Atollic TrueSTUDIO - Sposób na mikrokontrolery STM32.pdf - STM32 - kubuspucharek

NARZĘDZIA KONSTRUKTORA

Sposób na mikrokontrolery

STM32

Na rynku mikrokontrolerów ma miejsce ciekawa sytuacja. Nie ma

najmniejszego kłopotu ze zdobyciem dobrych narzędzi sprzętowych

w postaci zestawów ewaluacyjnych, czy też pojedynczych układów.

Problem polega na dostępności i funkcjonalności narzędzi

programowych. W przypadku mikrokontrolerów STM32, pojawienie

się pakietu TrueSTUDIO irmy Atollic zupełnie zmienia ten stan

rzeczy.

Ponadto edycja Lite współpracuje tylko z jed-

nym typem programatora/debugera, ale to

akurat nie stanowi jakimkolwiek ogranicze-

nia, ponieważ obsługiwany jest programator/

debuger zgodny z ST-Link, czyli na przykład

ZL30PRG dostępny m. in. w Kamami.

Aktualnie pakiet TrueSTUDIO jest przy-

gotowany dla dwóch rodzin mikrokontro-

lerów: STM32 z rdzeniem Cortex-M3 oraz

TX09 (Toshiba) z rdzeniem ARM926EJ-S.

Zapowiadana jest również wersja współpra-

cująca z mikrokontrolerami Stellaris (Texas

Instruments), które, podobnie jak STM32 są

wyposażone w rdzeń Cortex-M3.

Obydwie wersje IDE są dostępne do

pobrania ze strony irmy Atollic. Proces in-

stalacji oprogramowania jest zautomatyzo-

wany i przebiega standardowo. Od strony

użytkownika wymagane jest jedynie skopio-

wanie klucza aktywacyjnego, generowanego

na podstawie unikalnego dla każdego kom-

putera ciągu znaków, który jest w trakcie

instalacji podawany przez instalatora. Klucz

aktywacyjny jest przesyłany w wiadomości

e-mail po zarejestrowaniu się na stronach

internetowych irmy Atollic. Po poprawnym

zakończeniu instalacji można natychmiast

przystąpić do pracy.

Rodzina mikrokontrolerów STM32 staje

się coraz liczniejsza i bardziej popularna.

Z tego powodu liczba narzędzi programo-

wych i sprzętowych, z których można sko-

rzystać, nieustannie rośnie. Niedawno kon-

struktorzy byli skazani na wybór pomiędzy

drogimi pakietami komercyjnymi, a trudny-

mi w obsłudze i koniguracji narzędziami

typu Open Source . Co prawda oprócz komer-

cyjnych, drogich środowisk takich jak MVi-

sion, czy IAR Workbench dostępne są także

tańsze pakiety (np. RIDE, CrossWorks), jed-

nak za narzędzie w pełni funkcjonalne i bez

żadnych ograniczeń, nadal należy płacić (co

jest oczywiście zrozumiałe).

Nowością na rynku środowisk dla mikro-

kontrolerów STM32 jest pakiet TrueSTUDIO

irmy Atollic. Jest to kompletne środowisko,

które umożliwia pisanie programów, kompi-

lowanie, programowanie pamięci mikrokon-

trolera oraz debugowanie w systemie. Pro-

gram został stworzony na bazie IDE Eclipse ,

jednak jego twórcy zadbali o maksymalne

uproszczenie i zautomatyzowanie obsługi

środowiska. Można pokusić się o stwierdze-

nie, że obsługa tego pakietu jest prostsza,

a możliwości większe, w porównaniu do nie-

jednego konkurenta.

Jedną z najważniejszych cech środowi-

ska TrueStudio jest dostępność jego dwóch

wersji: darmowej „ Lite ” i profesjonalnej „ Pro-

fessional ”. Należy tutaj wyraźnie podkreślić,

że wersja darmowa nie ma narzuconych

żadnych ograniczeń co do rozmiaru kodu.

Nie ma też żadnych ograniczeń czasowych.

Możliwości edycji Lite w zasadzie nie od-

biegają od tych oferowanych przez drogie

pakiety. Różnice pomiędzy wersjami płatną

i darmową środowiska TrueSTUDIO po-

dano w tab. 1 . Do najistotniejszych należy

zaliczyć brak możliwości kompilowania pro-

gramu w języku C++ oraz brak edytora dia-

gramów UML ( Uniied modelling language ).

