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每周一读 I 通过瑞萨Renesas Synergy™软件来快速搭建嵌入式应用

最新更新时间:2021-08-31 20:02
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解放繁琐,迎接挑战

随着物联网的快速发展,产品功能变得复杂和多样化,这也给嵌入式系统开发带来了很多挑战。嵌入式软件开发在整个嵌入式系统中占的比例非常大,而且功能是直接面向用户的,可以毫不夸张的说,嵌入式软件做的好不好,直接决定产品的是否优秀。

从上图可以看到,传统的嵌入式MCU软件开发,前期投入非常大,这主要包括MCU底层驱动编写、外设功能验证、中间件代码移植和协议栈代码编写,以及系统集成和云连接等附加软件。前期过程需要产品开发人员不停的学习并验证新的MCU技术,这样才能编写良好的MCU驱动代码和中间件软件,以及附加软件。这个过程会花费大量时间,而且非常繁琐,并且是重复性的,这样让开发者在这个过程中变得非常枯燥和乏味,效率非常低,导致产品也不能快速推向市场,这逐渐成为嵌入式MCU开发的一个痛点。


如何解决这些问题?

我们从上面的开发流程①可以看到,如果能够从传统的开发流程中缩短嵌入式MCU 的底层驱动、中间件和、系统集成以及云连接代码的开发时间,可以大大提高开发效率,缩短产品开发周期。从开发流程②可以看到,在做产品创新时,可以更加容易快速的添加产品差异和创新功能代码,从而节省宝贵的设计时间,并将产品更快地推向市场,赢得市场先机。


Renesas Synergy™ 软件带来的便利性

Renesas Synergy™软件是Renesas Synergy™ 平台的重要组成部分,开发人员可以使用Synergy™软件,跳过传统开发流程中的前期工作,直接创建应用代码,缩短开发周期,加快产品推向市场。该平台可使开发人员:

  • 立即开始API级别的最终产品应用代码开发

  • 省去API以下的软件和MCU运行学习曲线

  • 将宝贵资源集中用于市场中的创新和差异化

Synergy™ 软件组成

Synergy™软件主要由Synergy Software Package ( SSP)、软件API、认证合格的附加软件 (QSA)、通过验证的附加软件 (VSA)这几大部分组成。其中Synergy Software Package (SSP)是Synergy™软件的核心,它是瑞萨认证合格的软件包,并由瑞萨提供质保。软件API为应用框架、协议栈、运行库、HAL驱动和BSP提供标准化的C语言应用程序接口。QSA和VSA则是一些通过认证或验证的附件软件。


Synergy Software Package (SSP) 核心

Synergy Software Package ( SSP) 包含了MCU的板级支持包BSP、硬件抽象层HAL、中间件以及RTOS、应用程序框架和一些功能库以及应用程序接口API。

应用编程接口API

开发人员可以使用Synergy™软件,通过应用编程接口API完整访问RTOS、中间件、通信栈、用户界面和详细的MCU功能,这些是开发人员在连接到嵌入式系统平台中通常需要的主要组件。


应用程序框架

应用程序框架是可以完成特定任务的系统服务,框架连接了硬件抽象层HAL,实时操作系统RTOS,中间件和运行库,简化了系统设计。例如:

  • Wi-Fi 通信框架

  • 音频播放框架

  • 串行通信框架等等

实时操作系统RTOS

ThreadX® RTOS 是一个商用的高速多任务实时操作系统,它可以让开发者轻松的将多任务应用添加到工程项目中来,而不必到处寻找合格高效的多任务系统解决方案。

中间件

中间件主要包括物联网平台X-Ware™、文件系统FileXTM、USB协议栈USBXTM、图形系统GUIXTM和网络协议套件NetXTM、NetX DuoTM、NetX SecureTM等。这些都可以直接提供给开发者使用,用于嵌入式系统的扩展功能实现。

功能库

功能库包括CMSIS DSP库,安全,加密等,CMSISDSP库可以轻松的将DSP加入到工程项目中,安全和加密可以让嵌入式软件代码得到保护,不被他人轻易复制。

硬件抽象层HAL

硬件抽象层HAL包含了MCU外设驱动和服务,开发者无需深入了解MCU内部硬件,跳过底层学习过程,直接从上层开始产品应用代码。

板级支持包BSP

板级支持包BSP可以为不同硬件提供定制支持,可以更加方便的使用第三方硬件,例如显示屏幕、传感器等驱动和服务包,来快速构建差异化硬件功能实现。

Synergy™ 软件的物联网应用

物联网应用需要操作系统的支持及复杂的互联功能、网络协议的开发及硬件基础,同时提供带有质量保证的配套软件平台,Renesas Synergy™软件包含商用版本的RTOS 和SSP 软件包。最新发布的软件包提供了包含Wi-Fi、蜂窝和BLE 通信模块在内的无线应用框架,及物联网设备“轻量级”通讯协协议MQTT,并支持传输层安全性协议TLS,帮助您轻松跨越技术壁垒,10分钟完成从传感器终端到云服务器的连接。

Wi-Fi应用框架

Wi-Fi框架概览


Wi-Fi应用框架可以使Wi-Fi连接轻松集成,它可以支持不同的协议配置,其协议栈可以运行在主机MCU上,也可以运行在SOC模块上。该应用框架具有很好的兼容性,很容易为新Wi-Fi模块添加驱动程序,可以在Synergy™ Gallery的合作商项目中查找附加的Wi-Fi驱动。Synergy™工具可以轻松的配置模式、RTOS线程、框架、协议栈、协议、驱动器、中断、数据包等等。Synergy™ 软件的Wi-Fi应用框架包括以下特性:

