Per sistema di sviluppo (development kit) s'intende l'insieme di strumenti software e hardware necessari alla generazione del codice macchina che deve essere eseguito da un dato processore, al suo collaudo e messa a punto.
Scrittura del programma
La generazione del codice macchina avviene scrivendo prima un programma nel linguaggio assembly specifico del µP oppure in un linguaggio di alto livello (es. il C). A tale scopo si utilizza un editor di testo generico o specifico per quel linguaggio. Una volta scritto il codice sorgente, se in linguaggio assembly, esso deve essere assemblato, cioè tradotto nell'effettivo codice macchina numerico (generalmente esadecimale). La conversione viene fatta da un assemblatore (assembler) specifico per processore, o famiglia di processori. Se invece il programma è stato scritto in un linguaggio ad alto livello, esso deve essere compilato (per mezzo di un programma detto compilatore o, più precisamente cross-compiler) in modo da essere convertito in linguaggio assembly. Infine il programma compilato verrà assemblato, cioè tradotto nell'effettivo linguaggio macchina del µP, in due passaggi successivi.
Questa prima fase avviene sempre usando un personal computer dotato di apposito software.
La fase di collaudo può avvenire o attraverso un simulatore oppure per mezzo di un emulatore. Un simulatore non è altro che un software, eseguito sempre su un PC, il quale, come dice il nome, simula il funzionamento del µP. I simulatori vengono utilizzati soprattutto a scopo didattico, dal momento che i risultati della simulazione possono essere sensibilmente diversi da quelli del collaudo sul sistema reale (per esempio per le differenti temporizzazioni).
L'emulazione avviene invece collegando il personal computer (dotato di un opportuno programma di emulazione) con la scheda su cui andrà montato il µP (e su cui pertanto saranno presenti i moduli di memoria, le interfacce e ogni altra circuiteria aggiuntiva). Il collegamento fra personal computer e scheda avviene attraverso un opportuno cavo che si va a innestare al posto del µP, sullo zoccolo dove il µP dovrà essere montato.
L'emulatore consente di controllare l'esecuzione del programma e in particolare di:
- caricare il codice eseguibile in memoria
- avviare e interrompere a piacere il programma
- eseguire singole istruzioni (single step)
- inserire punti di interruzione nel programma (breakpoint), eventualmente condizionati a specifici eventi
- controllare e modificare il contenuto di variabili, dati e registri del µP
Si tenga presente che spesso il sistema a µP montato sulla scheda non dispone di monitor, né di tastiera (sistemi embedded) e che dunque le operazione effettuate tramite l'emulatore sono molto utili per semplificare il test del programma.
I µP recenti inoltre sono dotati di una modalità di debug, cioè di appositi piedini di interfaccia JTAG (alias IEEE 1149.1), uno standard di interfacciamento semplice ed economico atto a sospendere il normale funzionamento del µP e interrogarne le fasi tramite collegamento a un personal computer. In pratica nei processori dotati di interfaccia JTAG è possibile collegare il µP col personal computer esterno in modo da realizzare il debug direttamente sul µP, senza la necessità di usare un emulatore.
Per approfondire: My Home-Built TTL Computer Processor (realizzazione "in casa" di un µP)
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