDs=*Switches;
Lees stand schakelaars en stuur LED’s aan
Hardware rechtstreeks benaderen
13
![Page 13: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/13.jpg)
#define Switches (volatile char*) 0x21000#define LEDs (char*)
0x21010int main(){ volatile char *p=Switches; volatile char *q=0x21010; //warning unsigned char Leesin;
while(1) { Leesin=*p; *q=Leesin; } return 0;}
Hardware rechtstreeks benaderen
14
![Page 14: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/14.jpg)
15
Hardware abstraction layer
![Page 15: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/15.jpg)
16
Hardware abstraction layer
HAL systeem bibliotheek biedt de volgende diensten
• Integratie met newlib ANSI C standaard bibliotheek.• Toegang tot de devices.
• Consistente, standaard interface naar HAL diensten. • Device access, interrupt handling.
• Systeem initialisatie, (voor main()).
• Device initialisatie (voor main()).
Programmeur hoeft zich niet te verdiepen in low-level details
![Page 16: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/16.jpg)
17
HAL support
Voorbeeld: FILE *fp = fopen(LCD_NAME, "w");
• Character-mode devices• Timer devices• File subsystems• Ethernet devices• DMA devices• Flash memory devices
![Page 17: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/17.jpg)
De hardware wordt benaderd via de HAL(Hardware Abstraction Layer)
![Page 18: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/18.jpg)
19
Opbouw van de software
• Embedded systeem bestaat uit hardware en software
•Het belang van software in embedded systemen wordt steeds groter
•Software ontworpen voor embedded systemen wordt steeds abstracter
• Een embedded systeem is altijd hardware afhankelijk
•Portabiliteit van de code wordt door de abstractie steeds groter
![Page 19: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/19.jpg)
De System.h file
Wordt aangemaakt door de NIOS IDE
De system.h file biedt een complete software beschrijving van de de gemaakte Nios II systeemhardware.
De system.h file komt overeen met de werkelijke Nios II hardware, zoals die beschreven staat in de *. PTF file.
Een nieuw systeem betekent een nieuwe ptf file dus ook een nieuwe system.h file.
20
![Page 20: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/20.jpg)
De System.h file
De system.h file beschrijft elke peripheral en levert de volgende gegevens.
• De hardware configuratie van de peripheral.
• Het basis adres.
• Een symbolische naam for de peripheral.
Wanneer de hardware verandert, blijft de source code geldig.
Edit nooit in een system.h file21
![Page 21: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/21.jpg)
De System.h file
#define SWITCHES_NAME "/dev/Switches"#define SWITCHES_TYPE "altera_avalon_pio"#define SWITCHES_BASE 0x00021000#define SWITCHES_SPAN 16#define SWITCHES_DO_TEST_BENCH_WIRING 0#define SWITCHES_DRIVEN_SIM_VALUE 0#define SWITCHES_HAS_TRI 0#define SWITCHES_HAS_OUT 0#define SWITCHES_HAS_IN 1#define SWITCHES_CAPTURE 0#define SWITCHES_DATA_WIDTH 8
22
![Page 22: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/22.jpg)
#define Switches (volatile char*) SWITCHES_BASE#define LEDs (char*) LEDS_BASE
int main(){
}
*LEDs=*Switches;
Lees stand schakelaar en stuur LED’s aan
Hardware rechtstreeks benaderen
#include “system.h”
23
![Page 23: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/23.jpg)
24
int main(){
}
in = IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SWITCHES_BASE);out = in;IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LEDS_BASE, out);
Lees stand schakelaar en stuur LED’s aan
Hardware benaderen via de HAL
#include “system.h”
#include "altera_avalon_pio_regs.h"
![Page 24: Embedded systemen](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/568162ca550346895dd357aa/html5/thumbnails/24.jpg)
25
Hardware benaderen via de HAL