El software o firmware integrado es el cerebro de un dispositivo integrado. Sin embargo, este tipo de software funciona de manera diferente al software convencional en PC o dispositivos móviles, que son genéricos y funcionan de manera idéntica en estos sistemas operativos. El software de PC se ejecuta sin acceder directamente al hardware subyacente.
El propósito del software integrado funciona en contraste, por así decirlo, porque está escrito explícitamente para un tipo de hardware. Los programas suelen ser únicos y específicos de un dispositivo o producto. El software integrado es el único software que se ejecuta en el dispositivo. Básicamente, es el código de máquina final el que accede directamente al controlador o procesador subyacente y a los periféricos integrados y/o conectados. El software integrado da vida al hardware y define el propósito del dispositivo.
El software integrado incluye lenguajes de programación de alto nivel compilados en código de máquina que se carga en la memoria del microcontrolador o procesador de destino. Aunque “C” es el más común (más del 80% del software integrado está escrito en C), varios otros lenguajes como Python, Java, JavaScript, C++, Verilog, Rust y lenguajes ensambladores de bajo nivel también lo son. usado.
Las herramientas de desarrollo de software, que integran código en dispositivos integrados, incluyen un editor de código, un enlazador, un depurador y un compilador/ensamblador.
El editor de código escribe y edita el código fuente del software integrado. Normalmente, esto incluye una colección de varios módulos o archivos. Por ejemplo, el código principal puede depender de varias bibliotecas o archivos de encabezado para implementar una lógica específica de la tarea. El vinculador combina el código principal y todas las dependencias en una unidad ejecutable. El depurador garantiza que no haya errores sintácticos o lógicos en el código. El compilador o ensamblador convierte el código fuente en el código de máquina final implementable convirtiéndolo directamente en código de máquina. El ensamblador interpreta el código línea por línea y primero convierte el código fuente en un código objeto.
Si no hay errores en el código, el código objeto finalmente se convierte en un código de máquina ejecutable final. En este artículo, exploraremos las principales herramientas de desarrollo de software disponibles para el desarrollo de software integrado.
arduino
Arduino IDE es un entorno de desarrollo integrado de código abierto para crear software integrado. La herramienta fue creada para programar placas Arduino, que se han vuelto increíblemente populares y ofrecen una gran comunidad de soporte.
Una razón es que el código fuente se puede trasladar fácilmente a muchos controladores comerciales. De hecho, varias plataformas de microcontroladores emergentes, como ESP, están diseñadas en línea con el ecosistema Arduino. Se pueden programar fácilmente en el IDE de Arduino instalando una biblioteca complementaria.
Sin embargo, el IDE de Arduino ya viene con una serie de bibliotecas y códigos de ejemplo. El IDE puede incluso ampliarse para admitir nuevas plataformas.
PyCharm
Si C es el lenguaje de programación dominante en el mundo integrado, Python es el siguiente. Desde que IoT y AI convergieron con el software integrado, Python se ha convertido en un lenguaje de programación importante para implementar comunicación de red, aprendizaje automático y aprendizaje profundo en dispositivos perimetrales.
Por ejemplo, las cámaras de circuito cerrado de televisión instaladas en muchos aeropuertos tienen una base de datos local que admite el reconocimiento facial de sospechosos de delitos. A menudo, las herramientas de comparación y reconocimiento de imágenes se realizan gracias al software Python.
PyCharm es un entorno de desarrollo integrado de la empresa checa JetBrains. Está desarrollado principalmente para la programación en Python, aunque admite muchos otros lenguajes de programación, incluidos HTML/CSS, JavaScript, Cython, TypeScript, etc. El IDE está disponible para Microsoft Windows, Mac OS y Linux. Hay tres ediciones disponibles, que incluyen una plataforma comunitaria, profesional y educativa.
Como herramienta de desarrollo de software para aplicaciones integradas basadas en Python, PyCharm ofrece más que la mayoría del software de sistemas integrados. Incluye funciones avanzadas como resaltado de errores, autocompletar, depuración, refactorización automática de código, gestión de proyectos, máquinas virtuales y pruebas de software integradas.
Si está desarrollando software que necesita comunicarse con un servicio en la nube o un servidor de red, este IDE admite marcos como Django, Flask, Pyramid, etc.
Tormenta web
Webstorm es otro entorno de desarrollo integrado de JetBrains, principalmente para programación JavaScript. JavaScript es el lenguaje de programación dominante para el desarrollo web sin servidor.
