برنامه‌ی Altium Designer یک بسته‌ی نرم‌افزاری طراحی الکترونیکی ECAD یا EDA (مخفف Electronic Design Automation و به‌معنی اتوماسیون طراحی الکترونیکی) است که برای تخته‌ مدار چاپی (Printed Circuit Board یا به‌ اختصار PCB) و نیز مدارهای مجتمع دیجیتال برنامه‌ پذیر (FPGA مخفف Field-Programmable Gate Array) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نرم‌افزار در سال 1985 با نام Protel Designer و برای سیستم‌عامل DOS ارائه شد و دو سال بعد نرم‌افزار Protel Schematic به‌عنوان بخش طراحی و ویرایش شماتیک منتشر شد؛ پس از ارائه‌ی نسخه‌ی Protel DXP، نام این مجموعه به‌شکل فعلی تغییر داده شد.

‌

امکانات و ویژگی‌های نرم‌افزار Altium Designer :

– طراحی PCB با پشتیبانی از قطعات Embedded و تعبیه‌شده، مدیریت پیشرفته‌ی لایه‌ها، ردیابی مسیر خودکار و…

– تجزیه و تحلیل مدارهای آنالوگ به‌صورت اسپایس

– امکان طراحی و پیاده‌سازی شماتیک

– دارای کتابخانه‌ی بسیار کامل قطعات مختلف با دسته‌بندی مناسب

– برخورداری از ابزارهای کامل کدنویسی و طراحی FPGA با قابلیت شبیه‌سازی و اشکال‌زدایی VHDL (یک زبان توصیف سخت‌افزاری) و…

– قابلیت خروجی‌ گرفتن به‌صورت سه‌بعدی از مدار

– وجود افزونه‌های متعدد جهت اضافه‌کردن ویژگی‌های جدید به نرم‌افزار

– پشتیبانی از همه‌ی شرکت‌های سازنده‌ی مدار چاپی

و…

‌

سیستم مورد نیاز

Windows 7 / 8.1 / 10 64bit Only
Intel® Core™2 Duo/Quad 2.66GHz (or faster) processor or equivalent
4 GByte RAM
10 GByte hard disk space (Install + User Files)
Dual monitors with at least 1680×1050 (widescreen) or 1600×1200 (4:3) screen resolution
NVIDIA® GeForce® 8000 # series, 256MB (or more) graphics card or equivalent
USB2.0 port (if connecting to a NanoBoard-NB2 or NanoBoard-3000)
DVD-Drive
Adobe® Reader® 8 (or above)
Internet Connection
Internet Explorer 8 or above
Microsoft Excel (required for Bill of Materials templates)

یک کامپایلر قدرتمند برای میکروکنترلرهای 8 بیتی STM8 است که توسط شرکت IAR Systems توسعه داده شده است. این کامپایلر به صورت پیش‌فرض از زبان‌های خانواده C خصوصاً C++ پشتیبانی کرده و می‌تواند در پروژه‌های بسیار پیچیده و صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. این نرم‌افزار به‌صورت پیش‌فرض با پلاگینی به نام C-STAT منتشر شده است که می‌تواند به صورت همه‌جانبه و سریع کدهای شما را آنالیز کرده و باگ‌ها و عیب و ایرادات آن را رفع کند. با کمک این پلاگین کیفیت کدهای شما تضمین شده و کدهای ارائه شده با جدیدترین استانداردهای روز منطبق خواهند بود. نرم‌افزار IAR Embedded Workbench for STM8 در واقع یک محیط توسعه یکپارچه (IDE) بسیار کاربرپسند است که یک محیط توسعه حرفه‌ای را با ابزارهای مدیریت پروژه و مدیریت نسخه، ادیتورهای قدرتمند و هوشمند، کتابخانه‌های غنی، پروژه‌های نمونه و قالب‌های مختلف کدنویسی ترکیب کرده است. عملکرد این نرم‌افزار به‌عنوان یک کامپایلر یا مفسر بسیار عالی است. نرم‌افزار قادر است تا در سریع‌ترین و بهینه‌ترین حالت ممکن کدهای شما را خوانده و آن را به دستوراتی قابل‌فهم برای ماشین تبدیل کند. همچنین یکسری فایل‌های پیکربندی برای دیوایس های مختلف STM8 ارائه شده است که می‌تواند برای طیف خاصی از کاربران مفید باشد. دیباگر نرم‌افزار IAR Embedded Workbench for STM8 به همراه یک شبیه‌ساز قدرتمند برای میکروکنترلرهای STM8 عرضه شده است. این دیباگر می‌تواند نتایج کدهای شما را به صورت مجازی شبیه‌سازی کرده و سپس عیب و ایرادات کد را با ارائه مستندات دقیق و قابل‌بررسی رفع کند.

