體驗全新的MCU軟件方法

　隨著世界不斷向數(shù)字化方向發(fā)展，微處理器 (MCU) 也正面向各種應用領域全面推出。新型電視機采用 MCU 來提高 LED 對比度。割草機可通過 MCU 的幫助實現(xiàn)自動化操作，并可采用電動機取代汽油機引擎，提高效率，降低污染?？Х葯C采用 MCU 后可提高智能性，能夠在您熟睡之后幫助您沖制一杯美味的咖啡。MCU 的發(fā)展帶動了一大批具有各種不同知識背景的開發(fā)人員的成長，這使我們不得不重新審視 MCU 軟件的開發(fā)。為了最大限度地提高處理器可用性，MCU 軟件必須滿足各種受眾用戶的需求，并必須更加重視系統(tǒng)應用。滿足不同的編程愛好

　　MCU 編程不再是經驗豐富的嵌入式系統(tǒng)工程師的專利。新型應用以及 MCU 的廣泛推出吸引了眾多此前從未接觸過數(shù)字硬件的工程師以及僅僅對技術充分熱情的業(yè)余愛好者，甚至那些尋求最新藝術表現(xiàn)形式的藝術家。現(xiàn)在已經到了擺脫傳統(tǒng)固定 MCU 編程模式的時候了，應該為用戶提供代表不同抽象與控制水平的不同編程途徑。C2000 的 controlSUITE 軟件包含可支持上述靈活性的四級硬件抽象層 (HAL)。從最底層開始，寄存器和地址可像從前一樣支持直接參照。

　　不過從第二層進行構建，位字段可使寄存器及其中的位功能組像變量一樣進行存取。通過將寄存器映射到存儲器上，編程人員現(xiàn)在就可像修改變量一樣訪問和存儲位或位功能組中的值，并可像變量一樣對其進行實時觀察，從而無需位掩碼這種容易讓人困惑而且容易出錯的方法。位字段還可在簡化編程的同時支持完整的器件存取，因此對經驗豐富的 MCU 編程人員也極具吸引力。

　　再進一步，外設 API 驅動器有助于用戶通過簡單的函數(shù)調用對外設進行編程。例如，通過調用函數(shù)，再向其提供周期、工作循環(huán)以及通道數(shù)等參數(shù)，就可完成 PWM 的初始化與設置。這些外設 API 驅動器可為嵌入式編程新手提供更簡單的接口(也可為 PC 軟件開發(fā)人員提供熟悉的函數(shù)調用接口)。

　　最后，完整的基準框架可幫助新用戶實現(xiàn)其應用的跨越式起步，無需擔心包括任務管理與 GPIO 映射在內的設置代碼問題。

　　上述四級相結合，再加上四級之間的移動功能，編程人員能夠迅速實施簡單的函數(shù)，同時還可全面發(fā)揮 C2000 以控制為導向的外設的優(yōu)勢。

圖 1. 具有不同背景與愛好的編程人員可通過 controlSUITE 軟件支持的 4 個硬件抽象層根據自己的方式進行 C2000 MCU 編程。每個設計步驟的模塊化軟件

　　MCU 評估套件將配套提供示例軟件，幫助用戶啟動設計工作。不過，工程師通常要走出其專業(yè)技術領域之外為其項目添加特性與智能性，因此簡單的示例軟件是不夠的。從評估示例到器件庫，乃至應用開發(fā)的整個設計過程都需要軟件。希望添加語音識別或影像處理功能的開發(fā)人員可能并不具備豐富的 FET 經驗。設計機器臂 (robotic arm) 的機械工程師可能對數(shù)字電機控制也不具備什么經驗。要想學習信號處理或控制算法可能需要大量的時間。 controlSUITE 軟件可提供每個步驟所需的解決方案。完整系列的評估示例可作為開發(fā)工作的起點。這些示例展示了位字段與 HAL 的 API 庫。豐富的庫集合可為工程師提供一系列配套使用的基礎代碼。MCU 供應商將提供基本的數(shù)學和幾何學函數(shù)庫，然而 controlSUITE 軟件并不限于這些基礎代碼。controlSUITE 軟件作為傳承了 32 位管線 C28x 內核強大數(shù)學處理功能的 MCU 產品系列，還包含 DSP 庫以及 FET 與濾波器算法。特別值得一提的是，IQMath 是一種對 C2000 編程人員極為有用的庫。IQMath 本身就是一個庫和編譯器，可幫助您在您的庫中選擇哪些數(shù)位為整數(shù) (I)，哪些為商 (Q)，從而選擇不同的范圍與分辨率。它還允許用戶以浮點格式編寫 C 函數(shù)，而不用處理定點縮放的問題，并且編譯器能解決所有其它問題。此外，IQ Math 中的代碼編寫還可為定點 MCU 或浮點 MCU 編譯統(tǒng)一的源集，從而實現(xiàn)不同器件之間的移植。最后，應用庫可提供作為不同系統(tǒng)基礎的構建塊。controlSUITE 中的應用庫不但包含如電機控制與功率轉換等應用系統(tǒng)常見的基本元素，并可將其置于一組模塊化函數(shù)和宏中，而且還配套提供了文檔及理論。全新系統(tǒng)的實施就像輸入輸出的連接一樣簡單。例如，數(shù)字電機控制庫包含近 30 個宏，如變換式、估計式、控制算法以及外設驅動器等。controlSUITE 軟件所提供的這些模塊使開發(fā)人員能夠縮短實施基礎元素所需的時間，幫助他們集中精力進行差異化開發(fā)，提高產品競爭力。

圖 2. controlSUITE 可提供該方法每個步驟所需的模塊化軟件代碼效率