Tab.1. Najistotniejsze różnice funkcjo-

nalności pakietu TrueSTUDIO w wersji

Lite i Professional

TrueSTUDIO

Lite

TrueSTUDIO

Professional

asembler + +

C + +

C++ – +

debugowanie + +

debugowanie

Przestrzeń pracy i projekty

Środowisko TrueSTUDIO odziedziczyło

po Eclipse hierarchiczny model przestrze-

ni roboczych ( workspace ) i projektów. Na

szczycie hierarchii znajduje się przestrzeń

robocza, której utworzenie jest niezbędne do

–

IDE

+ +

rozszerzone

IDE

–

edytor UML –

kontrola wersji –

baza błędów –

dodatkowe

biblioteki

–

obsługa pro-

gramatorów/

debugerów

JTAG

ograniczona +

ograniczenie

rozmiaru kodu

brak brak

ograniczenia

czasowe

brak brak

Rys. 1. Hierarchiczny model przestrzeni roboczych i projektów w środowisku

TrueSTUDIO

źródło: Atollic

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 2/2010

Atollic TrueSTUDIO

Sposób na mikrokontrolery STM32

pracy. Każda przestrzeń robocza jest repre-

zentowana przez katalog, w którym znajdują

się projekty i należące do nich pliki. Relacje

pomiędzy przestrzenią roboczą, projektami

i należącymi do nich plikami przedstawiono

na rys. 1 . Żadne projekty, ani też należące do

nich pliki, nie mogą znajdować się poza kata-

logiem przestrzeni roboczej.

mikrokontrolera oraz czy program ma być

ładowany do pamięci Flash, czy do pamię-

ci RAM. Warto zwrócić uwagę na ostatnia

opcję, ponieważ stosunkowo rzadko zdarza

się, aby oprogramowanie narzędziowe udo-

stępniało taką opcje jako listę wyboru. Naj-

częściej, żeby uzyskać efekt ładowania pro-

gramu do pamięci RAM należy samodzielnie

ustawiać adresy w przestrzeni pamięciowej

mikrokontrolera. Pełne zautomatyzowanie

ustawiania opcji wyboru pamięci było moż-

liwe, ponieważ dla każdej rodziny układów

jest oddzielna edycja pakietu TrueSTUDIO.

W następnych dwóch oknach nie ma

potrzeby nic zmieniać. Po zakończeniu pra-

cy kreatora wygląd programu TrueSTUDIO

będzie podobny do tego z rys. 3 . Warto za-

uważyć, że mamy do projektu automatycz-

nie dodaną bibliotekę Standard Peripheral

Library dostarczaną przez irmę STMicro-

electronics. Tak oto, za pomocą tylko kilku

kliknięć został stworzony kompletny projekt

wraz z przykładowym programem dla płyt

ewaluacyjnych STM3210B/C/E. Teraz pozo-

staje już tylko usunąć zbędną zawartość pli-

ku main.c i można przystąpić do tworzenia

własnej aplikacji.

Już przy pierwszym użyciu programu

TrueSTUDIO rzuca się w oczy ciekawa funk-

cja edytora. Kod, który przez niespełnienie

instrukcji warunkowej preprocesora #ifdef

nie będzie kompilowany, jest zaznaczany na

szarym tle. Znakomicie przyspiesza to pracę

podczas pisania programu z tego typu in-

strukcjami.

m. in. dostępny jest

widok dostosowany

do tworzenia aplikacji

w C/C++ oraz widok

zoptymalizowany pod

kątem debugowania.

Przełączanie wido-

ków jest możliwe za

pomocą przycisków

w prawym górnym

rogu okna głównego.

