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7-2013

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Software/Tools/Kits

Software/Tools/Kits Grafische Embedded- Anwendungsprogrammierung Starter-Kit + C-Code-Generator für grafische Programmierung von Mikroprozessoren Lösung der Aufgabe und in zweiter Linie mit der Programmierung beschäftigen wollen. Bild 1: Starter-Kit mit C-Code-Generator für Machbarkeitsstudie, Rapid Prototyping und Serie: Embedded Systeme grafisch programmieren mit LabVIEW auf Mikroprozessoren 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 LabVIEW-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 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 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. 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 Bild 2: Der LabVIEW-ANSI-C-Code-Generator übersetzt das grafische Diagramm in eine echtzeitfähige Standalone-Firmware, die direkt in das Bootflash gebrannt wird. 42 PC & Industrie 7/2013

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 Haushaltgeräte. 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 DACHSview++ jetzt mit embedded Just-In-Time C/C++- Compiler für x86- & ARM7-Targets in Echtzeit Aufrufen von Funktionen aus „Shared-Libraries“ an, womit DACHSview-Nutzern die Einbindung von externen wissenschaftlichen Bibliotheken offen steht. Als weitere textuelle Sprache wird die Scriptsprache LUA unterstützt. Das Laufzeitsystem von DACHSview++ wird in Echtzeit für QNX 6.x und PREEMPT_RT Linux für x86- und ARM7-Systeme angeboten, und gibt dem Nutzer durch das Mixen von C/C++ - und Funktionsblock-Programmierung eine bisher nicht mögliche Flexibilität. Das funktionsblockbasierte Programmiertool DACHSview von Steinhoff Automation & Fieldbus- Systems enthält in der neuesten Version eine Funktionsblock-Bibliothek, die die JIT-Kompilierung von C/C++-Code erlaubt. Der kompilierte Code wird direkt in den Arbeitsspeicher gelinkt und kann von Funktionsblöcken aufgerufen werden, d.h. Steuerungsalgorithmen werden mit optimaler Geschwindigkeit ausgeführt, bzw. beliebiger C/C++-Code kann importiert werden. Die Kompilierung erfolgt während des Starts der Applikation “on-the-fly“ in Sekundenbruchteilen. DACHSview bietet zusätzlich Funktionsblöcke für das • STEINHOFF Automation & Fieldbus-Systems info@steinhoff-automation. com www.steinhoff-automation. com PC & Industrie 7/2013 43

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