• قابلیت های کلیدی نرم افزار IAR Embedded Workbench for STM8 v3.11.4

• – محیط توسعه یکپارچه (IDE) بسیار ساده و کاربرپسند
• – ابزارهای کدنویسی بسیار قدرتمند
• – رابط کاربری ساده و روان
• – اتوماسیون و جریان کاری بسیار روان و گام به گام
• – دیباگر قدرتمند
• – استفاده از یک شبیه ساز در کنار دیباگر
• – قابلیت آنالیز کیفیت و سطح استاندارد کدها

نرم افزار IAR Embedded Workbench for AVR یکی دیگر از محصولات نرم افزاری شرکت IAR Systems است که برای برنامه نویسی میکروکنترلرهای 8 بیتی AVR که توسط شرکت ATMEL طراحی و به بازار ارائه شده است، می باشد. در این نرم افزار میتوان به زبان C و C++ برنامه نوشت.

آشنایی با میکروکنترلرهای AVR :

AVR نام خانواده میکروکنترلرهای 8 بیتی است که برای اولین بار در سال 1996 توسط شرکت ATMEL به بازار ارائه شد. در ابتدا این میکروکنترلرها در سری AT90S به بازار عرضه گردید، میکروکنترلر AT90S8515 اولین میکروکنترلر این گروه بود که مشابه با میکروکنترلرهای خانواده 8051 در بسته بندی 40 پایه اما با امکانات بیشتر نسبت به این گروه به بازار ارائه شد.

میکروکنترلرهای خانواده tinyAVR نسل بعدی میکروکنترلرهای AVR بودند، برخی این خانواده را با نام سری ATtiny  نیز می شناسند. میکروکنترلرهای AVR سری ATtiny دارای 0.5 تا 16 کیلو بایت حافظه FLASH و برخی امکانات جانبی نظیر پورت SPI یا UART هستند و در بسته بندی 6 تا 32 پایه به بازار عرضه می شوند. این میکروکنترلرها به دلیل ابعاد کوچک ( چون تعداد پایه کمی دارند) در وسایل الکترونیکی کوچک نظیر ریموت کنترلر، اسباب بازی، سنسور و… به وفور استفاده می شوند.

میکروکنترلرهای megaAVR که با نام سری ATmega نیز شناخته می شوند نسل سوم میکروکنترلرهای خانواده AVR هستند، عرضه این خانواده که موفقترین محصول اتمل از لحاظ فروش بود، باعث محبوبیت هرچه بیشتر میکروکنترلرهای AVR گردید، به گونه ای که تعداد میکروکنترلرهای AVR فروخته شده تا سال 2003 به بیش از 500 میلیون عدد رسید. میکروکنترلرهای ATmega متنوع ترین سری میکروکنترلرهای AVR هستند، این میکروکنترلرها دارای 4 تا 256 کیلوبایت بوده و در تمامی آنها حداقل یک واحد مبدل آنالوگ به دیجیتال، یک واحد SPI و یک واحد I2C و… وجود دارد. این میکروکنترلرها در بسته بندی 28 تا 100 پایه به بازار عرضه می شوند.

بعد از میکروکنترلر های ATmega، میکروکنترلرهای XMEGA  به بازار عرضه شد، این سری که با نام ATxmega نیز شناخته می شوند، دارای 16 تا 384 کیلوبایت حافظه فلش هستند و در آنها علاوه بر امکانات سری ATmega ، امکانات اضافه تری نظیر واحد کنترل حافظه، سیستم کنترل وقفه و مبدل دیجیتال به آنالوگ و… وجود دارد، این میکروکنترلرها در بسته بندی 32 و 44 و 64 و 100 پایه به بازار عرضه می شوند و در نهایت در سال 2006 اتمل با ارائه نسخه 32 بیتی میکروکنترلرهای AVR با نام AVR32، میکروکنترلرهای AVR را به سمت تکنولوژی32 بیتی سوق داد.

