Das Internet der Dinge (IoT) ermöglicht den Anschluss unzähliger Geräte an das Internet, die bislang nicht damit assoziiert wurden, wie z. B. Haushaltsgeräte oder Armbanduhren. Die bevorstehende IoT-Revolution wird Änderungen in vielen Bereichen wie bei medizinischen Geräten, der industriellen Prozesssteuerung und im Automobilsektor mit sich bringen.
Zusätzliche Anschlussmöglichkeiten gehen mit der Integration von Mikrocontrollern und der gesamten zugehörigen Softwareinfrastruktur in bislang nicht netzwerkfähigen Geräten einher. Der Mikrocontroller enthält neben dem Anwendungscode an sich ein RTOS (Real-Time Operating System), Gerätetreiber auf unterer Stufe, den TCP/IP-Stack, Sicherheitsmerkmale wie Verschlüsselung und Authentifizierung sowie eine Reihe weiterer Module. Zum breiter gefassten Software-Ökosystem gehört eine Vielzahl an Entwicklungsinstrumenten wie Compiler, Editoren, Debugger, Emulationsinstrumente und vieles mehr.
Abbildung 1: Das Internet of Everything – bald auch für Ihr bevorzugtes Produkt (Quelle: Texas Instruments)
Bislang wurden diese Entwicklungsinstrumente aus einer Kombination aus Software von Mikrocontroller-Anbietern und Software unabhängiger Anwender zusammengestellt. Dieses Konzept ist äußerst flexibel, birgt aber auch Risiken bei der Interoperabilität und Integration. Zudem mussten viele Funktionen unterer Ebenen wie Gerätetreiber für den jeweils ausgewählten Mikrocontroller neu geschrieben werden. Solche Umstände führen leicht zu längeren Entwicklungszeiten noch bevor die erste Zeile Anwendungscode geschrieben wurde – und tragen aus Sicht des Benutzers nicht zur Produktdifferenzierung bei.
Die Softwareentwicklung ist ein wichtiger Bestandteil des Produktzyklus. In einem IoT-Markt mit starkem Wettbewerb können unnötige Entwicklungszeiten über Erfolg und Misserfolg entscheiden.
Vor diesem Hintergrund investieren Hersteller von Mikrocontrollern intensiv in die Entwicklung von End-to-End-Software-Entwicklungstools, da sie für ihre Kunden und in ihrem eigenen Interesse einen problemlosen Entwicklungszyklus und minimale Markteinführungszeiten sicherstellen möchten. Zwei Investitionsmöglichkeiten liegen in der Verstärkung internationaler Software-Teams und der Akquisition unabhängiger Softwareunternehmen.
Durch den Bezug sämtlicher Software vom Hardware-Anbieter lässt sich die Entwicklungsumgebung für den ausgewählten Mikrocontroller optimieren. Zudem verfügen Hersteller von Mikrocontroller über sehr detailliertes Wissen über die Gerätearchitektur für geprüfte Code-Abschnitte für Funktionen der unteren Ebene wie E/A-Treiber oder Algorithmen, welche eine enge Interaktion mit der Hardware (z. B. Grafik-Engines), Verschlüsselung oder Authentifizierung erfordern.
Die Mikrochip-Programmierplattform MPLAB X ist auf einem PC (Windows, Mac OS oder Linux) ausführbar, um die Entwicklung von Anwendungen für Geräte mit Mikrochips zu beschleunigen. Die neue integrierte Entwicklungsplattform MPLAB X basiert auf der Open-Source-NetBeans-IDE von Oracle ist mit allen Mikrocontrollern und digitalen Signalcontrollern kompatibel.
MPLAB X unterstützt mehrere Versionen des gleichen Compilers; für jedes Projekt kann ein anderer Compiler verwendet werden. Durch die gleichzeitige Unterstützung mehrerer Debugger erhalten Techniker die Möglichkeit, mit einer einzigen MPLAB X-Installation Debugging-Routinen für mehrere Ziele gleichzeitig durchzuführen.
Neben IDE-Produkten bietet Microchip auch RTOS für eigene Produkte und Software für Anwendungen wie Bluetooth, digitale Filter, CODEC und Komprimierungsalgorithmen, AES, symmetrische Verschlüsselungen sowie Ipv4/v6 TCP/IP-Stacks an.
