Accelerare lo sviluppo embedded con CodeFusion Studio di Analog Devices

Lo sviluppo di sistemi embedded è una disciplina complessa che richiede precisione, efficienza e strumenti adeguati per garantire risultati ottimali. In un mondo in cui i microcontrollori ed i sistemi integrati sono onnipresenti, la necessità di strumenti di sviluppo avanzati diventa sempre più caratterizzante. Per affrontare queste necessità, Analog Devices ha sviluppato CodeFusion Studio, una piattaforma progettata per semplificare ed accelerare il lavoro degli sviluppatori embedded. Basata su un’architettura open-source, CodeFusion Studio integra SDK e supporta Zephyr RTOS, con strumenti avanzati di visualizzazione dei file ELF. La piattaforma ha ricevuto il Best-in-Show Award all’Embedded World North America 2024, confermando il suo ruolo innovativo nello sviluppo embedded.

Introduzione

La progettazione embedded coinvolge la selezione dell'hardware, la configurazione di periferiche e l'ottimizzazione del software per garantire prestazioni elevate ed un basso consumo energetico. La crescente complessità delle architetture dei System-on-Chip (SoC) rende il processo di sviluppo sempre più articolato, richiedendo strumenti che semplifichino l'intero ciclo di vita del progetto. CodeFusion Studio è un potente tool di sviluppo di Analog Devices, azienda leader nella progettazione di semiconduttori e soluzioni per l’elaborazione dei segnali, che ha creato questa piattaforma per semplificare e accelerare il lavoro degli sviluppatori, al fine di affrontare le molteplici sfide dell'ecosistema embedded. L'ambiente di sviluppo è stato creato da zero con l'obiettivo di ottimizzare la progettazione e la gestione dei sistemi embedded, offrendo un approccio innovativo basato su principi chiave che ne migliorano l'usabilità e la potenza. Vediamo nel dettaglio le caratteristiche.

Figura 1

L'ambiente fornisce accesso rapido a risorse essenziali, come guide, manuali hardware e schede tecniche, facilitando la creazione di progetti, ed offre strumenti per configurare pin, assegnare segnali, visualizzare registri e generare codice sorgente per accelerare lo sviluppo. Con applicazioni di esempio integrate, consente di avviare rapidamente la toolchain. Ideale per ingegneri e sviluppatori, CodeFusion Studio semplifica la progettazione e l'ottimizzazione di sistemi embedded basati sui dispositivi di Analog Devices. Uno dei suoi principali punti di forza è l'orientamento verso l’open source, in tal senso, infatti, Analog Devices ha adottato una strategia che privilegia l’uso di toolchain e strumenti open source al fine di consentire agli sviluppatori di lavorare con tecnologie ampiamente supportate e mantenute da comunità attive. La scelta di Analog Devices assicura una maggiore flessibilità e interoperabilità, garantendo che le soluzioni sviluppate siano sostenibili nel tempo e supportate da un ecosistema in continua evoluzione.

CodeFusion Studio semplifica la progettazione embedded

Lo sviluppo di software embedded è sempre più complesso a causa della diffusione di dispositivi multi-core e multi-architettura. Gli ingegneri si trovano, pertanto, a gestire configurazioni di sistema eterogenee, eseguire il debug di diverse architetture e utilizzare strumenti flessibili per adattarsi alle esigenze di sviluppo. Gli SDK (Software Development Kit) devono essere facilmente accessibili e integrarsi con Zephyr e altre comunità open-source, supportando un ecosistema ampio e dinamico. CodeFusion Studio è una piattaforma di sviluppo embedded costruita su Visual Studio Code, progettata per offrire strumenti intuitivi ai processori e microcontrollori di Analog Devices. Con il supporto alla Trusted Edge Security Architecture (TESA), il debug multi-core, la configurazione avanzata di pin e clock, una moderna interfaccia utente e la visualizzazione dei file ELF, la piattaforma semplifica il lavoro degli sviluppatori e accelera i flussi di sviluppo.

CodeFusion Studio integra strumenti di debug essenziali, tra cui il debugging eterogeneo e la gestione dei punti di interruzione. Il supporto per librerie crittografiche flessibili permette la compilazione ottimizzata in base ai requisiti di sicurezza, inoltre, grazie alla Common Security API, gli sviluppatori possono scalare le proprie applicazioni su diverse piattaforme hardware di Analog Devices, garantendo conformità agli standard di certificazione. L’ambiente fornisce una homepage con accesso rapido a guide, articoli e video, oltre ad una procedura guidata per la creazione rapida di progetti ed esempi applicativi. Supporta, inoltre, toolchain per la compilazione su processori Arm e RISC-V e offre strumenti avanzati per la configurazione di pin e clock, consentendo di definire segnali, modalità di input/output e alimentazioni, oltre alla generazione automatica di codice sorgente. All'interno di CodeFusion Studio, gli strumenti di configurazione open source svolgono un ruolo chiave. L’accesso a strumenti di configurazione trasparenti e personalizzabili consente agli sviluppatori di adattare l’ambiente di sviluppo alle loro esigenze specifiche, eliminando le limitazioni imposte da soluzioni proprietarie chiuse. Inoltre, l’utilizzo di middleware open source facilita un’integrazione più semplice con software di terze parti e riduce la dipendenza da singoli fornitori, con conseguente miglioramento della portabilità del codice e della scalabilità dei progetti. Un altro principio cardine su cui si basa CodeFusion Studio è l’approccio command-line first. Nel mondo embedded, una parte importante dello sviluppo avviene tramite riga di comando, poiché gli sviluppatori necessitano di strumenti potenti e automatizzabili per gestire grandi progetti e flussi di lavoro complessi. Per questo motivo, CodeFusion Studio è stato costruito attorno ad un’unica utility da riga di comando, chiamata cfsutil, che offre una serie di funzionalità avanzate.