همکنون میکروکنترلرهای 8 بیتی AVR در چهار سری AT90S و ATtiny  و ATmega  و ATxmega در حال تولید می باشد، برای نوشتن برنامه مورد نیار این میکروکنترلرها نرم افزارهای زیادی در بازار وجود دارد که یکی از آنها نرم افزار IAR Embedded Workbench for Atmel AVR است و از تمامی میکروکنترلرهای خانواده AVR شرکت اتمل پیشتیبانی می کند. این نرم افزار از سه بخش اصلی زیر تشکیل شده است:

محیط IDE نرم افزار IAR Embedded Workbench for Atmel AVR :

در محیط IDE نرم افزار IAR Embedded Workbench for Atmel AVR برای هر برنامه جدید، باید یک پروژه ایجاد شود، کاربر می تواند در این محیط همزمان بر روی چندین پروژه کار کند.

ترجمه (کامپایل) پروژه در IAR Embedded Workbench for Atmel AVR :

بعد از نوشته شدن برنامه، کاربر باید برنامه را به کد مخصوص ماشین ترجمه کند، به این کار کامپایل کردن می گویند. در حین کامپایل شدن، برنامه نوشته شده به زبان C یاC++ ابتدا توسط کامپایلر (Compiler) به زبان اسمبلی تبدیل شده و سپس توسط Assembler به زبان ماشین ترجمه می شود. در این بین ابزار Linker واسط میان کامپایلر و Assembler بوده و با بهینه سازی کد، تعیین مکان قرار گیری کد در حافظه میکروکنترلر، حذف دستورات بی استفاده یا تکراری و… باعث بهینه شدن کد های خروجی که باید به میکروکنترلر منتقل شوند، می گردد.

ابزار های برنامه ریزی و اشکال یابی در IAR Embedded Workbench for Atmel AVR :

پس از ترجمه شدن برنامه به زبان ماشین کاربر باید کد های ایجاد شده را به میکروکنترلر منتقل کند و با بررسی روند عملکرد آنها، صحت برنامه نوشته شده را بررسی نماید، برای این کار از ابزار C-SPY Debugger استفاده میشود، با استفاده از C-SPY Debugger  می توان برنامه را به صورت نرم افزاری ( با استفاده از شبیه ساز داخلی نرم افزار ) یا به صورت سخت افزاری ( با استفاده از پروگرامر های ICE200 یا JTAGICE mkII یا AVR ONE یا…)اشکال یابی کرد.

یکی از شرکت های موفق در زمینه ی تولید کامپایلر های میکروکنترلری شرکت IAR است که سال ۱۹۸۰ تا کنون در امر تولید کامپایلر برای میکروکنترلر هایAVR ،Freescale ،Maxim MAXQ ،National-CR16C ،Renesas ، Samsung ،STMicroelectronics ، TI MSP430 و خانواده ی ۸۰۵۱ فعالیت دارد. این شرکت دارای ۲۲ محصول نرم افزاری برای میکروکنترلر های فوق است و الگوریتم های تفسیر کد و داده ی خروجی آن از طرف شرکت های سازنده ی میکروکنترلر تایید شده است .

برای میکروکنترلر های AVR و ۸۰۵۱ و ARM کامپایلر های مختلفی ارائه شده است که کاربران میتوانند با استفاده از آنها به زبان های اسمبلی ، C ، بیسیک ، C++ و … برای میکروکنترلر مورد نظر خود برنامه نویسی کنند. در این بین کامپایلر های شرکت IAR به خصوص IAR Embedded Workbench for ARM از طرف سازندگان میکروکنترلر بیشتر مورد استقبال گرفته و اگر نگاهی گذرا به Application note ارائه شده از طرف شرکت های سازنده ی میکروکنترلر ها ( مثلا شرکت اتمل ) بیاندازید متوجه خواهید شد که اغلب سورس ها و مثال های ارائه شده با کامپایلر IAR است .

کامپایلر های شرکت های IAR معمولا همیشه در جایگاه اول یا دوم از نظر قابلیت اطمینان، بهینه سازی مقدار کد خروجی و قدرت مانور در برنامه نویسی، در میان کامپایلر های میکروکنترلری بوده اند. شرکت IAR برای پشتیبانی از کاربران و آسان کردن روند یادگیری این کامپایلر ها، اقدام به تولید برد های آموزشی متنوع و دیباگر و پروگرامر برای هر خانواده نموده و سورس ها پروژه های مختلفی را برای تمامی بخش های میکروکنترلر تهیه کرده است. در واقع IAR Embedded Workbench for ARM بهترین و حرفه ای ترین کامپایلر برای برنامه نویسی ، کامپایل و Debug   میکروکنترلرهای مبتنی بر هسته ARM میباشد، توسط شرکت IAR Systems ساخته شده است.

