Systèmes de développement

Tout développement de système intégrant un microprocesseur (MPU) ou un microcontrôleur (MCU) nécessite l'utilisation de systèmes de développement. Ce sont des outils utilisés par des ingénieurs concepteurs qui mettent en œuvre des logiciels ou du matériel. Ils contribuent à tester et à corriger un modèle durant son développement et son assistance. Ils facilitent la mise en œuvre, la vérification et le dépannage d'un système sur lequel travaille un concepteur.

Tout système de développement intègre le concept de cible. Une cible est le support sur lequel le logiciel ou le matériel (dans le cas d'une logique programmable) est exécuté. Cette cible peut être l'environnement matériel ou logiciel effectif dans lequel le modèle fonctionne, ou il peut s'agir d'une machine ou d'un logiciel qui l'imite.

En cas d'utilisation de la cible finale réelle dans un modèle, de nombreux systèmes disposent d'interfaces spécifiques intégrées pour en permettre l'accès. Ils comprennent des interfaces physiques telles qu'un élément JTAG qui permet l'accès aux sous-systèmes et aux Entrées/Sorties du microprocesseur à l'aide d'une technique appelée « boundary scan ». Des modules de débogage physiques peuvent aussi être intégrés à un MPU ou à un MCU pour permettre de lire et d'actualiser les registres internes, d'échelonner le compteur de programme et d'accéder à l'adresse et aux bus de données. La mémoire est généralement accessible et les sous-systèmes tels que le cache interne peuvent présenter un circuit supplémentaire pour aider à établir un code durant l'exécution.

Si le matériel effectif n'est pas disponible, les fabricants de puces et les concepteurs tiers produisent des kits de développement. Ce sont des plates-formes génériques qui permettent aux concepteurs de faire fonctionner les modèles principalement sur une plate-forme qui présente des similarités avec la cible finale. Il existe des plates-formes matérielles disponibles pour la plupart des cibles, y compris les microprocesseurs et les appareils logiques programmables.

Dans le cas du développement des microprocesseurs MPU eux-mêmes, les concepteurs ont l'opportunité de tester l'appareil sur des simulateurs logiques, des programmes qui interprètent la langue de description du matériel, exécutent le modèle à travers une série de stimulus de test et en sortent des résultats. Les équipes peuvent parfois télécharger la conception du matériel vers une plate-forme logique programmable pour la tester, généralement à une cadence plus lente que le modèle final.

Les systèmes de développement logiciels intègrent des simulateurs pour reproduire la cible mais ils peuvent également inclure des connexions physiques d'émulateurs in-circuit (ICE) pour le débogage. En cas d'écriture en langage de haut niveau (tel que C), les environnements de débogage peuvent afficher le langage d'assembleur sous-jacent et observer l'état des variables et de la mémoire. Des machines virtuelles peuvent être utilisées pour découpler l'ordinateur que le concepteur utilise depuis le modèle et cibler le système d'exploitation adéquat.

Les concepteurs écrivent également des algorithmes et ceux-ci peuvent être testés dans des programmes de modélisation mathématiques tels que Matlab. Les modèles mathématiques peuvent s'étendre pour simuler des systèmes complets (par exemple, Simulink).

Les concepteurs de circuits ont le choix de tester des circuits analogiques dans des logiciels tels que SPICE et lors d'une simulation électromagnétique physique. Ces outils peuvent être connectés à des systèmes de mesure en temps réel pour obtenir des caractéristiques de performance et améliorer la modélisation.