Teknik PCB - Banyak tip untuk papan ibu PCB terbenam

Menjadi reka-reka papan ibu dan pembangunan PCB terkandung secara rasmi adalah proses yang sukar, memerlukan pembangun untuk menyimpan dan mengendalikan setiap bit dan bait sistem. Dari siklus pembangunan yang terkawal dengan baik ke pelaksanaan ketat dan pemeriksaan sistem, terdapat banyak teknologi untuk mengembangkan sistem terkandung kepercayaan tinggi. Hari ini, saya akan memperkenalkan 7 teknik PCB yang mudah untuk beroperasi dan boleh digunakan untuk masa yang lama. Mereka sangat membantu untuk memastikan sistem berjalan dengan lebih dipercayai dan menangkap perilaku yang tidak normal.

Pembangun perisian sering menjadi kumpulan orang yang sangat optimis, selagi kod mereka berjalan setia untuk masa yang lama, tiada apa lagi. Nampaknya jarang bagi pengendali mikro untuk melompat keluar dari ruang aplikasi dan melaksanakan dalam ruang kod yang tidak dijangka. Namun, peluang ini berlaku tidak kurang dari aliran penimbal atau penuding yang salah kehilangan rujukan. Ia akan berlaku! Perilaku sistem selepas ini tidak pasti, kerana ruang ingatan adalah 0xFF secara lalai, atau kerana ruang ingatan biasanya tidak ditulis, nilai mungkin hanya diketahui oleh Tuhan.

Tetapi terdapat kemampuan pemaut atau IDE yang cukup lengkap yang boleh digunakan untuk membantu mengenalpasti peristiwa seperti itu dan pulihkan sistem dari mereka. Trik adalah menggunakan arahan FILL untuk mengisi ROM yang tidak digunakan dengan corak bit yang diketahui. Untuk mengisi memori yang tidak digunakan, terdapat banyak kombinasi yang boleh digunakan, tetapi jika anda mahu membina sistem yang lebih dipercayai, pilihan yang paling jelas adalah untuk meletakkan pengendali ralat ISR di lokasi ini. Jika sesuatu berlaku salah dalam sistem dan pemproses mula melaksanakan kod diluar ruang program, ia akan memicu ISR dan memberikan peluang untuk menyimpan pemproses, daftar, dan keadaan sistem sebelum memutuskan tindakan penyesuaian.

Keuntungan besar bagi jurutera terbenam ialah bahawa rantai IDE dan alat kami boleh secara automatik menghasilkan aplikasi atau jumlah pemeriksaan ruang memori (jumlah pemeriksaan), dengan itu mengesahkan sama ada aplikasi tidak disentuh berdasarkan jumlah pemeriksaan ini. Menarik, dalam banyak kes ini, jumlah pemeriksaan hanya digunakan apabila kod program dimuatkan ke dalam peranti.

Bagaimanapun, jika CRC atau checksum disimpan dalam memori, maka mengesahkan sama ada aplikasi masih tidak sah pada permulaan (atau bahkan secara peribadi untuk sistem berjalan panjang) adalah cara yang baik untuk memastikan perkara yang tidak dijangka tidak berlaku. Hari ini, kebarangkalian perubahan aplikasi diprogram sangat kecil, tetapi mengingat bilion pengendali mikro yang diberikan setiap tahun dan persekitaran kerja yang berpotensi kasar, kemungkinan aplikasi instrumen perubatan hancur bukan sifar. Lebih kemungkinan, kerosakan dalam sistem boleh menyebabkan tulisan flash atau padam flash dalam sektor tertentu, dengan itu menghancurkan integriti aplikasi.

Lakukan semakan RAM pada permulaan

Untuk membina sistem yang lebih dipercayai dan kuat, sangat penting untuk memastikan bahawa perkakasan sistem berfungsi secara biasa. Lagipun, perkakasan akan gagal. (Untungnya, perisian tidak pernah gagal, perisian hanya akan melakukan apa yang kod mahu ia lakukan, sama ada ia betul atau salah). Memastikan tiada masalah dengan RAM dalaman atau luaran pada permulaan adalah cara yang baik untuk memastikan bahawa perkakasan boleh berfungsi seperti yang dijangka.

Terdapat banyak kaedah yang berbeza untuk melakukan pemeriksaan RAM, tetapi kaedah biasa adalah untuk menulis corak yang diketahui dan kemudian menunggu masa singkat sebelum membacanya kembali. Hasilnya adalah bahawa apa yang anda baca adalah apa yang anda tulis. Kebenaran adalah bahawa dalam kebanyakan kes pemeriksaan RAM telah lulus, yang adalah hasil yang kita mahu. Namun, terdapat kemungkinan yang sangat kecil bahawa pemeriksaan tidak akan lulus, yang menyediakan peluang yang baik bagi sistem untuk menunjukkan masalah perkakasan.

Guna monitor tumpukan

Bagi banyak pembangun terkandung, tumpukan ini kelihatan menjadi kekuatan yang agak misteri. Apabila perkara-perkara pelik mula berlaku, jurutera akhirnya terjebak, dan mereka mula berfikir tentang apa yang mungkin berlaku di dalam tumpukan. Hasilnya adalah untuk menyesuaikan saiz dan kedudukan tumpukan secara buta dan sebagainya. Tetapi ralat sering tidak berkaitan dengan tumpukan, tetapi bagaimana ia boleh begitu pasti? Lagipun, berapa banyak jurutera yang sebenarnya telah melakukan analisis saiz tumpukan terburuk kes?