کامپایلر IAR Embedded Workbench for ARM  از تمامی پردازنده‌های زیر به‌طور کامل پشتیبانی می‌کند:

• ARM7 (ARM7TDMI, ARM7TDMI-S and ARM720T)
• ARM7E (ARM7EJ-S)
• ARM9 (ARM9TDMI, ARM920T, ARM922T and ARM940T)
• ARM9E (ARM926EJ-S, ARM946E-S and ARM966E-S, ARM968E-S)
• ARM10E (ARM1020E and ARM1022E)
• ARM11
• SecurCore (SC000, SC100, SC110, SC200, SC210, SC300)
• Cortex-A5
• Cortex-A8
• Cortex-R4(F)
• Cortex-M0
• Cortex-M1
• Cortex-M3
• Cortex-M4
• XScale

ARM چیست؟

ARM معماری جدیدی برای ساخت پردازنده های 32 بیتی است که توسط شرکت ARM طراحی و به بازار ارائه شده است، این معماری بسیار قدرتمند و پرسرعت است به گونه ای که توسط آن میتوان پردازش های 32 بیتی رادر سرعت چندین مگاهرتز انجام داد. روبه توسعه بودن این معماری و وجود قابلیت های مختلفی نظیر واحد کنترلر جافظه ، مدهای مختلف کنترل توان ، واحدهای شتاب دهنده پردازشی و… در آن باعث شده تا اکثر شرکت های تولید کننده قطعات الکترونیکی نظیر Atmel ، فیلیپس ، ST microelectronic و …این  معماری را از شرکت ARM خریداری کرده و اقدام به تولید میکروکنترلر بر مبنای آن نمایند.

همکنون معماری ARM در بیش از 90 درصد تجهیزات الکترونیکی هوشمند نظیر تبلت ، موبایل ،کنترلر های صنعتی و… استفاده میشود. در واقع باید گفت اصطلاح CPU که برای این وسایل بکار می رود، در واقع یک میکروکنترلر قدرتمند ARM است (نه یک CPU مانند کامپیوتر) که این میکروکنترلر با وجود ابعاد کوچک خود، توانایی های زیادی دارد.

 برای برنامه نویسی میکروکنترلرهای مبتنی بر هسته ARM نرم افزارهای مختلفی ارائه شده است که شاید قدرمندترین آنها نرم افزار IAR Embedded Workbench for ARM باشد . کامپایلرهای شرکت IAR معمولا همیشه در جایگاه اول یا دوم از نظر قابلیت اطمینان، بهینه سازی مقدار کد خروجی و قدرت مانور در برنامه نویسی، در میان کامپایلرهای میکروکنترلری بوده اند.

نرم افزار IAR Embedded Workbench for ARM از بیش از 10000 میکروکنترلر مبتنی بر هسته ARM پشیتبانی میکند ، لیست کامل میکروکنترلرهای پشتبانی شده توسط این نرم افزار را در این صفحه مشاهده کنید. این نرم افزار سه بخش اصلی زیر تشکیل شده است:

محیط IDE :

در محیط IDE نرم افزار IAR Embedded Workbench for ARM برای هر برنامه جدید، باید یک پروژه ایجاد شود، کاربر میتواند در این محیط همزمان بر روی چندین پروژه کار کند.

سایر ویژگی های این محیط یه شرح زیر است:

• ادیتور پیشرفته با قابلیت شناسایی دستورات ( رنگی شدن دستورات استاندارد زبان C)
• قابلیت مدیریت پروژه ( نوشتن یک برنامه توسط چند برنامه نویس به صورت هم زمان )
• پشییبانی از معماری داخلی میکروکنترلر و بهینه سازی کد برای میکروکنترلر انتخاب شده ( در کامپایلرهای مثل بسکام و کد ویژن از یک الگوریتم برای ترجمه کد استفاده می شود، در حالی که IAR ادعا میکند ترجمه دستورات برای هر میکروکنترلر دارای الگوریتم مخصوص است)
• پشیتانبی از دستورات استاندارد زبان C و C++ با قابلیت بهینه سازی دستورات
• محیط های کاربری همسان با سایر کامپایلرهای شرکت ( کاربرانی که با یکی از محصولات IAR کار کرده اند به سادگی میتوانند با سایر محصولات کار کنند)
• قابلیت دیباگ کردن برنامه با استفاده از دیباگر C-SPY® debugge
• دارای سیستم عامل مخصوص برای میکروکنترلرهای  پشتیبانی شده( RTOS-aware)

