Технология MexBIOS: Обзор

Технологическое состояние рынка

  • До сих пор не разработана универсальная программная платформа (операционная система, стандартные приложения и сервисы).
  • Каждый раз разработчики вынуждены создавать программное обеспечение системы управления с нуля «изобретая велосипед».
  • Это занимает от 3 до 6 месяцев и требует наличия высокооплачиваемой команды программистов.

Решение проблемы: MexBIOS - специализированная операционная среда для управления электродвигателями и робототехническими комплексами.Используя MexBIOS требуется только загрузить kernel/library в микроконтроллер и сконфигурировать под свою задачу.

 

Концепция MexBIOS

  1. Загрузить  в память микропроцессора набор готовых процедур, обычно используемых при создании встроенных приложений (application-specific library).
  2. Загрузить в память микропроцессора специальный программный механизм, позволяющий при запуске микропроцессора на основе внешней информации (configuration file) определить порядок и условия запуска имеющихся процедур, динамически создать потоки данных между входами/выходами процедур (MexBIOS kernel).
  3. Сформировать конфигурационный файл на компьютере методом визуального программирования и с использованием готовых шаблонов (MexBIOS development studio).
  4. При необходимости, откомпилировать и добавить собственные процедуры в память микропроцессора (user-defined library).
  5. Провести отладку в среде MexBIOS development studio.

 

Преимущества MexBIOS

  • визуальное программирование в сочетании с классическими текстовыми процедурами
  • механизм имитационного моделирования работы ПО и объектов управления
  • не требуется компиляция проекта
  • предустановленный контент для управления электродвигателями
  • легко интегрируется в готовые проекты пользователя
  • прогнозируемая загрузка процессора
  • совместим с пакетом controlSUITE от TI
  • интегрированные элементы виртуального пульта
  • изменение алгоритмов  «на лету»
  • технология удаленного доступа к проекту пользователя и его сопровождения
  • поддержка многопроцессорности (на стадии разработки)
  • конвертор блоков из Matlab/Simulink

Технология MexBIOS

  • Шаг 1: Загружаем систему MexBIOS и библиотеку приложений, оснащенную набором базового контента в области систем управления электродвигателями (либо другие библиотеки) через JTAG. При необходимости загружаем дополнительно библиотеку специальных процедур и библиотеку пользователя, полученную с помощью утилиты BlockBuilder.

 

 

  • Шаг 2: В среде MexBIOS Development Studio создаем систему управления из имеющихся блоков методом визуального программирования либо открываем уже готовый шаблон проекта. Имеющиеся блоки для управления двигателем сделаны на основе библиотек предлагаемых Texas Instruments. Если требуемый блок отсутствует в предустановленной палитре компонентов MexBIOS Development Studio, то используя BlockBuilder, создаем при необходимости дополнительные блоки.

 

  • Шаг 3: Выполняем предварительное тестирование программного обеспечения в режиме симуляции, при необходимости добавляя в проект модели объектов управления (двигатели, механизмы и т.д.). Пользователю предоставлена возможность самостоятельно создавать модели своих объектов управления как средствами палитры компонентов, так и BlockBuilder. Для этого указывается количество входов/выходов модели и взаимосвязи между ними в виде программного кода. В дальнейшем модели могут быть импортированы из Simulink.
  • Шаг 4: Настраиваем виртуальный пульт управления за счет применения готовых элементов визуализации – лампы, кнопки, индикаторы и т.д., которые будут «привязаны» к требуемым регистрам. Возможна анимация. При необходимости специалисты ООО «НПФ Мехатроника-Про» могут подключиться к пульту пользователя и оперативно помочь с пуско-наладкой проекта.

 

  • Шаг 5: Загружаем конфигурацию в MexBIOS Kernel (SCI/USB/RS232/RS485, SPI и т.д), созданную в среде MexBIOS Development Studio и запускаем проект на исполнение.
  • Шаг 6: Проводим отладку, используя виртуальные приборы управления, механизм  Watch window, монитор, индикаторы и т.д. При необходимости изменяем блок-диаграмму и перегружаем конфигурацию. По окончании процедуры отладки рабочий вариант сохраняем, загружая конфигурацию в энергонезависимую память микропроцессора или внешнюю микросхему ПЗУ.

 

Распределение памяти MexBIOS


Примечание: MexBIOS Kernel может быть инсталлирован как дополнение к уже имеющемуся Start project либо как самостоятельное ядро не требующее наличия внешнего приложения

 

 

 

MexBIOS Development Studio: программировать микроконтроллеры теперь просто! 

MexBIOS Development Studio – визуальная среда разработки и моделирования встроенного программного обеспечения систем управления электродвигателями.

Используя блоки из палитры компонентов, собирается программа управления электродвигателем. Блоки представляют собой законченные функции управления электродвигателем, реализованные на основе библиотек IqDMC от Texas Instruments.

 

Готовые к использованию блоки и приложения

Палитра компонентов содержит группы предустановленных блоков:

  1. Embedded – работа с подсистемами, слоями, конфигурацией процессора
  2. Standard – константы, входы/выходы, работа с памятью, защиты
  3. Math – математический аппарат
  4. Logic – логические функции
  5. IqDMC – предустановленные блоки из библиотеки IqDMC компании Texas Instruments
  6. Drivers – блоки драйверов АЦП, PWM, GPIO, QEP, HALL
  7. Users – блоки реализованные пользователем

 

 

 

 

Встроенные средства отладки

Панель Watch Window

  • предназначена для отображения переменных, их форматов и связи с мониторами
  • содержит элементы настройки конфигурации мониторов: масштаб, дискретизация, количество каналов, свойства дизайна
  • при отладке позволяет передавать одним кликом мышки настроенные параметры в блоки программы, загружаемые по умолчанию

 

Управление проектом

 

Панель Project Manager

  • предназначена для быстрой и комфортной навигации между отдельными блоками, подсистемами, слоями и проектами

Изображение фрагмента проекта в среде MexBIOS Development Studio

 

 

 

Управление блоками

Панель Inspector

  • предназначена для конфигурирования параметров блоков, подсистем, слоев, элементов программы, привязки документации и описания к блоку;
  • содержит две группы свойств:
  • первая группа  Design, это свойства визуального представления блока (геометрия блока, цвет, надпись, расположение на форме и тд.;
  • вторая группа Run-Time, это свойства (параметры) функции, которая непосредственно исполняется в микропроцессоре.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Встроенные средства разработки многозадачного программного обеспечения

Layer Inspector

  • предназначен для распределения блоков между слоями (частотами вызовов группы блоков);
  • позволяет указать очередность вызова блоков на заданной частоте квантования

 

 

BlockBuilder

BlockBuilder позволяет:

  • создавать собственные, уникальные блоки пользователя классическими средствами разработки используя компилятор Texas Instruments на языке C;
  • назначать очередность вызова блоков на заданной частоте квантования;
  • настраивать визуальное представление блока (цвет, текст, фон, входы/выходы).

 

 

Моделирование для целей отладки и тестирования

Перед началом применения программного обеспечения на микроконтроллерах, можно проверить его в режиме симуляции с помощью встроенных средств отладки (на моделях PMSM, BLDC, двигатели постоянного тока и т.д.). Если необходимо пользователь может также добавить свои собственные модели с помощью BlockBuilder либо импортировать блоки / подсистемы из Simulink.

 

Теги: 
MexBIOSПрограммированиеЭлектропривод