Figura 2

Attraverso cfsutil gli sviluppatori possono abilitare il supporto di nuovi SoC all’interno dell’IDE, generare codice di configurazione per la gestione di pin e clock, amministrare la toolchain e le dipendenze software, oltre a fornire un flusso di lavoro compatibile con le pipeline di integrazione continua (CI). Questa CLI è progettata con un’architettura a plugin, e permette l’aggiunta di nuovi comandi e l’estensione delle funzionalità per supportare nuovi sistemi operativi in tempo reale (RTOS) o strumenti di generazione codice personalizzati. Come già anticipato, CodeFusion Studio offre collegamenti rapidi per le attività più comuni, mettendo a disposizione articoli, video, guide utente, manuali hardware, schede tecniche e altre risorse essenziali, tutto in un'unica area facilmente accessibile. Semplifica la creazione di nuovi progetti utilizzando applicazioni di esempio per accelerare il flusso di sviluppo, configura i pin impostando modalità di ingresso o uscita e definendo l’alimentazione, e genera codice sorgente pronto per l'integrazione nel tuo progetto.

Figura 3

Grazie alla modularità, gli utenti possono adattare l’ambiente di sviluppo alle loro specifiche esigenze, mantenendo un alto livello di controllo sul processo di progettazione. Un altro elemento distintivo di CodeFusion Studio è l’uso di dati SoC in formato machine-readable, un approccio che permette agli strumenti integrati di lavorare con un modello dati strutturato, migliorando l’automazione e la precisione delle configurazioni. Al centro di questo sistema si trova il SoC Data Model, un file JSON che contiene tutte le informazioni necessarie sui SoC supportati, inclusi dettagli sui domini di elaborazione, architettura, memoria, package, configurazione dei pin, sorgenti di clock e periferiche come UART e I2C.

Figura 4

L’utilizzo di un modello dati strutturato consente agli strumenti di configurazione, debug e profilazione di operare in modo coerente e automatizzato, riducendo gli errori manuali e migliorando la produttività; grazie a questo approccio, gli sviluppatori possono ottenere una rappresentazione accurata dell’hardware e generare codice di configurazione ottimizzato senza dover eseguire operazioni ripetitive o manuali. Inoltre, la possibilità di utilizzare dati leggibili dalla macchina facilita l’integrazione con strumenti di terze parti e favorisce la standardizzazione dei processi di sviluppo. CodeFusion Studio rappresenta un cambiamento nel panorama dello sviluppo embedded dal momento che offre agli ingegneri un ambiente di lavoro più efficiente e flessibile. La combinazione di un approccio open source, un'interfaccia a riga di comando potente e un modello dati leggibile dalla macchina, consente di ridurre il tempo di sviluppo e migliorare la qualità dei progetti. L’integrazione di strumenti moderni e l’automatizzazione delle operazioni ripetitive permettono agli sviluppatori di concentrarsi sugli aspetti critici della progettazione, riducendo il rischio di errori e ottimizzando il ciclo di sviluppo.

Considerazioni conclusive

L’adozione di CodeFusion Studio offre vantaggi concreti non solo per gli sviluppatori, ma anche per le aziende che operano nel settore embedded. L’utilizzo di strumenti open source riduce, infatti, i costi di licenza e facilita la collaborazione tra team distribuiti, mentre l’automazione dei processi di configurazione e gestione delle dipendenze consente di accelerare il time-to-market dei prodotti. La possibilità di estendere le funzionalità attraverso plugin e moduli personalizzati, garantisce inoltre una maggiore adattabilità alle esigenze specifiche di ciascun progetto. In un contesto in cui la complessità dei sistemi embedded è in costante aumento, strumenti come CodeFusion Studio si rivelano fondamentali per mantenere alta la competitività e affrontare le sfide dello sviluppo moderno. Grazie alla sua architettura flessibile e alle sue potenti funzionalità, la piattaforma di Analog Devices si pone come una soluzione ideale per chi cerca un ambiente di sviluppo avanzato, in grado di offrire contemporaneamente efficienza, scalabilità e innovazione.