Sistemas Embarcados de Firmware e Hardware na Nuvem

Zachariah Peterson
|  Criada: Novembro 5, 2020  |  Atualizada: Marco 22, 2021
Design de PCB e firmware de sistemas embarcados

Todo sistema embarcado possui três componentes principais: hardware, software embarcado e firmware. Sua placa não funcionará sem hardware e componentes, mas o firmware de sistemas embarcados também forma a base para aplicações baseadas em MCUs. Projetar sistemas embarcados requer trabalhar em ambas as áreas, pois o design de hardware e firmware são inerentemente ligados. Como os designers precisam colaborar agora mais do que nunca, eles precisarão das ferramentas e processos de design certos para compartilhar todos os dados de design e código para firmware embarcado.

Quando você está projetando uma nova plataforma embarcada no Altium Designer, você pode aproveitar as capacidades do Altium 365® para armazenar, compartilhar e rastrear revisões no firmware para o seu novo sistema. Isso permite que você armazene o código para o seu sistema ao lado dos dados de design de PCB e dados de fabricação. Veja como você pode usar o Altium 365 para todas as suas tarefas de design de firmware e hardware de sistemas embarcados.

Firmware de Sistemas Embarcados no Altium 365

Graças às funcionalidades de compartilhamento e colaboração no Altium 365, é extremamente fácil compartilhar uma variedade de dados de design, incluindo código para firmware embutido. Aqui está como você pode inserir seus arquivos de firmware em seus projetos compartilhados usando seu espaço de trabalho Altium 365.

Inserindo Código de Firmware em Seus Projetos

Para inserir o firmware em seus projetos Altium Designer, você precisará aproveitar seu espaço de trabalho Altium 365 e algumas ferramentas integradas para visualizar e acessar seus dados. Mostrarei um exemplo de projeto para um novo produto de conversão de energia, onde firmware, layouts, esquemáticos, bibliotecas e componentes são inseridos no meu espaço de trabalho Altium 365.

O esquemático abaixo mostra um design de conversor de energia que estou usando para simulações no Altium Designer. Isso faz parte de um design para um sistema de energia que usará um loop de controle implementado em um SoC da TI. O outro esquemático e alguns componentes necessários para este projeto são mostrados no painel de Projetos no lado esquerdo da tela. Este projeto está atualmente armazenado localmente, mas podemos começar a adicionar firmware ao projeto uma vez que o projeto seja transferido para o seu espaço de trabalho Altium 365.

Embedded firmware design for power converter and control loop hardware
Esquemático para uma simulação de conversor de energia como parte de um projeto de loop de controle.

Para adicionar o firmware ao seu projeto, você precisa criar uma subpasta na pasta do seu projeto dentro do seu espaço de trabalho no Altium 365. Se você navegar até o seu espaço de trabalho no seu navegador web ou dentro do Altium Designer, pode clicar com o botão direito na pasta do seu projeto e selecionar a opção “Adicionar Pasta”. A imagem abaixo mostra onde criei uma nova subpasta dentro da minha pasta do projeto PowerControlFW no meu espaço de trabalho Altium 365 através do meu navegador web. Você vai querer criar uma Pasta Genérica, o que permitirá que você faça upload de qualquer arquivo necessário para o seu projeto.

Embedded systems firmware new folder in Altium 365
Criando uma nova pasta para firmware de sistemas embarcados em um projeto existente.

Observe que qualquer pessoa que tenha privilégios de edição para o projeto (incluindo o seu desenvolvedor de firmware) pode acessar a pasta do projeto e criar uma subpasta para dados de firmware, componentes ou outros dados de design conforme necessário. Esta é a abordagem que tomei acima, onde mostrei um desenvolvedor de firmware acessando dados do projeto através do espaço de trabalho Altium 365. Se você planeja reutilizar seus dados de firmware ou outros dados em outro projeto, você também poderia criar uma nova Pasta Genérica de nível superior.

