Flexibilität und Anpassungsfähigkeit sind wesentliche Eigenschaften eines Entwicklungsteams und gleichzeitig starke Merkmale des von den Herstellern der Chips, auf denen die Embedded-Designs laufen sollen, angebotenen Supports.

Bei der Entwicklung von IoT-Geräten überwiegen heute Softwareinhalte häufig. MCU-Hersteller bieten hier Entwicklern eine Vielzahl an Services, um das Design flexibel und anpassungsfähig zu halten.

Bei der Entwicklung von IoT-Geräten überwiegen heute häufig Softwareinhalte. MCU-Hersteller bieten hier Entwicklern eine Vielzahl an Services, um das Design flexibel und anpassungsfähig zu halten. Farnell

Wiederverwendung ist ein Schlüsselbegriff bei der Entwicklung von Embedded-Systemen. Auf der Hardwareseite kommen innerhalb einer Chip-Familie die gleichen Schaltungsblöcke zum Einsatz, die eine Reihe von Merkmalen hinzufügen oder weglassen. Diese sind stark, leicht oder gar nicht anzupassen, wenn sie in der nächsten Produktgeneration Wiederverwendung finden. Die Wiederverwendung auf der Softwareseite kann von der einfachen Beibehaltung der Programmierung einer Funktion – da diese gut funktioniert – über die Einbindung von Standard-Betriebssystemen bis hin zur Anpassung von generischen Anwendungsbeispielen reichen.

Premier Farnell hat mehrere Hersteller von Mikrocontrollern gebeten, einige der wichtigsten Punkte zu den Supportleistungen zu nennen, die sie in dieser Hinsicht anbieten, um den Design-in-Prozess für ihre Bausteine zu erleichtern. Dieser Prozess konzentriert sich zumeist auf den Gerätetreiber oder nützliche Funktionen, manchmal aber auch auf die Einbindung von Designteams beim Hersteller, um die Auswahl des passenden Bausteins zu begleiten und Softwarestrategien festzulegen.

ST Microelectronics setzt auf STM32Cube

Das Softwaretool STM32Cube setzt sich aus zwei zentralen Komponenten zusammen: den Embedded-Softwarebibliotheken STM32CubeMX und STM32Cube. Erstere bündelt Elemente wie einen C-Codegenerator für Pin-Multiplexing, Taktverteilung, Peripheriegeräte und Middleware-Setup mit grafischen Assistenten. Mit dazu gehören auch die Generierung von IDE-fähigen Projekten für eine integrierte Entwicklungsumgebung, Toolketten, eine Berechnung des Stromverbrauchs für benutzerdefinierte Anwendungssequenzen und der direkte Import von Embedded-Softwarebibliotheken der Firmenwebsite mit integrierten Aktualisierungsfunktionen.

Die Embedded-Softwarebibliotheken beinhalten die HAL-Hardware-Abstraktionsebene, welche die Übertragbarkeit zwischen verschiedenen STM32-Bausteinen über standardisierte API-Aufrufe ermöglicht. Low-Layer-APIs, ein leichter, optimierter und fachlich orientierter API-Satz, der sowohl auf Leistung als auch auf Laufzeiteffizienz ausgelegt ist sowie eine Sammlung von Middleware-Komponenten, darunter RTOS, eine USB-Bibliothek, ein Dateisystem, ein TCP/IP-Stack, eine Touch-Bibliothek oder eine Grafikbibliothek (abhängig von der MCU-Baureihe) gehören ebenfalls zum Support-Umfang.

Chip-Plus-Software-Ansatz von Renesas

Die Produkte der Synergy-Reihe sollen es Entwicklungsteams ermöglichen, die Softwareentwicklung auf API-Ebene zu beginnen, wobei der lauffähige untergeordnete Code vollständig vorhanden ist. Der Grundgedanke der Synergy-Plattform ist die Softwareentwickung, denn die Kunden des Chipherstellers beschäftigen heute mehr Software- als Hardware-Entwickler. Können diese auf einer höheren Ebene (API) programmieren und müssen nicht mit nicht-differenziertem Code arbeiten (Treiber, Middleware, etc.) können sie Zeit und Geld sparen und sich auf die Differenzierung ihrer Produkte auf dem Markt konzentrieren. Vorteile entstehen dann, wenn Fachkräfte mit Know-how im IC-Chip-Design mit erfahrenen Software-Architekten zusammenarbeiten. Denn wird die Software direkt vom Chip-Hersteller entwickelt, ist sie speziell auf den jeweiligen Chip ausgelegt und erzielt damit mehr Leistung.