Muchas aplicaciones de IoT utilizan programación de red con un backend en Node.js más Express y un frontend en Angular o React. Todos implican programación en un solo lenguaje: JavaScript. Dado que los desarrolladores full-stack ya están programando el backend y el frontend de aplicaciones web integradas en JavaScript, el lenguaje es una opción obvia para el hardware integrado. JavaScript tiene bibliotecas ricas que admiten IoT, IA y aprendizaje profundo.
Eclipse
Desarrollado inicialmente para el desarrollo de software en Java, Eclipse es un IDE de código abierto que se puede utilizar para codificar aplicaciones en varios lenguajes de programación, incluidos C++, Java, Python, PHP, etc. El IDE se puede ampliar mediante complementos. Eclipse es la herramienta preferida para la programación de software integrado en automóviles.
Estudio visual
Visual Studio es popular para programar aplicaciones de software integradas, móviles y de escritorio. Viene con una extensión de Visual C++ para aplicaciones de IoT. El código C se puede compilar para cargarlo en microcontroladores y dispositivos integrados basados en Linux.
Con Visual Studio para IoT, los desarrolladores pueden codificar, editar y depurar directamente máquinas Linux. También existen varios compiladores y herramientas de terceros que le permiten programar muchas aplicaciones integradas diferentes. El IDE puede interactuar con la cadena de herramientas GNU a través de VisualGDB, lo que permite un rápido desarrollo y depuración del firmware integrado.
Creador de Qt
Qt Creator es una excelente herramienta para programar aplicaciones integradas en C++, JavaScript y QML. Los usuarios pueden crear fácilmente interfaces 2D y 3D y espacios de usuario para aplicaciones integradas.
Como herramienta de desarrollo de software, ofrece varias funciones avanzadas, como resaltado de sintaxis, autocompletado, pruebas integradas, depuración y teclado virtual. El IDE incluye un compilador cruzado y admite la depuración en el dispositivo para múltiples plataformas de hardware. Cuenta con el respaldo y el uso de varios fabricantes líderes de productos electrónicos en múltiples industrias, incluida la automoción, la electrónica de consumo, los equipos biomédicos, la automatización y el IoT.
MATLAB y Simulink
Juntos, MATLAB y Simulink son un conjunto de herramientas común entre los ingenieros eléctricos y electrónicos. Simulink se utiliza normalmente para diseños basados en modelos que admiten el diseño, la simulación, la generación automática de código, las pruebas y la verificación a nivel de sistema de sistemas integrados.
MATLAB comprende una gran colección de herramientas e interfaces de programación para cálculo numérico. Los ingenieros integrados utilizan MATLAB para crear interfaces de usuario, visualizar datos, analizar datos e implementar algoritmos de programación. El software admite la interfaz con programas escritos en los principales lenguajes, incluidos C++, Java, Python, C# y otros.
Con MATLAB y Simulink, puede diseñar y codificar aplicaciones integradas desde la creación de prototipos hasta la producción.
BRAZO Keil
ARM Keil es un entorno de desarrollo integrado para programar microcontroladores y plataformas de hardware basados en ARM que admiten C/C++. El IDE incluye un editor de código, enlazadores, simuladores, depuradores, ensambladores y compiladores de C++. El IDE funciona bien con todas las placas de evaluación basadas en Cortex y ARM y tiene muchas bibliotecas, herramientas de terceros y códigos de ejemplo.
Este software se puede utilizar para programar placas de evaluación y microcontroladores comerciales. Se puede utilizar para el desarrollo de software integrado, desde proyectos de hobby hasta aplicaciones industriales. La herramienta es lo suficientemente simplista para los estudiantes y lo suficientemente eficaz para los profesionales.
MPLABX
MPLAB es una herramienta multiplataforma más reciente para Microsoft Windows, Mac OS y Linux. El IDE puede programar microcontroladores PIC y procesadores de señales digitales de Microchip. El PIC es una familia de microcontroladores ampliamente utilizados por los fabricantes de sistemas integrados. El IDE admite el desarrollo de software integrado utilizando C/C++ para microcontroladores PIC, AVR, SAM, dsPIC y CEC. También incluye funciones avanzadas como resaltado de sintaxis, autocompletar, marcado de ocurrencias, gestión de proyectos y pruebas integradas.
NetBean
NetBeans es un entorno de desarrollo integrado para programar en Java v8 y soporta otros lenguajes de programación como C/C++, HTML, CSS, JavaScript y PHP. A menudo se prefiere IDE para desarrollar aplicaciones de IoT escritas en Java. Existen muchos servicios y plataformas en la nube escalables y de alta disponibilidad basados en Java. Java es un rico lenguaje de programación ampliamente utilizado para desarrollar aplicaciones integradas, de servidor, móviles y de escritorio de alta gama.
