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Software/Tools/Kits Grafische Embedded- Anwendungsprogrammierung Starter-Kit + C-Code-Generator für grafische Programmierung von Mikroprozessoren Bild 1: Starter-Kit mit C-Code-Generator für Machbarkeitsstudie, Rapid Prototyping und Serie: Embedded Systeme grafisch programmieren mit LabVIEW auf Mikroprozessoren Kreativität entfalten Eine Möglichkeit diese Herausforderung zu meistern ist: Eine grafische, domänenspezifische Programmiersprache einzusetzen, welche die Komplexität von Hardware, Software, Betriebssystem und Tools komfortabel abstrahiert. So kann sich der Entwickler auf den Kern der Aufgabe konzentrieren, seine Produktivität bis Faktor 4 erhöhen und so selbst ausgefallene Ideen in Rekordzeit kreativ umsetzen. Dank der grafischen Abstraktion ist dieses Werkzeug auch für Produktentwickler, System- und Prozess- Spezialisten besonders interessant, welche sich primär mit der Lösung der Aufgabe und in zweiter Linie mit der Programmierung beschäftigen wollen. Vom LabVIEW-Diagramm zum Mikroprozessor In der Embedded-Welt der Mikrocontroller, Mikroprozessoren und DSPs ist die Sprache «C» heute der Quasi-Standard. Genau hier setzt National Instruments (NI) ANSI-C-Code-Generator an. Er übersetzt ein grafisches Lab- VIEW-Diagramm/Blockschaltbild inklusive Mathematik- und Signalverarbeitungs-VIs in neutralen ANSI-C-Code. Dieser wird üblicherweise in übergeordnete «C» oder «C++» Applikationssoftware eingebettet und auf eine beliebige Mikroprozessorplattform portiert. Schmid Elektronik (NI «Electronic Autor: Marco Schmid, Schmid-Elektronik AG Entwickler von Embedded-Hardund -software sind heute mit den Konsequenzen einer schnelllebigen Zeit von Smartphones und Tablets konfrontiert. Diese sind stark geprägt von innovativen Designs und immer neuen Features. Die Anwender haben sich mittlerweile an diesen Komfort gewöhnt und transformieren ihre Erwartungshaltung stillschweigend von ihrem privaten in ihr berufliches Umfeld. C-Code-Generatoren (Bild 1) tragen wesentlich dazu bei, diesen neuen Schwung auch dort zu nutzen. Bild 2: Der LabVIEW-ANSI-C-Code-Generator übersetzt das grafische Diagramm in eine echtzeitfähige Standalone- Firmware, die direkt in das Bootflash gebrannt wird. 50 meditronic-journal 3/2013
Software/Tools/Kits Bild 3: Herausforderungen am Markt meistern (v. l. n. r.): intelligente Sensoren, Langzeit-Monitoring 1000 m unter dem Meer, weiße Güter, mobile Handhelds, High-Tech Haushaltsgeräte. Design Specialty» Allianzpartner) geht einen entscheidenden Schritt weiter und kombiniert den NI-C- Code-Generator mit dem ZBrain- SDK (Software Development Kit) und flexiblen Hardwareplattformen unterschiedlicher Leistungsklassen. Damit werden nicht nur die Algorithmen und Bibliothekssaufrufe übersetzt, sondern die komplette Applikationslogik inklusive Multitasking und Hardwarezugriffe, welche direkt im grafischen Code implementiert sind. Darunter fallen beispielsweise analoges und digitales I/O, Embedded Filesysteme, Kommunikation über Ethernet und eine Multi-Touch-Bedienoberfläche. Der so erzeugte Embedded- Applikations-C-Code wird mit dem Quellcode eines sehr schlanken RT-Kernels verlinkt und mit den gängigen Tools (Compiler, Linker, Loader) in eine echtzeitfähige Standalone-Firmware überführt . Diese wird mit einem ICE (In- Circuit Emulator) über JTAG oder Bootloader direkt ins Flashmemory der Zielhardware gebrannt. Von dort startet die Anwendung direkt ohne Betriebssystem innerhalb einer Sekunde, geht in einen zuverlässigen 24/7-Betrieb über (inklusive Fehlerbehandlung) und ist gegen Einflüsse von außen weitgehend unempfindlich. Innovativ und schnell Neben der hohen Abstraktion und dem großen Funktionsumfang sind die Low-Level-Hardwarezugriffe und Qualitätsmerkmale wie schnelle Bootzyklen, skalierbarer Stromverbrauch, Determinismus und stabiler Dauerbetrieb wichtige Gründe, welche die Methode «LabVIEW auf Mikroprozessoren» für den Embedded-Bereich so interessant machen. Sie eignet sich für alle drei Phasen der Produktentwicklung, Machbarkeitsprüfung, Rapid Prototyping und Serieneinsatz in Industrie, Forschung, Medizin-, Analysen-, Umwelt- und Transporttechnik und im Outdoor-Einsatz ebenso wie zur Sensorauswertung oder mobil am Mann/Device. In einem Schulungsplan bietet der Hersteller kostenlose Webcasts, um die Möglichkeiten und Grenzen dieser Technologie kennenzulernen, ferner einen Starter-Kit (Bild 1) und Hands-on-Workshops, um durch praktisches Arbeiten selbst Erfahrungen zu sammeln. Schmid-Elektronik AG www.schmid-elektronik.ch UDE 4.0.4 unterstützt die Sicherheits-MCU-Plattform Hercules Eine optimierte Test- und Debug-Lösung für die von Texas Instruments speziell für sicherheitskritische Applikationen nach IEC 61508 SIL-3 oder ISO 26262 ASIL D entwickelte Hercules Mikrocontroller-Plattform stellt PLS Programmierbare Logik & Systeme mit ihrer Universal Debug Engine (UDE) 4.0.4. vor. Die beiden für Anwendungen in den Bereichen Automotive, Bahn und Luftfahrt bzw. Industrieautomatisierung, Medizintechnik und Energietechnik optimierten Hercules-Mikrocontroller-Produktfamilien TMS570LS und RM4x zeichnen sich nicht nur durch ihre ausgeprägten integrierten Sicherheitsfunktionen, sondern auch durch skalierbare Leistungs-, Konnektivität- und Speicheroptionen aus. Den Kern bilden jeweils zwei im Lockstep-Mode arbeitende ARM Cortex-R4 CPUs, die sich bei der TMS570LS-Serie mit bis zu 180 MHz und bei den RM4x-Bausteinen mit bis zu 220 MHz takten lassen. Zusätzlich stehen Anwendern je nach Bausteinvariante und Zielapplikation bis zu 3 MByte FLASH, bis zu 256 KByte RAM, leistungsfähige PWMund Timer-Module, Analog-Digital-Konverter sowie zahlreiche Kommunikationsschnittstellen zur Verfügung. PLS Programmierbare Logik & Systeme www.pls-mc.com meditronic-journal 3/2013 51