  • Wi-Fi设备配置和分配API

  • 设备驱动器接口

  • 模块上运行片上协议接口

  • 使用BSD套接字API的应用程序接口

  • NSAL:网络协议抽象层。

低功耗蓝牙应用框架

BLE框架概览

低功耗蓝牙BLE应用框架可以在应用中轻松集成BLE连接,此框架支持BLE模块初始化和配置、通用属性配置文件(GATT)API和片上配置文件API。BLE框架还支持多模式协议栈配置,可以配置协议栈运行在主机MCU上,也可以运行在SOC模块上。该BLE框架同样具有很好的兼容性,很容易为新BLE模块添加驱动程序,可以在Synergy™ Gallery的合作商项目中查找附加的BLE驱动。

蜂窝通信应用框架

蜂窝框架概览


蜂窝通信应用框架可以使蜂窝通信连接轻松集成,框架在蜂窝网络中通信的支持两条通道,一个是使用在Synergy™ MCU (PPP)上运行的NetXTMTCP/IP协议栈,另一个是BSD套接字兼容API用于运行在模块上的片上协议栈。该蜂窝通信框架同样具有很好的兼容性,很容易为新蜂窝网络模块添加驱动程序,可以在Synergy™ Gallery的合作商项目中查找附加的蜂窝通信驱动。蜂窝通信应用框架包含如下功能:

  • 蜂窝通信模块初始化和配置

  • 数据传输和接收

  • 蜂窝通信接口配置

  • 统计信息收集

Synergy™ 软件物联网应用的安全性

众所周知,物联网采用无线通信技术作为主要通信方式,对于无线通信来说,人们最为担忧的就是它的安全性。为了解决这个问题,瑞萨电子通过Synergy™ 软件的SSP无线应用程序框架、TLS / MQTT安全传输协议来一起构建“物”与“云”之间的安全网络通信,然后接入主要云服务提供商。这样的无线通信与安全协议的完美组合,可以大大提高物联网应用的安全性。

Synergy™ 软件的可靠质量


SSP软件是瑞萨电子的商业化产品,软件质量达到前所未有的高度,也是真正的量产级软件。在多个硬件平台上提供SSP软件数据手册,还包括一系列工业标准以及软件质量保证和最佳实践。


软件质量达到前所未有的高度

瑞萨电子认证合格的软件和MCU

瑞萨电子在MCU业界提供独有的基于ISO/IEC/IEEE12207标准过程,根据软件质量保证(SQA)认证SSP软件,根据SSP软件数据手册的规范对SSP运行提供质保,以及采用量化指标来衡量和跟踪Synergy™软件质量。


真正的量产级软件


众多MCU厂商声称提供可量产代码,如果用户需要自己证明代码质量,则这些代码量产价值有限,而瑞萨电子的Synergy™软件SSP,将具有以下优势:

  • 持续集成 – 所有测试均每天运行一次

- 变更有同行评议,在与主干线合并之前进行验证

  • 使用10000+测试案例验证70+ SSP软件模块来度量

- 94% 通过,剩余部分人工审查以确保不存在不利影响

  • 利用2种不同的编译器打造 - GCC和IAR

- 4种SynergyMCU系列在14种MCU硬件系统上运行

  • 60k行以上可执行测试代码

- 每条测试代码线采用1.4线SSP代码

  • 5个关键指标

- 符合编码标准

- 清除编译

- 维护低复杂性

- 全测试覆盖率

- 需要追踪性


Synergy™ SSP软件许可协议

Synergy™ SSP软件包含评估版许可和开发生产许可两种软件许可协议,下面是这两种软件许可协议的详细对比。

Synergy™ SSP软件源代码

在嵌入式应用软件开发和调试过程中,源代码对于开发者来说,是极其重要的,可以大大提高错误查找和跟踪调试以及后期维护的效率,可以看到所有SSP的源代码,可支持:

  • 在 e2 studio 和 IAR Embedded Workbench®中可以查看源代码,也可以在源代码中进行调试

  • 用户可以查看、修改或打印普通源代码

  • 当使用开发和生产软件许可时,可以在开发环境中查看受保护的源代码,但不能修改、拷贝或打印受保护的源代码

Synergy™ SSP软件版本发布和控制

在嵌入式软件开发中,厂商提供的软件包的生命周期和维护支持时间是非常重要的,这不仅决定在后期新产品开发中的投入成本和开发时间,更代表着产品更新维护中和成本。作为瑞萨电子的产品,SSP的生命周期等同于Synergy™平台的生命周期,可以提供长期的支持和服务。

 

Synergy™软件作为Renesas Synergy™ 开发平台的重要组成部分,瑞萨通过该软件不仅向开发者提供了全面的软件功能代码,而且还提供了非常好的软件质量以及后期服务支持。Synergy™软件对于嵌入式软件开发者来说,如鱼得水,可以跳过繁琐的底层学习过程,专注于产品应用层开发和创新差异化设计,并且加快产品推出时间,赢得市场竞争。

关于我们

瑞萨电子是全球首屈一指的微控制器供应商和高级半导体解决方案的首选供应商,产品包括微控制器、SoC解决方案和各种模拟与功率器件。我们将在这里与您分享瑞萨电子的最新产品技术资讯和新闻动态!

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