Mit der Code Warrior (CW)-Produktreihe deckt Freescale sämtliche eigene Mikrocontroller und DSPs ab, darunter die 8-Bit- S08/RS08- und die 16-Bit-S12(X)-Reihen, die Kinetis ARM-basierte µCs, 32-Bit- Qorivva and ColdFire und die DSP-Reihen. Code Warrior-Suites enthalten vielseitige Funktionen wie z. B. eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE), einen Debugger mit sämtlichen Funktionen, Simulatoren, ein Buildtool zur genauen Abstimmung der Compiler-Ausgabe oder ein Leistungsanalysetool.
CW-Suites sind in Basic-, Standard- und Professional-Versionen erhältlich, die sich in Funktionsumfang und zulässiger Codegröße unterscheiden. Es gibt auch ein Paket an speziellen CW-Suites für Netzwerkanwendungen, welche mehrere Architekturen unterstützen und die Möglichkeit einer zusätzlichen Auswahl an netzwerkzentrierten Tools wie die Validierungs- und Paketanalyselösung SerDes umfassen.
Zur Entscheidungshilfe bezüglich der geeigneten Version stehen mehrere zeitlich begrenzte Probeversionen zum kostenlosen Download bereit. Es stehen auch voll funktionsfähige Sondereditionen zum kostenlosen Download zur Verfügung, bei denen jedoch die Codegröße beschränkt ist. Die Produktreihen ohne Beschränkung sind im Abonnement oder mit unbefristeter Lizenz käuflich erhältlich.
CrossCore Embedded Studio ist eine IDE für die Blackfin- und SHARC-Prozessorreihen von Analog Devices. Die auf Eclipse basierende IDE für Windows verfügt über Funktionen zur Sprachbearbeitung, Codeerstellung und Debugging-Unterstützung in C/C++ und Assembly.
CrossCore Embedded Studio bietet zudem Unterstützung für Treiber, Dienste und algorithmische Software-Module für Blackfin- und SHARC-Entwickler. Hierzu zählt die Unterstützung von Treibern von On-Chip- und Off-Chip-Funktionen für Peripheriegeräte, Stacks für Ethernet und USB, ein RTOS und ein Dateisystem.
Zur Bewertung des Produkts kann eine 90-Tage-Testversion kostenlos heruntergeladen werden. Es werden verschiedene Kaufoptionen angeboten – von einer Einzelbenutzerlizenz bis zu einer Unternehmenslizenz, die von beliebig vielen Nutzern auf einem bestimmten Unternehmensnetzwerk genutzt werden kann.
Atmel’s Studio 6 ist eine integrierte Entwicklungsplattform (IDP) für die Entwicklung und das Debugging ARM Cortex-M- und Atmel AVR-Mikrocontroller-basierter Anwendungen, die in C/C++- oder Assembly-Code geschrieben wurden. Die neueste Version Studio 6.2 verfügt über erweiterte Debugging-Funktionen wie die Daten- und Interrupt-Nachverfolgung, eine verbesserte RTOS-Integration und die Möglichkeit zum Debuggen von optimiertem Code. Sie ist zudem auch noch kostenlos.
Zu Studio 6 gehören u. a. folgende Komponenten: ein integrierter Editor mit einem Tool zur visuellen Unterstützung bei der C/C++-Code-Vervollständigung, ein Debugger, eine Leistungstestanwendung, eine vollständige Chip-Simulation sowie die systeminterne Programmierung mit einer Schnittstelle zu allen schaltungsinternen Atmel-Programmierern.
Die IPD ist in Atmel Software Framework (ASF), eine Bibliothek mit freiem Quellencode mit 1.600 ARM- und AVR-Projektbeispielen, integriert. ASF verkürzt Entwicklungszyklen durch den Zugang zu einsatzbereitem Code, durch den sich viele grundlegende Arbeiten für Projekte umgehen lassen. Ein weiteres Angebot des Unternehmens ist Atmel Spaces: eine Zusammenarbeitslösung, über die Techniker Embedded-Strukturen gemeinsam nutzen und Projektfortschritte gemeinsam mit Kollegen nachverfolgen können.
Neben eigenen Produkten bieten Mikrocontroller-Hersteller Entwicklern Code-Zertifizierungen für verschiedene Anwendungen an. So ist der Entwicklungsprozess für die Funktionssicherheitssoftware SafeTI von Texas Instruments für die Entwicklung ISO 26262- und IEC 61508-konformer Softwarekomponenten für die Sicherheitsintegritätsstufen ASIL D und SIL 3 zertifiziert.
Das Unternehmen führt zudem eine Liste an SafeTI-Partnern, welche Tools, Software und Beratungsdienste anbieten, die speziell auf Systeme zur funktionellen Sicherheit abzielen und SafeTI-Komponenten unterstützen.