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Trata-se do programa em linguagem de máquina projetado para implementar características funcionais e de controle do hardware desenvolvido.
Um sistema microprocessado é basicamente composto de uma unidade de processamento central (CPU) que realiza as operações lógicas programadas, memórias voláteis ou fixas nas quais são armazenados os programas desenvolvidos e demais dados necessários ao funcionamento do software e unidades de entrada e saída (I/O) através das quais o microprocessador recebe comandos e dados do operador/sensores/demais dispositivos e envia comandos para os atuadores utilizados no equipamento ou outros processadores em sistemas distribuídos.
O ponto de partida do projeto do sistema microprocessado é a identificação dos sinais de entrada e saída a serem gerados e monitorados pelo microprocessador. Os sinais de entrada e saída são classificados em sinais de controle e interrupções.
O ponto de partida do projeto do sistema microprocessado é a identificação dos sinais de entrada e saída a serem gerados e monitorados pelo microprocessador. Os sinais de entrada e saída são classificados em sinais de controle e interrupções.
O projeto de software do equipamento mecatrônico é dividido em funcionalidades implementadas em sistemas de alto nível e funcionalidades implementadas em software assembly. Basicamente todo o projeto de software poderia ser implementado em linguagens de programação de alto nível, o que não ocorre com sistemas microprocessados, particulamente quando o software desenvolvido manipula banco de dados e demanda a realização de operações complexas de interface homem-máquina como a utilização de monitores de computador.
Caso o projeto da arquitetura do produto preveja a utilização de um microcomputador as linguagens de alto nível podem ser soluções capazes de integrar todas as funcionalidades realizadas via software. Mesmo assim, caso haja interesse em modularizar o produto através de sistemas plug-and-play com acessórios que ampliam as suas funções básicas, pode-se optar pelo projeto de um software assembly com fins bem-definidos: controle de painéis, controle de posição em motores, controle do estado de operação dos sensores utilizados etc.
Os sistemas microprocessados também competem com soluções de eletrônica digital para o cumprimento de funções de controle no equipamento. As funções executadas com lógica discreta apresentam mais confiabilidade e menor custo que as soluções microprocessadas. Essa solução, entretanto, não garante a flexibilidade de projeto que é permitida pelos programas assembly. Os sistemas microprocessados de controle de produtos mecatrônicos são denominados “embedded microprocessor systems”. Essa atividade é baseada em BRADLEY et. All. (1991).
Caso o projeto da arquitetura do produto preveja a utilização de um microcomputador as linguagens de alto nível podem ser soluções capazes de integrar todas as funcionalidades realizadas via software. Mesmo assim, caso haja interesse em modularizar o produto através de sistemas plug-and-play com acessórios que ampliam as suas funções básicas, pode-se optar pelo projeto de um software assembly com fins bem-definidos: controle de painéis, controle de posição em motores, controle do estado de operação dos sensores utilizados etc.
Os sistemas microprocessados também competem com soluções de eletrônica digital para o cumprimento de funções de controle no equipamento. As funções executadas com lógica discreta apresentam mais confiabilidade e menor custo que as soluções microprocessadas. Essa solução, entretanto, não garante a flexibilidade de projeto que é permitida pelos programas assembly. Os sistemas microprocessados de controle de produtos mecatrônicos são denominados “embedded microprocessor systems”. Essa atividade é baseada em BRADLEY et. All. (1991).
Enquanto os primeiros representam eventos do ambiente de uso que são processados segundo o fluxograma lógico de operações do equipamento, as interrupções têm prioridade sobre a seqüência de operações programada. Identificados os sinais de con-trole, deve-se delimitar as funções a serem exercidas pelo software a ser programado sobre os dados de I/O. Essas funções devem ter sido identificadas na atividade de “análise de requisitos de software” na fase anterior do MRM, entretanto, nessa atividade elas são melhor definidas para especificar a memória e a CPU necessária ao projeto.
