在當今時代,嵌入式設計師必須是各行各業的精英,擁有一支技能廣泛的團隊,或者依靠外部承包商來填補下一代產品所需功能的空白。很少有嵌入式設計師能夠在一天中擁有一系列技能和時間來親自設計必要的功能,以滿足用戶需求并保持競爭力。
這就是為什么微芯片(Microchip)不斷擴展其硬件、軟件庫和開發工具的生態系統。這些資源具有豐富的功能和靈活性,使整個電子行業的嵌入式開發人員能夠開發最新的產品,而無需在每一個功能類別中都具備專業知識。本文的目標是深入了解微芯片的硬件平臺、軟件庫和開發工具,使設計師能夠快速將工業級功能納入其嵌入式電子產品,而無需花費大量精力進行嵌入式編程或學習每個功能背后的技術細微差別。
硬件
每個產品設計階段都需要在生產前進行原型設計和概念驗證。電子設備的理想邏輯、外圍設備和附件硬件功能豐富、緊湊、易于集成和使用。此外,理想的硬件還將配備經過專業構建和測試的豐富軟件庫,以及現成的兼容軟件開發工具。易于操作的高度可擴展的開發板在建立項目的可行性以及設計師在構建其工具鏈時的熟悉度方面也起著關鍵作用。
微芯片提供兩種開發板:入門級好奇開發板和功能齊全的Explorer開發板,它們有助于滿足這些需求,并為早期產品和概念驗證/原型開發提供高度靈活的方法。好奇板支持8位、16位和32位微控制器(MCU),并可通過靈活的連接選項和mikroBUS?進行高度定制,以兼容大量的MikroElektronika點擊板?. 這些點擊板可以很容易地交換,以創建從混合信號設計、電機控制、時鐘和定時、電源管理等應用程序。
微芯片的Explorer開發板甚至比好奇板更靈活和可擴展。Explorer板還提供mikroBUS插槽和accept Processor Plug-in Module(PIM),允許交換16/32位處理器,以幫助嵌入式開發者找到理想的解決方案。此外,Explorer開發板還可以通過可定制的PICtail? 再加上子板,可通過預構建的應用程序實現快速開發。許多PICtail子板和其他硬件套件都是圍繞特定于應用程序的硬件構建的,并由廣泛的軟件庫和專業開發和用戶生成的代碼示例提供支持。
軟件庫
除了微芯片的開發板和特定于應用程序的硬件之外,還有軟件庫和代碼資源,開發人員需要這些資源來快速部署每個應用程序的功能和特性。微芯片提供了豐富且經過嚴格測試的軟件庫和代碼示例,這些庫和代碼示例與嵌入式設計中的即插即用功能完全相同,而不必像通常那樣組裝一系列軟件庫和函數來完成一些簡單的任務。這些軟件庫和代碼示例是為每個特定于應用程序的硬件解決方案專門設計的。MPLAB?CodeConfigurator和MPLAB Harmony都具有廣泛的庫,用于通用功能,如USB、文件系統等。
特定于應用程序的設計工具
要利用任何嵌入式硬件平臺的多功能性,開發人員可以利用并適應其應用程序需求的兼容且用戶友好的工具鏈是必不可少的。微芯片提供功能齊全、甚至圖形化編程的軟件工具,如MPLAB X集成開發環境(IDE)、MPLAB代碼配置器和Atmel START,這些工具與微芯片的硬件平臺一樣可通過插件進行擴展。其中許多插件通過附加的特定于應用程序的設計工具增強了基本IDE,從而降低了每個給定應用程序的入門級嵌入式開發人員的門檻。
MPLAB X IDE的一個插件是MPLAB Harmony圖形套件(MHGS),它與MPLAB Harmony軟件框架完全集成。MHGS提供了一套工具,可以方便地創建、自定義和優化圖形用戶界面(GUI)應用程序,比使用標準工具更快、更高效。MHGS的眾多特性之一是,開發人員能夠在幾分鐘內從概念到玻璃,而無需編寫一行代碼。拖放對象可以直接輸入到帶有MHGS的設計中,并且可以使用其他插件進一步支持非標準顯示的開發,而非標準顯示不受支持。
微芯片另一個靈活的設計工具和插件是motorBench?開發套件,它為低壓電機的磁場定向控制(FOC)提供了基于GUI的軟件開發工具。電機控制器的嵌入式開發面臨的一個共同挑戰是在有/無負載的情況下輕松啟動和高效運行新電機,如果電機參數未知,這尤其困難。motorBench開發套件提供了直觀的圖形開發環境,在創建工業級電機控制解決方案時省去了許多耗時的步驟。它通過促進關鍵電機參數的精確測量來實現這一點,同時調整反饋控制增益,以快速獲得速度和轉矩的穩定PI控制。此外,此開發套件能夠通過馬達控制應用程序框架(MCAF)和用戶界面生成MPLAB X IDE項目的源代碼,該用戶界面使用現成的幫助文件和資源逐步引導用戶完成整個過程。