AVR Studio 5 | Elettronica Open Source

Il potente ambiente di sviluppo di ATMEL, giunto alla sua quinta release, supporta tutti i microprocessori da 8 a 32 bit.

VR Studio è un prodotto di casa ATMEL ormai consolidato e ampiamente utilizzato da gran parte dei nostri lettori. Coloro che hanno già avuto modo di apprezzare l’affidabilità e completezza di questo pacchetto sanno che stiamo parlando di una realtà introdotta sul mercato già da anni, nata per fronteggiare la sfida con gli altrettanto noti ambienti di sviluppo proposti da Microchip, Silicon Labs, Texas etc., ha saputo adeguarsi alle evoluzioni della tecnologia e alle nuove esigenze del mercato dei microprocessori. Giunto ormai alla sua quinta edizione, AVR Studio 5 integra importanti strumenti di lavoro come AVR GCC toolchain e AVR Software Framework, che descriverò nel seguito di questo articolo. Per chi invece si affaccia adesso alla scoperta di questo pacchetto, ritengo utile partire dalla presentazione delle funzionalità di base dello strumento.

LE POSSIBILITÀ DI UTILIZZO

AVR Studio 5 può essere utilizzato in ambiente Windows con uno dei seguenti sistemi operativi: XP (x86/64), Vista (x86/64), Windows 7 (x86/64). Esso consente l’editing e la compilazione di firmware in linguaggio C, C++ e Assembler di tutta la famiglia di microprocessori da 8 a 32 bit, di cui i più rappresentativi sono le famiglie AVR Mega (AT90xx/ATMegaxx), AVR Tiny (ATtinyxx), AVR UC3 (AT32UCxx) e AVR XMega (ATxmegaxx). Attenzione, però, alcuni processori un pò datati e per i quali si prevede l’obsolescenza non vengono più supportati dalla release Studio 5. AVR Studio 5 consente l’utilizzo di molte piattaforme di sviluppo e debug fornite dalla casa. Tra queste le più note sono STK 500, STK600, QT600, AVR Dragon, JTAGICE mkll, JTAGICE3 e la più recente, ma anche più costosa, AVR ONE. Ognuna di esse è disponibile come DSK e consente diversi livelli di impiego, definiti dalla casa stessa come: Control (solo programmazione del micro e debug in circuit); Run (solo programmazione del micro e avviamento dell’applicazione senza debug ); Full (supporto completo per lo sviluppo). Anche in questo caso per acquistare lo strumento giusto è il caso di approfondire l’argomento.

INSTALLAZIONE DEL PACCHETTO

Il pacchetto viene offerto da ATMEL in modo del tutto gratuito agli utenti interessati. Per il download è sufficiente registrarsi al sito www.Atmel.com/AVRStudio. L’installazione avviene automaticamente cliccando sull’icona AVR Studio5.exe set-up launcher. Una volta installato, il pacchetto AVR Studio consente le funzioni di Visual Studio Editing, Assembler, Compilatore C, Linker, Debug e simulatore, AVR Software Framework. Avviando il programma AVR Studio, la consolle di utente si presenterà subito con la sua vasta scelta di strumenti, ciascuno azionato dal proprio pulsante e ricco di opzioni di configurazioni dell’ambiente secondo le preferenze individuali. Atmel fornisce un valido training on line in lingua inglese corredato di video che vi guiderà passo passo nell’impiego ottimale del pacchetto.

CREAZIONE DI UN PROGETTO

Iniziare un nuovo progetto è diventato più semplice grazie al nuovo Project Wizard. Tutte le opzioni di compilazione, linker ed editing possono essere facilmente selezionate, mettendo l’utente in condizione di scrivere subito il codice. Per iniziare un nuovo progetto possiamo procedere secondo varie modalità: scegliere il microprocessore selezionandone la famiglia, Mega-Tiny UC3-Xmega, oppure in base al kit di sviluppo che si intende impiegare come piattaforma hardware: STK 500-STK600 QT600-Dragon, JTAGICE mkll, JTAGUCE3-AVR ONE, o infine si può aprire uno dei tanti esempi di progetto preesistenti, cambiandone il nome nella propria directory.