Nowy projekt

Po pierwszym pakiet TrueSTUDIO uru-

chomieniu wyświetla ekran powitalny. Dzię-

ki niemu można zapoznać się z podstawową

dokumentacją programu i jego możliwościa-

mi. Tworzenie nowego projektu rozpoczy-

na się od wyboru menu File/New/C Project ,

po czym pojawi się okno przedstawione na

rys. 2 . W tym miejscu programistę spotka

bardzo miła niespodzianka – projekty moż-

na tworzyć za pomocą kreatora, co jest raczej

niespotykane w środowiskach darmowych

i często niedostępne w środowiskach ko-

mercyjnych. W oknie należy wpisać nazwę

projektu oraz wybrać typ projektu „ STM32 C

Project ”. Po wyborze Next pojawi się kolejne

okno, w którym dokonuje się wyboru typu

Rys. 4. Opcje

budowania pro-

jektu w pakiecie

TrueSTUDIO

Kompilacja

i budowanie

Projekt w trakcie pisania wymaga cy-

klicznego kompilowania i budowania w celu

załadowania plików wynikowych do pamię-

ci mikrokontrolera i sprawdzenia poprawno-

ści działania aplikacji. Budowanie projektu

może odbywać się wielorako. Ręczny sposób

polega na wyborze z menu Project odpowied-

niej opcji, przedstawiono je na rys. 4 . Do

wyboru jest na przykład zbudowanie całej

przestrzeni roboczej lub też tylko aktywnego

projektu. Ciekawa jest opcja Build Automati-

cally z menu Project . Jeśli jest włączona, to

każdorazowe zapisanie plików po zmianie

zawartości wywoła automatycznie proces

budowania projektu.

Jak do tej pory nie było możliwości od-

czucia, że wersja środowiska, z której korzy-

stamy jest darmowa. Pierwsze ograniczenia

można zauważyć podczas ustawiania para-

metrów kompilatora. W płatnej wersji Pro-

fessional większość ustawień (nie tylko kom-

pilatora) jest dostępna z poziomu graicz-

nego interfejsu użytkownika. W wersji Lite

dobrodziejstwa środowiska graicznego są

znacznie ograniczone. Parametry kompilacji

trzeba wpisywać ręcznie. Nie jest to istotne

ograniczenie, ponieważ właściwości kompi-

lacji ustawia się zazwyczaj sporadycznie lub

nawet tylko raz dla danego projektu.

Korzystanie z tekstowego modyikowa-

nia parametrów kompilatora przedstawione

zostanie na przykładzie ustawiania pozio-

mu optymalizacji kompilacji. Po wybraniu

z menu Project/Properties ukaże się okno

zamieszczone na rys. 5 . W ustawieniach C/

C++ Build w opcjach różnych ( Miscella-

neous ) kompilatora C znajduje się wiersz,

w którym można wprowadzać parametry

kompilacji. Przykładowo, jeśli wymagana

jest optymalizacja pod kątem rozmiaru kodu,

należy wpisać w wiersz „ -Os ”. Podczas ko-

lejnego budowania projektu ustawienie po-

ziomu optymalizacji kodu zostanie zastoso-

wane.

Po poprawnym zbudowaniu w drzewie

projektu pojawi się sekcja Binaries , a w niej

plik wynikowy w formacie .elf ( Executable

and Linking Format ). Rozmiar kodu przezna-

czonego do załadowania do pamięci mikro-

kontrolera można sprawdzić poprzez wybra-

nie pliku .elf, a następnie w dolnym oknie,

Rys. 2. Kreator nowego projektu

Predeiniowane widoki

Każdy, kto pracował ze środowiskiem

programistycznym i debugerem zapewne za-

uważył, że w trakcie pisania programu, a na-

stępnie wyszukiwania błędów jest wygodnie

korzystać z różnego ustawienia okien na

ekranie. W pakiecie TrueSTUDIO zdeinio-

wano kilka najważniejszych układów okien,

Rys. 3. Wygląd środowiska TrueSTUDIO

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 2/2010

NARZĘDZIA KONSTRUKTORA

Rys. 8. ST-Link GDB Server

Rys. 5. Modyikacja poziomu optymalizacji kompilacji

kodu

wybranie zakładki właściwości ( Properties ).

Przykładową zawartość zakładki przedsta-

wiono na rys. 5 . Rozmiar kodu, który zosta-

nie załadowany do pamięci programu jest

zapisany w polu text , natomiast pola bss

(dane niezainicjalizowane) oraz data (dane

zainicjalizowane) informują o wykorzysta-

niu pamięci RAM.

Rys. 9. Koniguracja debugera przy pierwszym użyciu

Kontrola zmian w kodzie

Środowisko TrueSTUDIO jest niezwykle

innowacyjne. Co oczywiste, zwłaszcza wer-

sja płatna ma szereg ciekawych możliwości.