Saiz tumpukan disediakan secara statik pada masa kumpil, tetapi tumpukan digunakan dengan cara dinamik. Bila kod dilaksanakan, pembolehubah, alamat balik, dan maklumat lain yang diperlukan oleh aplikasi terus disimpan pada tumpukan. Mekanisme ini menyebabkan tumpuan berkembang secara terus-menerus dalam ingatannya yang diberikan. Namun, pertumbuhan ini kadang-kadang melebihi had kapasitas yang ditentukan pada masa kumpil, menyebabkan tumpukan menghancurkan data di kawasan ingatan sebelah.

Satu cara untuk pastikan stack berfungsi dengan betul adalah untuk melaksanakan monitor stack sebagai sebahagian dari kod "kesehatan" sistem (berapa banyak jurutera yang melakukan ini?). Monitor tumpukan mencipta kawasan penimbal diantara tumpukan dan kawasan memori "lain" dan mengisinya dengan corak bit yang diketahui. Kemudian monitor akan terus mengawasi sama ada ada ada perubahan pada corak. Jika corak bit berubah, ia bermakna stack telah tumbuh terlalu banyak, dan sistem akan ditekan ke neraka gelap! Pada masa ini, monitor boleh rekod kejadian peristiwa, status sistem, dan mana-mana data berguna lain untuk diagnosis masalah masa depan.

Monitor tumpukan disediakan dalam kebanyakan sistem operasi masa sebenar (RTOS) atau sistem mikrokawal yang melaksanakan unit perlindungan ingatan (MPU). Yang menakutkan ialah fungsi ini dimatikan secara lalai, atau sering dimatikan secara sengaja oleh pembangun. Carian cepat di Internet mengungkapkan bahawa ramai orang cadangkan mematikan monitor tumpukan dalam sistem operasi masa sebenar untuk menyimpan 56 bait ruang ingatan flash, dll. Ini tidak layak mendapatkan!

Guna MPU

Pada masa lalu, sukar untuk mencari unit perlindungan memori (MPU) dalam mikrokawal kecil dan murah, tetapi situasi ini telah mula berubah. Sekarang pemegang mikro dari bahagian tinggi hingga bahagian rendah sudah mempunyai MPU, dan MPU ini menyediakan pembangun perisian PCB terkandung dengan peluang untuk meningkatkan kekuatan perisian pejabat mereka.

MPU telah secara perlahan-lahan disambung dengan sistem operasi untuk menetapkan ruang memori, di mana proses dipisahkan, atau tugas boleh melaksanakan kodnya tanpa bimbang tentang ditempatkan. Jika sesuatu berlaku, proses tidak terkawal akan dibatalkan dan tindakan perlindungan lain akan dilaksanakan. Sila perhatikan mikrokawal dengan komponen semacam ini, jika ada, sila gunakan karakteristiknya lebih banyak.

Bina sistem anjing pengawasan yang kuat

Salah satu pelaksanaan anjing pengawasan kegemaran yang sering anda cari adalah di mana anjing pengawasan dibenarkan (ini adalah permulaan yang baik), tetapi anda juga boleh guna pemasa perjodik ke tempat anjing pengawasan dibersihkan; aktivasi pemasa adalah sepenuhnya terpisah dari mana-mana situasi yang berlaku dalam program. Tujuan menggunakan anjing pengawasan adalah untuk membantu memastikan bahawa jika ralat berlaku, anjing pengawasan tidak akan dibersihkan, iaitu, apabila kerja ditangguh, sistem akan dipaksa untuk melakukan reset perkakasan untuk pemulihan. Mengguna pemasa yang bebas dari aktiviti sistem membolehkan anjing pengawasan tetap dibersihkan walaupun sistem telah gagal.

Bagaimana untuk mengintegrasikan tugas aplikasi ke dalam sistem anjing pengawasan, pembangun papan ibu PCB yang terlibat perlu mempertimbangkan dan merancang dengan hati-hati. Contohnya, terdapat teknik yang boleh membenarkan setiap tugas yang berjalan dalam tempoh tertentu untuk menunjukkan bahawa mereka boleh menyelesaikan tugasnya dengan berjaya. Dalam peristiwa ini, anjing pengawasan tidak dibersihkan dan dipaksa untuk ditetapkan semula. Terdapat juga beberapa teknologi yang lebih maju, seperti penggunaan pemproses anjing pengawasan luaran, yang boleh digunakan untuk mengawasi bagaimana pemproses PCB utama bertindak, dan sebaliknya. Untuk sistem yang boleh dipercayai, sangat penting untuk menetapkan sistem pengawasan anjing yang kuat.

Lupakan pengaturan memori volatile

Enjin yang tidak digunakan untuk bekerja dalam persekitaran dengan sumber terbatas mungkin cuba menggunakan ciri-ciri bahasa program mereka, yang membenarkan mereka menggunakan alokasi memori PCB yang tidak stabil. Lagipun, ini adalah teknologi PCB yang sering digunakan dalam sistem kalkulator. Dalam sistem kalkulator, memori hanya diberikan bila diperlukan. Contohnya, apabila berkembang dalam C, jurutera mungkin cenderung menggunakan malloc untuk mengalokasi ruang di kumpulan. Terdapat operasi yang akan dilaksanakan. Setelah selesai, anda boleh guna bebas untuk mengembalikan ingatan yang diberikan untuk menggunakan tumpukan.