Adicionando Arquivos de Firmware

Uma vez que a nova pasta é criada no seu projeto, você pode usar o Explorer para adicionar dados ao seu espaço de trabalho do Altium 365 para o seu projeto. Não é necessário criar um tipo de arquivo específico, e você pode clicar em "Adicionar Item" no Explorer e arrastar seus arquivos de firmware para o diálogo Criar Novo Item. A imagem abaixo mostra o nome do meu novo item, que conterá 5 arquivos (4 arquivos de código e 1 arquivo zip).

Embedded systems firmware data upload
Carregando dados de firmware.

Uma vez que tudo esteja carregado, você verá os arquivos no seu espaço de trabalho do Altium 365 (veja abaixo). Neste ponto, você pode compartilhar o projeto com um colaborador para dar a ele acesso aos seus arquivos de design. Eles podem então acessar os dados de firmware do Altium Designer ou através do navegador deles.

Embedded systems firmware data in project folder
Dados de firmware na minha pasta de projeto.

A partir do Explorer, um engenheiro de firmware embutido pode imediatamente baixar esses arquivos para sua máquina local. Clique com o botão direito em uma das revisões dos arquivos na parte inferior do Explorer e selecione "Baixar Todos os Documentos". Um engenheiro também pode imediatamente abrir um desses arquivos em sua máquina local; basta clicar com o botão direito em um item e selecionar a opção Visualizar para os arquivos de cabeçalho e .CPP, eu posso instantaneamente abrir um desses arquivos no Visual Studio Code e começar a editar como mostrado abaixo.

Embedded systems firmware import into Visual Studio Code
Importação instantânea de um arquivo de cabeçalho para o Visual Studio Code.

Compartilhar Código e Rastrear Revisões

Aqui, o arquivo de dados binários é crítico, pois será gravado no meu SoC para o meu controlador de energia, enquanto o desenvolvedor de firmware pode precisar dos outros arquivos para modificar o código baseado no projeto esquemático. Colocar tudo isso em um único local ajuda todos a permanecerem produtivos e a acessar rapidamente os dados de design. Um projetista de firmware pode ver as conexões exatas entre componentes específicos e começar a modificar o código correspondente, garantindo ao mesmo tempo o rastreamento de revisão em um sistema de controle de versão.

Seja trabalhando remotamente ou no escritório com sua equipe de design, Altium Designer® e a plataforma Altium 365® facilitam a colaboração e o compartilhamento. Você terá as ferramentas necessárias para o desenvolvimento de firmware de sistemas embarcados e design de PCB, tudo em um só lugar.

Apenas começamos a explorar o que é possível fazer com o Altium Designer no Altium 365. Você pode verificar a página do produto para uma descrição mais detalhada das funcionalidades ou um dos Webinars Sob Demanda.

Sobre o autor

Sobre o autor

Zachariah Peterson tem vasta experiência técnica na área acadêmica e na indústria. Atualmente, presta serviços de pesquisa, projeto e marketing para empresas do setor eletrônico. Antes de trabalhar na indústria de PCB, lecionou na Portland State University e conduziu pesquisas sobre teoria, materiais e estabilidade de laser aleatório. A experiência de Peterson em pesquisa científica abrange assuntos relacionados aos lasers de nanopartículas, dispositivos semicondutores eletrônicos e optoeletrônicos, sensores ambientais e padrões estocásticos. Seu trabalho foi publicado em mais de uma dezena de jornais avaliados por colegas e atas de conferência, além disso, escreveu mais de dois mil artigos técnicos sobre projeto de PCB para diversas empresas. É membro da IEEE Photonics Society, da IEEE Electronics Packaging Society, da American Physical Society e da Printed Circuit Engineering Association (PCEA). Anteriormente, atuou como membro com direito a voto no Comitê Consultivo Técnico de Computação Quântica do INCITS, onde trabalhou em padrões técnicos para eletrônica quântica e, no momento, atua no grupo de trabalho P3186 do IEEE, que tem como foco a interface de portas que representam sinais fotônicos com simuladores de circuitos da classe SPICE.

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