NXP bietet Lösungen für die Produktanwendungsebene

Das Team für System- und Anwendungsengineering setzt darauf, sowohl die eigenen Produkte als auch die Anwendung der Kunden zu verstehen. Test erfolgen oftmals durch die Erstellung von Referenzdesigns, Demos oder fast fertigen Produkten unter Verwendung von einsatzbereiter Software und Elektronik. Auch bei NXP liegt der Fokus auf dem Thema Software. Es geht heute nicht mehr darum, breite Systeme wie Android anzubieten, sondern darum, Lösungen für die Produktanwendungsebene zu schaffen. Software-Entwickler machen die Hälfte des Engineering-Teams aus. Besondere Bedeutung kommt der Treibersoftware für Peripheriefunktionen zu. Treiber ermöglichen es der übergeordneten Systemsoftware, Peripheriefunktionen zu verwenden. Bei der Optimierung der Treiber setzen die Entwicklungsteams unter anderem darauf, leistungsstarke Funktionen zu nutzen und auf Open-Source-Software umzusteigen, indem sie funktionsreiche Treiber für Android, Linux sowie standardisierte RTOSs wie zum Beispiel Free-RTOS, ARM Embed OS und UCOS erstellen.

Integrierte Wireless-Konnektivität bei Silicon Labs

Silicon Labs konzentriert sich insbesondere auf MCUs mit integrierter drahtloser Konnektivität und stellt eine Software-Suite zur Verfügung, welche den Fokus auf diese Funktionalität legt. Das Unternehmen hat sich von der Chip-Fokussierung hin zu einem vertikal orientieren Anbieter von ICs, Software und Tools entwickelt. Bei der Entwicklung von Produkten arbeiten die Softwareteams mit der Hardware und geben anschließend Feedback an die Hardware-Entwickler weiter. Auf diese Weise können sowohl Software- als auch Hardware-Entwickler die Produktdefinition beeinflussen. Besonders wichtig sind dabei auch Tools, denn möchte ein Kunde 200 Mesh-Knoten bereitstellen, benötigt er Werkzeuge, die ihm zeigen, wie das Mesh funktioniert und aufgebaut ist.

TI setzt auf Flexibilität mit Simple-Link

Schnell und flexibel zu reagieren ist erforderlich, um die Übertragbarkeit und Wiederverwertung von Software über Produktreihen und Chip-Familien hinweg zu ermöglichen. Texas Instruments unterstützt Entwickler mit seiner Simple-Link-Plattform und einer Reihe von Tools und einem gemeinsamen SDK. Das SDK bietet Software-Komponenten mit Code-Übertragbarkeit für die gesamte Familie. Flexibilität ist wichtig, obwohl Kunden vielleicht gar nicht wissen, dass sie diese überhaupt benötigen. Es kann vorkommen, dass sich während des Produktentwicklungszyklus der Markt bereits wieder verändert. Denkt der Kunde nicht über diese Möglichkeit nach und ist nicht in der Lage flexibel zu reagieren, können sie bei derartigen Veränderungen schnell im Nachteil sein. Häufig verwendete Funktionen migrieren vorteilhaft in Hardwareform und können so Hard- und Software neu ausbalancieren. So verfügt TI bereits über Multi-Core-Bausteine, die eine Kombination von Hardware-Beschleunigern verwenden.

Fazit

Die Field-Engineering-Teams bei großen Distributoren (wie Farnell) stellen ebenfalls eine wertvolle Ressource dar. Sie können nicht nur – unter Wahrung der Vertraulichkeit – Erfahrungen aus einer Vielzahl von Projekten einbringen, sondern wissen auch, wo sich das gesamte Software-Backup jedes Herstellers befindet.