Промышленное программирование *

Продолжаем разработку на микроконтроллерах семейства Kinetis.

Умный дом или здание не ограничиваются только датчиками температуры или освещением. Там также присутствуют лифты, различные подъемники для людей с ограниченными физическими возможностями, грузовые подъемники, ворота, шлагбаумы, насосы, вентиляторы и прочее хозяйство. Традиционно это консервативные области, в них концепции умного дома проникают с трудом. Данная плата позволяет модернизировать устоявшиеся решения и добавить в них интеграцию в IoT (интернет вещей).

Наш перевод статьи:
Двадцать пять целей индустрии программного обеспечения на 2015–2019г.г.
С разрешения автора: Каперс Джонс

Каперс Джонс, VP and CTO Namcook Analytics LLC
Версия 5.0 28 февраля 2015 г.

Краткий обзор
Развитие индустрии программного обеспечения имеет сходство с походкой алкоголика, при которой движение одновременно и выравнивается и дает задний ход. Например, гибкая методология разработки – это выравнивание малых проектов, а парное программирование — это движение назад, слишком дорогостоящее для роли двигателя.

Одна из причин отсутствия неуклонного движения вперед – это тягостное отсутствие эффективной системы измерений. Две старейшие и наиболее распространенные метрики, стоимость дефектов и строк программы, не свидетельствуют о прогрессе и фактически искажают реальность. С подсчетом затрат за дефект страдает качество, а за строку программы – бракуются языки программирования высокого уровня.

В этой небольшой статье представлены 25 реальных целей, которые могут быть достигнуты в течение 5 лет, принимая за точку отсчета 2015 год. Некоторые цели выражены в показателях метрики функциональных баллов (Function Points — FPs), которая является единственной широко используемой метрикой, допустимой для освещения экономической результативности и качества без серьезных погрешностей.

В первой части статьи я рассказал предысторию FXS GSM-шлюза с записью разговора, объяснил, какие были допущены ошибки в первой версии, как были исправлены во второй версии. Сердцем шлюза стал микроконтроллер, который управляет всем: питанием, звуком (цифровым и аналоговым), телефонной линией.

В схему была внедрена функция самодиагностики. Для этого в шлюз были добавлены измерительные цепи, цепи управления питанием и подъёма телефонной трубки, цепи для нагрузочной проверки питания и критичных узлов. Для связи с ПК и перепрошивки установлен мост USB-USART, который может работать как программатор.

В этой и следующей статье я расскажу о тестовой прошивке: как она тестирует всю периферию, какие идеи были заложены в неё и как они были реализованы на примере разбора тестового лога.
Тестовая прошивка проверяет:

• Тактовые частоты, с точностью до ppm.
• Все ветки питания.
• Все ножки процессора.
• Светодиоды.
• Источник телефонной линии.
• Выдачу и приём звука с телефонной линии. АЧХ, КНИ, уровень шума.
• GSM-модуль.
• SD-карту.

Тестовый лог целиком

Я не нашёл ни одной статьи на хабре про программу производственного тестирования реально существующего изделия. Поэтому, надеюсь, я первый. Если нет, то с удовольствием почитал бы статьи других.

Если вы, студент или аспирант, до сих пор не придумали, как интересно и с пользой провести последние дни перед учебным годом в Москве – это пост для вас!
С 24 по 28 августа в московском офисе компании Intel состоится курс лекций и тренингов для студентов, магистрантов и аспирантов естественно-научных специальностей ВУЗов России. Лекторы – высококлассные профессионалы компании Intel, развивающие самые современные направления программной инженерии.
Лекции и тренинги позволят слушателям узнать о том, какие знания, умения и навыки будут полезны им для работы в крупной IT-компании и как эти знания применяются в реальном процессе производства и тестирования ПО. Кто знает, быть может, это тот шанс, который вы искали?

Недавно задумался о том, чем отличаются паттерны, позволяющие абстрагироваться от работы с хранилищем данных. Много раз поверхностно читал описания и различные реализации DAO и Repository, даже применял их в своих проектах, видимо, до конца не понимая концептуальных отличий. Решил разобраться, закопался в Google и нашел статью, которая для меня разъяснила все. Подумал, что неплохо было бы перевести ее на русский. Оригинал для англочитающих здесь. Остальным интересующимся добро пожаловать под кат.

После беглого знакомства в прошлой статье с микроконтроллерами семейства Kinetis от фирмы Freescale я хотел бы представить проект микроконтроллерного модуля на этих чипах.