ترجمه (کامپایل) پروژه :

بعد از نوشته شدن برنامه، کاربر باید برنامه را به کد مخصوص ماشین ترجمه کند، به این کار کامپایل کردن میگویند. در حین کامپایل شدن، برنامه نوشته شده به زبان C یاC++ ابتدا توسط کامپایلر (Compiler) به زبان اسمبلی تبدیل شده و سپس توسط Assembler به زبان ماشین ترجمه میشود. در این بین ابزار Linker واسط میان کامپایلر و Assembler بوده و با بهینه سازی کد، تعیین مکان قرار گیری کد در حافظه میکروکنترلر، حذف دستورات بی استفاده یا تکراری و… باعث بهینه شدن کد های خروجی که باید به میکروکنترلر منتقل شوند، میگردد.

ابزار های برنامه ریزی و اشکال یابی :

پس از ترجمه شدن برنامه به زبان ماشین کاربر باید کد های ایجاد شده را به میکروکنترلر منتقل کند و با بررسی روند عملکرد آنها، صحت برنامه نوشته شده را بررسی نماید، برای این کار از ابزار C-SPY Debugger استفاده می شود. با استفاده از C-SPY Debugger  میتوان برنامه را به صورت نرم افزاری ( با استفاده از شبیه ساز داخلی نرم افزار ) یا به صورت سخت افزاری ( با استفاده از پروگرامر های J-LINK یا I-JET یا ST-LINK یا…) اشکال یابی کرد.

SIMATIC STEP 7 مجموعه ای از نرم افزار هایی نظیر STEP 7 Basic software، S7، Graph. S7 – SCL S7، PLCSIM می باشد  که به کاربر اجازه می دهد از ظرفیت های سیستم خود به راحتی استفاده نماید. STEP 7 دارای تمامی توابع مورد نیاز برای پروژه اتوماسیون می باشد. پیکربندی و پارامتر کردن سخت افزار، مشخص کردن ارتباطات، برنامه نویسی، تست و استارت کردن سرویس ها، اسناد، بایگانی، امکانات عیب شناسی از جمله ویژگی های این نرم افزار می باشد. SIMATIC Manager  می تواند تمامی داده هایی که مربوط به پروژه اتوماسیون شما می باشد را مدیریت کند. با استفاده از Symbol Editor  می توانید تمامی پارامتر های موجود در برنامه را به نحو دلخواه مدیریت کنید، تابع هایی نظیر دسته بندی توابع، تبادل داده با سایر برنامه های ویندوز و … در این بخش از برنامه برای کاربر وجود دارد. در بخش Hardware configuration می توانید به پارامتری کردن سخت افزار خود بپردازید و آن را به گونه دلخواه پیکربندی نمایید.

تخصیص پارامتر ماژول، پیکربندی پردازنده و …. در این بخش از برنامه قابل دسترسی می باشند. System diagnostics اطلاعات کلی پروژه اتوماسیون شما را به نمایش می گذارد که برای مدیریت آن، بسیار حائز اهمیت خواهد بود. در این بخش از برنامه، اطلاعات به شکل متنی به نمایش در می آیند که شما می توانید از آن ها خروجی بگیرید.  در این بخش از نرم افزار، اطلاعات بیشتری برای CPU ها به نمایش در می آید. در بخش برنامه نویسی، زبان هایی نظیر Ladder (LAD), Function Block Diagram (FBD)، Instruction List (IL) در دسترس کاربر می باشد.در SIMATIC STEP  کاربر می تواند با ویرایشگر های گرافیکی که دارای رابط کاربری مناسبی می باشند کار بکند.

امکانات و ویژگی های نرم افزار SIMATIC STEP 7 :

• پشتیبانی از انواع سیستم عامل ها
• پیکربرندی هارد و سخت افزار
• نمایش داده ها به شکل کلی
• امکان مدیریت اطلاعات
• پشتیبانی از زبان های مختلف