LA COMPILAZIONE

Per verificare il funzionamento del codice generato dall’utente è necessario compilare e linkare le varie parti che compongono il codice stesso, al fine di ottenere un file in linguaggio macchina con cui programmare il microprocessore oggetto della nostra applicazione. Questa operazione viene svolta automaticamente da AVR Studio, cliccando appunto il bottone “build” nella consolle grafica. Eventuali errori di sintassi riscontrati in fase di compilazione appariranno nella parte in basso dell’interfaccia grafica. Cliccando sull’errore evidenziato, il programma vi porta direttamente sulla riga da correggere. In questa sessione risulta utile configurare una volta per tutte le opzioni di lavoro (variabili di ambiente) grazie alle quali l’utente definisce la quantità e il formato dei file in ingresso e in uscita, le eventuali opzioni di ottimizzazione, le opzioni e gli strumenti di debug impiegati e salvare il tutto in un “makefile” individuato dall’estensione elf. È altresì possibile riutilizzare in qualsiasi momento un makefile precedentemente generato per il medesimo progetto o per un’altra applicazione simile.

EDITING

AVR Studio 5 migliora le prestazioni di scrittura e modifica del codice (editing) prevedendo varie tecniche di ricerca dei simboli e puntando a essi con un semplice clic. In ogni momento è possibile visualizzare, puntando su uno dei campi della riga di codice, la variabile, la funzione o una definizione che si vuole investigare per vedere dove è stata dichiarata nei suoi dettagli e in tutti i riferimenti del programma dove essa compare. Nella scrittura di ogni riga di codice il programmatore è assistito, l’editor infatti propone al progettista una serie di probabili scelte che semplificano la codifica e riducono la possibilità di errori di sintassi.

IN SYSTEM PROGRAMMING

I tools di sviluppo gestiti da AVR Studio 5 consentono tutti la programmazione in circuit del micro. Questo può avvenire attraverso la porta Jtag oppure ISP o ancora PDI, TPI e Awire, secondo il tipo di microprocessore utilizzato. Molti di questi dispositivi sono forniti dalla stessa ATMEL, come ad esempio JTAGICE oppure JTAGICE3, AVRISP, ma molti fornitori alternativi propongono oggi dispositivi di programmazione e debugging per l’ambiente ATMEL, data la sua grande diffusione sul mercato. Solitamente attraverso la porta JTAG è possibile non solo la programmazione dei processori FLASH, ma anche il debug del programma, in quanto i moderni microprocessori consentono quasi tutti il dialogo con il PC fornendo una chiara idea di quello che sta succedendo al suo interno. Se non si ha la necessità del debug, allora la soluzione più economica per programmare il micro è senz’altro l’AVRISP. Disponibile in commercio con una spesa di circa 35 euro, consente tramite la porta ISP la programmazione della flash per molti micro della ATMEL, nonché della eventuale EEPROM, dei fuse e lock bits. Un accessorio di fascia media, molto compatto, completo e universale è il JTAGICE3 il quale, pur avendo dimensioni molto ridotte rispetto ai predecessori, consente oltre alla programmazione di tutti i micro ATMEL da 8 a 32 bit anche il debug simbolico in circuit, operando attraverso le porte JTAG oppure ISP, PDI, Awire.

AVR SOFTWARE FRAMEWORK (ASF)

ASF è una collezione di codice in formato sorgente pronto per l’uso, scritto e ottimizzato da esperti e collaudato in centinaia di progetti. La raccolta prevede: driver di periferiche, stack di comunicazione, librerie di applicazioni specifiche, e rappresenta un modo rapido e semplice per accedere subito alla funzionalità del prodotto. Il software fornito funziona con gli ambienti a 32 bit AVR UC3 e a 8 bit AVR Xmega con compilatori GNU e IAR. La gestione dei file messi a disposizione da AVR Software Framework avviene in modo semplice e guidato sotto il controllo di Application Builder. Tramite questo strumento si possono scegliere e utilizzare driver e librerie adatte caso per caso al nostro progetto e integrarle perfettamente con l’ambiente di lavoro.

AVR TOOLCHAIN

Si tratta di un set di strumenti utilizzabili per creare applicazioni con i processori AVR. Il pacchetto AVR Studio 5 include: compilatore C/C++, assembler, linker e debugger. Molti di questi strumenti sono basati su piattaforma GNU (www.gnu.org) e altri invece sono stati sviluppati da ATMEL. Normalmente si utilizza l’intero ambiente Studio 5, scaricabile gratuitamente dal sito. Per coloro invece che volessero utilizzare solo le prestazioni dello strumento AVR Toolchain è possibile limitare l’installazione a questa porzione di programmi. Il pacchetto è disponibile anche per ambiente Linux.


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