Вторая часть

С чего всё начиналось

Я работаю в небольшой фирме, которая разрабатывает и производит системы записи телефонных разговоров. Но в ряде случаев клиентам нужен аналоговый GSM шлюз как источник телефонной линии. Ранее его закупали и перепродавали. Но то что закупали было низкого качества и часто попадался брак — было принято решение самим разработать. Разработали мы вдвоём: схемотехник и я — программист, недавние выпускники без опыта разработок в аналоговой телефонии и без опыта внедрения в производства. Получилось, мягко говоря, не очень, хоть и была решена проблема брака и скорее «вопреки».

Но проблема в том, что для нас даже 1% брака недопустим: на каждый случай у тех поддержки и разработчиков уходило очень много времени на клиента. Да и для всех нас это недопустимо чисто из соображений профессиональной гордости. Мы хотели такой шлюз снять с производства, даже несмотря на то, что у нас была доля от каждого изделия. Это очень стыдно, когда дилеры про остальные изделия говорят: «у вас вообще брак бывает?», а про наши «мы боимся их продавать — у нас же потом ничего не купят».

Всё это и стало королевским пинком к полной переделке шлюза, детальной проработки качества и разработке системы тестирования. Чем я и занялся, и о чём далее и расскажу.



Расскажу как полностью изменилось изделие и появилась система тестирования и сопровождения производства. Расскажу как изменилась функциональная схема, объясню как работает электрическая схема доработанного варианта. А в следующих частях расскажу про логи и алгоритмы тестирования и чем тестируется плата. Приведу немного исходного кода. И расскажу об распределённой АРМ для прошивки, тестирования и анализа логов, что была развернута на производстве и у разработчиков.

В прошлом топике (1 ) мы говорили о числах с плавающей точкой/запятой, нормализованных в соответствии со стандартом IEEE754. Там же были рассмотрены денормализованные числа, искусственное введение которых в стандарте привело к чудовищным программно-аппаратным затратам, тормозящим процессы компьютерной обработки чисел в десятки и сотни раз. Но, так уж ли нужна эта самая нормализация и тем более оправдано ли введение экзотического класса денормализованных чисел в компьютерную арифметику? Попробуем разобраться с этим вопросом.

Многие микроконтроллерные платформы поддерживают инструменты для создания начальной конфиграции периферийных устройств и портов ввода/вывода. Обычно это графическая среда, в которой задаются параметры работы кристалла и может быть сгенерирован исходный код — заготовка будущего проекта.

При использовании такого конфигуратора вы существенно упрощаете начальный этап программирования, но делаете это не в ущерб пониманию процессов, происходящих на кристалле.
Ниже приведен пример использования конфигуратора для микроконтроллера C8051F930 от Silicon Labs. Будем управлять яркостью светодиода с потенциомера, написав руками всего две строчки кода. Just for fun, конечно.

За окном уже наступило лето, ну а мы представляем вам продолжение цикла статей о практическом применении КолибриОС. В первой части мы провели теоретический обзор возможных сфер применения, а теперь, как и было обещано, переходим к более практической части: экзоверсии ядра для разработчиков железа.

Хочу поделиться с вами историей о том, как мы опробовали статический анализатор кода PVS-Studio в своем проекте и попытались определить, какую выгоду можно извлечь из этого инструмента. В этой статье не будут описаны уникальные и интересные для специалистов программные ошибки. Все найденные в коде статическим анализом баги и недочеты оказались достаточно прозаичными. Я опишу здесь взгляд на данный инструмент с точки зрения руководителя проекта. Возможно, этот ракурс не так точен и однозначен, как оценка инженера: своё влияние оказывают особенности организации работы в конкретном проекте. Но все же я думаю, что приведенные в статье мысли могут оказаться интересны тем, кто задумывается об использовании статического анализа в работе. Или тем, кто сталкивается в своих проектах со значительными потерями ресурсов на фиксы ошибок, отлавливаемых на стадии тестирования.

С некоторых пор фирма Segger предлагает технологию Real Time Terminal (RTT) для своих JTAG адаптеров J-Link. Суть ее в том, что программа на микроконтроллере может выводить и принимать отладочную информацию из JTAG/SWJ-DP порта, как это обычно делается через UART. И тогда нам больше не нужен реальный отладочный UART. Далее чуть подробнее о возможностях этой технологии.

В своих первых статьях на хабре мы пообещали рассказывать о конкретных проектах, в которых применяется наша система. Идей очень много, но начать мы решили с рассказа об одном из наших внутренних DIY-проектов:

Расскажу о своей попытке немного автоматизировать баню. Во время капитального ремонта бани появилась идея заодно провести в нее отопление. Чтобы зимой не промерзала, как следствие, быстрей протапливалась. В результате этого обогрева мы не пускаем точку росы внутрь бани, избавляемся от ненужного конденсата на бревнах, сруб дольше служит, ну, в общем, одни плюсы. Если бы не один минус: за дополнительное отопление придется платить. Дальше я постараюсь рассказать, как можно минимизировать издержки на это отопление и автоматизировать процесс.

А что-то про SEMAT тут никто еще не написал? Исправляем.

Предисловие

Знакомлюсь с SEMAT – Software Engineering Method and Theory. Показалось разумным. Размышляю о возможности применения в своих проектах. Анализирую риски. Хотелось бы привлечь Хабраразум.

Очень часто нам задают вопросы «Для чего разрабатывается КолибриОС?» или же «Какова область применения ОС?» Поэтому было решено рассказать подробнее о том где и как можно применять КолибриОС, а также, что возможно даже более интересно, где и как она УЖЕ применяется.

Я занимаюсь разработкой программ для программируемых логических контроллеров(ПЛК) в промышленных автоматизированных системах управления технологическими процессами(АСУ ТП).

Для тех, кто сталкивается с этим словом впервые, поясню. ПЛК это специальный мини-компьютер, который работает так:
1. Принимает входные дискретные (Di) или аналоговые (Ai) сигналы;
2. Обрабатывает эти сигналы по заданной программистом программе;
3. Выдает управляющий сигнал через дискретные (DO) или аналоговые (AO) выхода.

Дискретный — когда у сигнала может быть только 2 состояния: 0 или 1, «да» или «нет». Например, кнопка нажата или отжата, лампочка включена или выключена.
Аналоговый — когда значение параметра зависит от уровня электрического сигнала. Например, чем выше уровень сигнала (вольт или миллиампер) от датчика температуры, тем больше измеряемая температура.

Применяются ПЛК в основном в промышленности, станках, системах домашней автоматизации «умный дом» и т.д.

Время от времени меня тоже охватывает потребность что-то поменять. И чаще всего я меняю в своих разработках семейство микроконтроллеров. И я не одинок в этом. Каждый год не менее 50% разработчиков меняют процессор, на котором будут выполнять следующие проекты. На этот раз я решил попробовать семейство Kinetis.

Спортивное программирование — очень неоднозначная тема. Одни считают, что достижения в нём — хороший показатель таланта и умений для промышленной разработки, другие — что такой опыт приносит скорее вред.

Например, Питер Норвиг буквально недавно рассказал, что в Гугле есть негативная корреляция между победами человека на олимпиадах для программистов и его успехами в работе. По его мнению, спортивное программирование приучает концентрироваться на сиюминутных задачах, тогда как на работе надо думать о будущем проекта.

В связи с приближением Яндекс.Алгоритма, нашего собственного чемпионата по спортивному программированию, мы решили спросить разработчиков из Яндекса, которые как участвовали и побеждали на различных контестах, так и нет, помогает ли опыт в спортивном программировании в программировании промышленном?



Все этапы Яндекс.Алгоритма в этом году пройдут в онлайне, так что поучаствовать в нём смогут и те, кто не готов куда-то ехать. Алгоритм состоит из нескольких отборочных раундов, в каждом из которых нужно решить пять задач за 100 минут. В финал, который состоится 6 августа, выйдут 25 лучших по результатам отбора. Тренировочный раунд, до которого стоит зарегистрироваться, пройдет 3 мая.

Илон Маск врывается в автомобильную и космическую индустрию с Tesla и SpaceX. Интересно, что первая полностью отказывается от двигателей внутреннего сгорания, в то время, как вторая наоборот, пытается изобрести новые технологии для сжигания топлива и осуществить пилотируемый полёт на Марс.

На последней конференции GPU Technology Conference, организованной компанией Nvidia, мы узнали, что доставка группы людей на Марс и обратно – задача непростая. Одна из проблем такой миссии – необходимость в большом и эффективном ракетном двигателе, который сможет доставить много материала на орбиту, — так объяснил нам Адам Лихтл, директор исследовательской группы SpaceX. С командой из нескольких десятков программистов он пытается справиться со сложной задачей улучшить симуляцию сгорания внутри ракетного двигателя. Для укорачивания полётов к Марсу также нужен большой двигатель.

В этой статье мы продолжаем рассказ о продуктах, разработанных на основе IoT-платформы AggreGate. В 2010-м году, через два года после появления продукта AggreGate Network Manager, мы стартовали проект AggreGate SCADA/HMI – СКАДА-системы 4-го поколения.
Что же такое СКАДА 4-го поколения?