Tekniker och plattformar

Programmeringsspråk, hårdvaruplattformar, bussar och verktyg — valet följer projektkraven, inte mina preferenser.

Den här sidan ger en kompakt översikt över de tekniker jag arbetar med. Listan är inte uttömmande — den nämner de plattformar, språk och verktyg som ofta förekommer i mina projekt eller som jag betraktar som särskilt relevanta för embedded-utveckling. Om din specifika plattform inte förekommer här betyder det inte nödvändigtvis brist på erfarenhet; i embedded-projekt överförs koncept ofta till andra plattformar så snart uppgiften är klar.

Språk

1. Programmerings- och hårdvarubeskrivningsspråk

Språkval efter uppgift: hårdvarunära och resurssnålt i C eller assembler, objektorienterat i C++, FPGA-logik i VHDL och SystemVerilog, verktyg och analys i Python.

C — huvudspråk för mikrostyrenhetens fasta programvara, från bare-metal till FreeRTOS
C++ — för mer komplexa embedded-tillämpningar med objektstrukturer, MISRA-konformt vid behov
Assembler — under extrema randvillkor, för hårdvarudrivrutiner, startkod och reverse engineering
VHDL — FPGA-designer med stark strukturell tydlighet
SystemVerilog — modern FPGA-utveckling, testbänkar, verifiering
Verilog — klassisk FPGA-beskrivning
Python — testautomation, skript, dataanalys, webbservrar
Kotlin — för Android-appar som kringliggande till embedded-enheter
JavaScript / HTML / CSS — webbgränssnitt och konfigurationsgränssnitt

MCU

2. Mikrostyrenhetsplattformar

Erfarenhet av alla på embedded-marknaden etablerade mikrostyrenhetsplattformar — från högpresterande ARM Cortex till kostnadsoptimerade Atmel-chip, som nakna mikrostyrenheter eller som kort-plattformar som Arduino eller BeagleBone.

ARM Cortex-M — standardplattformen för medelhöga krav
ARM Cortex-A — när Linux eller mer beräkningskraft krävs
ESP32 — embedded-tillämpningar med Wi-Fi/Bluetooth
Atmel / Microchip AVR — t. ex. ATmega-familjen för prisorienterade projekt
Arduino — snabb prototyping, undervisning och demonstrationer
BeagleBone — ARM Cortex-A-plattform med Linux för krävande tillämpningar
Mikrostyrenheter med minsta minne — bare-metal, utan RTOS (Stihl-projektet som exempel, se referenser)
ytterligare plattformar på begäran

FPGA

3. FPGA-plattformar

FPGA-utveckling från specifikation till verifiering. Tonvikt på Xilinx-produkter, förtrogen med moderna verktygskedjor och verifieringsmetoder.

Xilinx Artix-7 — kostnadseffektiva FPGA:er för styrning och signalbehandling
Xilinx Zynq — kombinerad ARM+FPGA-plattform för komplexa system
Vivado — verktygskedja för syntes, implementation och programmering
Icarus Verilog / Verilator — open source-simulatorer för snabb iteration
SystemVerilog-testbänkar — strukturerad verifiering av FPGA-designer

Buss

4. Bussar och kommunikationsprotokoll

Erfarenhet av de bussar som är etablerade i fordons-, industriella och embedded-miljöer — från hårdvarunära implementation till diagnostik.

CAN / CAN FD — fordons- och industristandard
MOST — infotainmentbuss med erfarenhet från Audi-projektet (se referenser)
Ethernet / EtherCAT — realtidskapabel industriell kommunikation
SPI / I²C / UART — standardgränssnitt för sensorer och periferi
UDS (ISO 14229) — diagnostikprotokoll för styrenheter
WebSocket / MQTT — för IoT- och molnanslutning

RTOS

5. Realtidsoperativsystem och ramverk

Val av programvaruarkitektur efter projektkrav — från bare-metal på små mikrostyrenheter till fullständiga flerkärniga realtidsoperativsystem.

Bare-metal — när minne och determinism räknas
FreeRTOS — de facto-standard för RTOS på mikrostyrenheter
Flerkärniga arkitekturer — fördelning av uppgifter över flera kärnor
Embedded Linux — på plattformar som BeagleBone, när tillämpningar drar nytta av det

Verktyg

6. Verktyg, testramverk och IDE:er

Verktyg är medel. Jag arbetar med det som passar projektet — och kan snabbt sätta mig in i okända verktygskedjor när de är projektrelevanta.

Vector CANoe / CAPL — standard för fordonstester och buss-simulering
LabView — mät- och styrprogramvara
Robot Framework — end-to-end-testautomation
HIL-uppsättningar — hardware-in-the-loop för integrerade systemtester
Pulsonix — schema- och PCB-layoutverktyg
Vivado — Xilinx FPGA-verktygskedja
Git / GitLab — versionshantering och kodgranskning
Wireshark — nätverks- och bussanalys

Webb/App

7. Webb- och app-tekniker (kringliggande programvara)

När embedded-enheter behöver ett konfigurationsgränssnitt, en instrumentpanel eller en mobilapp kan jag också leverera den kringliggande programvaran.

JavaScript / HTML / CSS — webbgränssnitt
Chart.js — datavisualisering i webbläsaren
Python / Flask — webbservrar
Node.js — serverkomponenter
Socket.IO / WebSocket / MQTT — realtidsdataöverföring
Kotlin — Android-appar för embedded-enheter
REST-API:er — standardiserade gränssnitt mellan embedded och moln

Vad som inte står på den här listan

Den här sidan nämner de tekniker som ofta används — det är ingen fullständig katalog. Om din plattform, ditt språk eller ditt verktyg inte står här är projektet ändå värt att diskutera. I embedded-utveckling spelar det till slut mindre roll vilken specifik verktygskedja man behärskar, och mer hur snabbt man kan ta till sig en ny verktygskedja och hur djupt de underliggande koncepten är förstådda.