Darmowa wersja Lite umożliwia m. in. gra-

iczne sprawdzanie różnic pomiędzy plikami

zawierającymi kod programu. Jest to bardzo

przydatna funkcja w przypadku, kiedy są

dwie wersje jednego projektu, ale w różnym

wieku, lub też istnieje potrzeba porównania

zawartości dwóch plików. Wtedy zazwy-

czaj kontrola zmian polega na szukaniu ich

ręcznie. Pakiet TrueSTUDIO pozwala zauto-

matyzować ten proces. Uruchomienie trybu

graicznego porównania odbywa się przez

wybór menu kontekstowego. W celu porów-

nania dwóch plików należy zaznaczyć oby-

dwa, a następnie wybrać Compare With/Each

Other . W efekcie zostanie uzyskany widok

podobny do tego z rys. 6 . Różniące się ob-

szary są dynamicznie zaznaczane i łączone

liniami pomiędzy oknami.

Debugowanie

TrueSTUDIO jest środowiskiem zin-

tegrowanym, a więc praca z debugerem

jest, po wstępnym skonigurowaniu, łatwa

i przyjemna. Po podłączeniu programatora/

debugera STLink do zestawu ewaluacyjne-

go i komputera oraz po włączeniu zasilania

zestawu, należy uruchomić program ST-Link

GDB Server ( Start/Programy/Atollic/ ), który

automatycznie nawiąże komunikację z pro-

gramatorem. Ukaże się okno zamieszczone

na rys. 7 , którego podczas pracy nie należy

zamykać.

Przy pierwszym uruchomieniu debuge-

ra dla nowego projektu wymagana jest jego

koniguracja. Wybieramy menu Run/Debug

Conigurations , po czym w oknie ustawień

należy rozwinąć GDB Hardware Debugging

i wybrać interesujący projekt, przedstawiono

to na rys. 8 . Teraz wystarczy już tylko kliknąć

przycisk „ Debug ”, a program zostanie automa-

tycznie załadowany do pamięci mikrokontro-

lera, a widok programu zostanie przełączony

na odpluskwianie. Następne uruchomienie

debugera nie będzie już wymagało żadnych

czynności koniguracyjnych, wystarczy z li-

sty rozwijanej przycisku debugowania wybrać

nazwę projektu.

Po przełączeniu w tryb debugowania mi-

krokontroler oprócz zaprogramowania jest

Rys. 6. Właściwości pliku *.elf, rozmiar

programu

Rys. 7. Graiczne porównanie różnic w plikach źródłowych

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 2/2010

Sposób na mikrokontrolery STM32

TrueSTUDIO podczas debugo-

wania przedstawiono na rys. 9 .

Rys. 10. Wygląd środowiska TrueSTUDIO podczas debugowania

Podsumowanie

Wraz z pojawieniem się na

rynku środowiska TrueSTUDIO

konstruktorzy otrzymali tanie

lub – co bardziej istotne - nawet

bezpłatne narzędzie dla mikro-

kontrolerów STM32. Dzięki

temu została usunięta główna

bariera przed stosowaniem tych

układów we własnych aplika-

cjach, którą do tej pory była cena

profesjonalnych pakietów. Dla-

tego też należy się spodziewać

dalszej ekspansji mikrokontro-

lerów STM32 i umacniania się

ich pozycji na rynku. Być może,

jeśli tylko ta rodzina będzie się

rozwijać w takim tempie, jak do-

tychczas, a producenci taniego

oprogramowania narzędziowego

będą oferować pakiety o coraz

wyższej jakości, to irma STMi-

croelectroics będzie coraz silniej

kojarzona z mikrokontrolerami.

Przed układami STM32 zaczyna

się rysować naprawdę wspaniała przyszłość.

Krzysztof Paprocki

paprocki.krzysztof@gmail.com

również automatycznie zerowany, a wykony-

wanie kodu jest zatrzymywane przy osiągnię-

ciu pętli głównej programu ( main ). Sterowa-

nie debugerem jest standardowe. Ciągłą pracę

włącza się przyciskiem Resume , lub wybiera-

jąc z menu Run/Resume . Wygląd środowiska

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 2/2010

Atollic TrueSTUDIO - Sposób na mikrokontrolery STM32.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: