Відлагодження робочих програм

Після отримання об'єктного коду робочої програми неминуче настає етап відлагодження, тобто встановлення факту її дієздатності, а також виявлення (локалізації) і усунення помилок. Без цього етапу розробки жодне програмне забезпечення взагалі не має права на існування. Відлагодження робочих програм представляє собою окрему складну задачу, що майже не піддається формалізації і вимагає для свого виконання високого професіоналізму і глибоких знань розробника.

Звичайно відлагодження робочої програми здійснюється за декілька етапів. Прості (синтаксичні) помилки виявляються вже на етапі трансляції. Далі необхідно виконати:

· автономне відлагодження кожної процедури в статистичному режимі, що дозволить перевірити правильність обчислень, що проводяться, правильність послідовності переходів всередині процедури (відсутність "зациклювання") і т. п.;

· комплексне відлагодження робочої програми в статистичному режимі, що дозволить перевірити правильність алгоритму управління (по послідовності формування керуючих дій);

· комплексне відлагодження в динамічному режимі без підключення об’єкта для визначення реального часу виконання програми і її окремих фрагментів.

Потрібно мати на увазі, що автономне відлагодження окремих моделей настільки простіше і ефективніше відлагодження всієї робочої програми, що переходити до етапу комплексного відлагодження доцільно тільки після вичерпування всіх засобів автономного відлагодження.

Вищенаведені етапи відлагодження здійснюються звичайно з використанням крос-систем (наприклад MPLAB 3.30 для OMK PIC16/17).

В склад крос-систем входять програми-відладники (узагальнене ім'я – DEBUG), що інтерпретують (моделюють) виконання програм, написаних для МК. Такі програмні імітатори дозволяють ефективно відлагоджувати обчислювальні процедури, а також алгоритм функціонування контролера.

Розробник має доступ до будь-якого ресурсу МК, має можливість виконання програм у покомандному і пофрагментному режимі. Можна виконувати програму і зупиняти її по умові, а також виконувати підрахунок числа тактів виконання тих або інших фрагментів програми, ініціювання переривання, дизасемблювання змісту пам'яті програм і таке інше.

Крос-відладники дозволяють промоделювати практично всі можливі варіанти роботи програми і завдяки цьому переконатися в її дієздатності. На цьому ж етапі можлива перевірка дієздатності програми при позаштатних ситуаціях в умовах надходження некоректних вхідних даних (для застосувань з вимогами по безпеці).

Головним недоліком крос-систем є неможливість прогону програми в реальному масштабі часу, тобто зі швидкістю, близькою до швидкості виконання програми в самому МК, а також неможливість комплексування апаратурних і програмних засобів системи, що розробляється. В силу цих причин вірогідність прикладних програм, відлагоджених в крос-режимі, недостатньо велика.

Найбільш повне і комплексне відлагодження прикладного програмного забезпечення спільно з апаратурними засобами контролера може бути вироблено на інструментальній мікроЕОМ наприклад, IBM PC з так званим внутрішньосхемним емулятором (ВСЕ) таким, наприклад, як ICE PIC або PICMASTER для ОМК сімейства PIC 16/17.

Під управлінням мікроЕОМ ВСЕ дозволяє проганяти прикладну програму або її окремі фрагменти в реальному темпі, зупиняти виконання програм за багатьма ознаками, робити трасування зовнішніх сигналів МК і системи під час виконання програм. Вірогідність програмного забезпечення, відлагодженого на інструментальній мікроЕОМ, висока, хоча і не дорівнює одиниці.

В будь-якому випадку для доведення прикладного програмного забезпечення контролера необхідні комплексні й всебічні іспити розробленої системи в реальному оточенні та у різноманітних режимах.

Розглянемо більш докладніше процес налагоджування робочих програм для ОМК PIC 16/17. Налагоджування може бути здійснено, наприклад, за допомогою універсального імітатора (симулятора) програмного забезпечення PSIM (або MPSIM).