Андрей Олегович Матюшин - Программирование микроконтроллеров: стратегия и тактика

А. О. Матюшин

Программирование
микроконтроллеров:
стратегия и тактика

Москва, 2017

УДК 621.316.544.1:004.4
ББК 31.264с
М35
Матюшин А. О.
М35 Программирование микроконтроллеров: стратегия и тактика. – М.: ДМК
Пресс, 2017. – 356 с.
ISBN 978-5-97060-098-6
Книга посвящена программированию встраиваемых систем с применением микроконтроллеров. Материал книги сгруппирован в соответствии со стандартными
этапами разработки любого программного обеспечения: анализом требований, проектированием, кодированием, отладкой и тестированием.
Издание проиллюстрировано примерами на С и анализом получаемого в результате компиляции машинного кода для двух популярных семейств микроконтроллеров Microchip: PIC18 (8 бит) и PIC24 (16 бит). Однако рассмотренные подходы
и приемы могут быть использованы при программировании микроконтроллеров
других производителей.

УДК 621.316.544.1:004.4
ББК 31.264с

Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой
бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность
технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную
точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

ISBN 978-5-97060-098-6

© Матюшин А. О., 2016
© Оформление, издание, ДМК Пресс, 2017

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие..................................................................................... 5
Благодарности.................................................................................. 6
Введение.......................................................................................... 7

1

Анализ требований................................................................ 15

2

Проектирование.................................................................... 81

1.1. Идентификация......................................................................................................16
1.2. Требования реального времени.........................................................................19
1.3. Безопасность............................................................................................................36
1.4. Надежность...............................................................................................................49
1.5. Защищенность.........................................................................................................63
1.6. Энергосбережение..................................................................................................68
1.7. Эффективность разработки................................................................................73

2.1. Структурный дизайн.............................................................................................82
2.1.1. Системы и подсистемы..............................................................................82
2.1.2. Объектно-ориентированная декомпозиция.......................................89
2.1.3. Автоматное программирование........................................................... 101
2.2. Конкурентный дизайн....................................................................................... 115
2.2.1. Логика функционирования и логика выполнения....................... 115
2.2.2. Задача как синхронная программа..................................................... 118
2.2.3. Декомпозиция на задачи........................................................................ 129
2.2.4. Доступ к общим ресурсам и взаимное исключение...................... 146
2.2.5. Планирование задач................................................................................ 163
2.3. Операционные системы реального времени.............................................. 179
2.3.1. ОСРВ как инструмент............................................................................ 179
2.3.2. Проблема выбора...................................................................................... 183
2.3.3. Особенности интеграции....................................................................... 192
2.3.4. Реализация для микроконтроллеров малой разрядности.......... 198

3 Кодирование.............................................................................213

3.1. Структура проекта.............................................................................................. 214
3.2. Оформление программ...................................................................................... 226
3.3. Применение средств языка.............................................................................. 237
3.4. Литералы, константы и выражения.............................................................. 245
3.5. Атомарность и изменчивость.......................................................................... 250
3.6. Оптимизация кода.............................................................................................. 266

4

СОДЕРЖАНИЕ

4 Отладка и тестирование.............................................................296

4.1. Ошибки и симптомы.......................................................................................... 297
4.2. Инспекция кода и формальная верификация........................................... 310
4.3. Тестирование и кросс-платформенная отладка........................................ 322
4.4. Отладка в реальном времени........................................................................... 333

Вместо --">