Definidos os requisitos de I/O, de manipulação de memória e de processamento de operações do dispositivo, passa-se a um processo de escolha do componente microprocessado a ser utilizado. Por exemplo, uma aplicação de controle de robôs demandaria uma memória de cerca de 0,5 MBytes de memória de programa (read only memory – ROM), 128 Kbytes de memória de leitura e escrita (random access memory – RAM) e uma região de alguns Kbytes para carregar parâmetros de configuração em memória do tipo FLASH. Para esse tipo de aplicação uma CPU de 16 ou 32 bits seria necessária em função dos requisitos de processamento em tempo real.
Escolhidos os componentes do sistema microprocessado, passa-se à programação assembly. O programa desenvolvido deve ser estruturado de maneira que um fluxo principal chame subrotinas que representam as funções a serem desempenhadas pelo dispositivo.
Deve-se elaborar procedimentos de teste do software. Esses testes devem ser planejados para realizar prova das funções implementadas e, portanto, implicarão na conexão do dispositivo com os sensores e atuadores a ele relacionados (ou similares), assim como a outros dispositivos microprocessados utilizados em sistemas distribuídos. Testes isolados com o dispositivo não integrado totalmente ao equipamento são importantes para debugar o sistema.
O passo final do projeto do sistema microprocessado é a prototipagem do circuito impresso, o carregamento do software de controle no dispositivo e a realização de testes.
A atividade de projeto do sistema microprocessado tem como insumos o plano técnico do projeto, as especificações do produto e, eventualmente, o esboço da aplicação das novas tecnologias desenvolvidas. As saídas são os códigos-fonte acompanhados de fluxogramas lógicos de operação do software e os registros dos testes realizados com o software assembly projetado.
A atividade pode ser retomada caso o protótipo ALFA não cumpra as métricas estabelecidas na matriz de verificação do produto ou caso a análise realizada no gate da fase considere os resultados insatisfatórios.
A atividade de projeto do sistema microprocessado tem como insumos o plano técnico do projeto, as especificações do produto e, eventualmente, o esboço da aplicação das novas tecnologias desenvolvidas. As saídas são os códigos-fonte acompanhados de fluxogramas lógicos de operação do software e os registros dos testes realizados com o software assembly projetado.
A atividade pode ser retomada caso o protótipo ALFA não cumpra as métricas estabelecidas na matriz de verificação do produto ou caso a análise realizada no gate da fase considere os resultados insatisfatórios.
Há loops entre o projeto do sistema microprocessado e as atividades de projeto eletrônico, projeto do sistema de comunicação e projeto do sistema de controle. Para o projeto eletrônico o sistema microprocessado gera demandas para os drivers de interface entre o dispositivo e os sensores e atuadores utilizados, para o projeto do sistema de controle e para o projeto do sistema de comunicação, a atividade em tela gera demandas no sentido de modificação de arquitetura e protocolo, respectivamente, para funcionalidades acerca das quais haja restrições de hardware para sua implementação.
Há uma importante interface entre o projeto do sistema microprocessado e o projeto da interface homem-máquina uma vez que para a operação do software desenvolvido devem ser previstas soluções de interfaceamente tais como botões, painéis, chaves sintonizadoras etc. Essas soluções devem estar minimamente pensadas na fase de projeto técnico, embora devam ser detalhadas apenas na fase de otimização do projeto.
De maneira geral, da forma como foram divididas as atividades de projeto da eletrônica do equipamento, as atividades de teste do sistema microprocessado apenas podem ser realizadas quando a parte do projeto eletrônico a ele relacionado esteja desenvolvida.
Há uma importante interface entre o projeto do sistema microprocessado e o projeto da interface homem-máquina uma vez que para a operação do software desenvolvido devem ser previstas soluções de interfaceamente tais como botões, painéis, chaves sintonizadoras etc. Essas soluções devem estar minimamente pensadas na fase de projeto técnico, embora devam ser detalhadas apenas na fase de otimização do projeto.
De maneira geral, da forma como foram divididas as atividades de projeto da eletrônica do equipamento, as atividades de teste do sistema microprocessado apenas podem ser realizadas quando a parte do projeto eletrônico a ele relacionado esteja desenvolvida.
