Cours d'initiation au BSP et C embarqué

Leçon 1 • Premier programme sur métal nu

Écrit et flashe un programme C minimal sans système d'exploitation ni bibliothèque. Démontre le cycle complet de compilation, flashage et débogage sur du matériel réel.

Leçon 2 • Lecture de la documentation matérielle

Enseigne la navigation systématique des fiches techniques et des manuels de référence. Soutient directement la programmation au niveau des registres dans les chapitres suivants.

Leçon 3 • Configuration de la chaîne d'outils et de l'environnement de développement

Installe et configure un compilateur croisé, un débogueur et un système de construction. Les étudiants produisent un environnement de construction fonctionnel avant d'écrire du code.

Leçon 4 • Ce qu'est un BSP et ce qu'il fait

Définit la portée du BSP : code de démarrage, pilotes et couches HAL. Relie les responsabilités du BSP aux tâches de mise en service du matériel.

Leçon 1 • Types à largeur fixe et représentation des données

Présente les types stdint.h et leur importance matérielle. Empêche les bogues d'hypothèses de taille qui causent des défaillances silencieuses sur le matériel cible.

Leçon 2 • Pointeurs et modèles d'accès à la mémoire

Couvre l'arithmétique des pointeurs, les pointeurs de fonction et l'accès aux E/S mappées en mémoire. Permet directement la manipulation des registres dans les chapitres suivants.

Leçon 3 • Directives du préprocesseur et du compilateur

Couvre les macros, la compilation conditionnelle et les attributs du compilateur. Permet une sélection de code portable et spécifique au matériel entre les cibles BSP.

Leçon 4 • Techniques de manipulation des bits

Enseigne le masquage, la mise à un, la mise à zéro et le basculement de bits individuels. Ces opérations sont le principal mécanisme de configuration des registres matériels.

Leçon 1 • Syntaxe des scripts d'éditeur de liens et sections

Explique MEMORY, SECTIONS et les définitions de symboles dans les scripts GNU LD. Les étudiants placent .text, .data et .bss dans les régions correctes.

Leçon 2 • Configuration de la pile et du tas

Configure la taille de la pile, les limites du tas et la détection de débordement. Empêche les défaillances mémoire d'exécution les plus courantes dans les systèmes embarqués.

Leçon 3 • Carte mémoire du microcontrôleur

Mappe les régions Flash, SRAM et périphériques aux adresses physiques. Fournit le modèle spatial requis pour la rédaction de scripts d'éditeur de liens.

Leçon 4 • Code de démarrage et initialisation de l'environnement d'exécution C

Implémente la séquence de démarrage qui copie .data et met à zéro .bss avant main. Relie les symboles de l'éditeur de liens au code d'assemblage et C de démarrage.

Leçon 1 • Anti-rebond et détection de front

Implémente un anti-rebond logiciel et configure des interruptions déclenchées par front. Produit une détection fiable d'appui sur bouton comme exercice pratique.

Leçon 2 • Architecture des registres GPIO

Couvre les registres de direction, de sortie, d'entrée et de fonction alternative. Établit le modèle au niveau des registres appliqué à tous les pilotes de périphériques.

Leçon 3 • Activation de l'horloge et réinitialisation des périphériques

Explique pourquoi les périphériques doivent avoir leur horloge activée avant l'accès aux registres. Empêche le verrouillage silencieux causé par l'accès à des périphériques non cadencés.

Leçon 4 • Écriture de routines de service d'interruption

Implémente des ISR avec une nomenclature correcte, une latence minimale et un effacement sécurisé des drapeaux. Introduit les risques de données partagées entre le contexte ISR et le contexte main.

Leçon 1 • Architecture matérielle du temporisateur

Explique le prédiviseur, le registre de rechargement automatique et les modes de comptage. Fournit le modèle conceptuel pour toutes les fonctionnalités basées sur les temporisateurs.

Leçon 2 • Capture d'entrée et mesure de fréquence

Utilise la capture d'entrée pour mesurer la largeur d'impulsion et la fréquence du signal. Démontre l'utilisation bidirectionnelle du même périphérique temporisateur.

Leçon 3 • Génération de signaux PWM

Configure les canaux de comparaison de sortie pour la PWM avec un rapport cyclique réglable. Permet le contrôle de moteurs et la gradation de LED comme applications pratiques.

Leçon 4 • Temporisateurs de surveillance et sécurité du système

Configure les temporisateurs de surveillance indépendants et à fenêtre pour la récupération après défaillance. Introduit le concept de surveillance de la vivacité du système dans la conception du BSP.

Leçon 1 • Implémentation du pilote UART

Configure le débit en bauds, le format de trame et les registres d'émission et de réception. Construit un pilote UART par scrutation comme base pour les mises à niveau pilotées par interruption.

Leçon 2 • Implémentation du pilote SPI

Configure la polarité et la phase de l'horloge SPI ainsi que le contrôle de la sélection de circuit. Implémente des transferts full-duplex vers un capteur externe ou un périphérique mémoire.

Leçon 3 • UART piloté par interruption avec tampons circulaires

Améliore le pilote par scrutation pour utiliser les interruptions TX/RX et les tampons circulaires. Élimine le blocage du CPU pendant les transferts série.

Leçon 4 • Implémentation du pilote I2C

Implémente les séquences de démarrage, d'adresse, de données et d'arrêt I2C au niveau des registres. Gère correctement les erreurs ACK/NACK et d'arbitrage de bus.

Leçon 1 • Stratification du BSP et conception de l'API

Définit les couches HAL, pilote et application avec des contrats d'interface clairs. Permet la réutilisation des pilotes entre variantes matérielles sans modifier le code de l'application.

Leçon 2 • Initialisation et cycle de vie du pilote

Implémente les transitions d'état init, deinit et d'alimentation pour chaque pilote. Assure un démarrage déterministe et un arrêt propre dans le BSP.

Leçon 3 • Fichiers de configuration et d'en-tête de carte

Centralise les affectations de broches, les fréquences d'horloge et les indicateurs de fonctionnalité dans les en-têtes de carte. Isole les différences matérielles dans un seul fichier par carte cible.

Leçon 4 • Portage du BSP vers une nouvelle cible

Parcourt les étapes pour porter un BSP existant vers un microcontrôleur différent. Valide la conception de l'abstraction en exerçant les points de jonction spécifiques au matériel.

Leçon 1 • Intégration continue pour le micrologiciel

Automatise la construction, l'analyse statique et les tests unitaires dans un pipeline CI. Garantit que les contrôles de qualité du BSP s'exécutent à chaque modification de code sans effort manuel.

Leçon 2 • Gestion des défauts et récupération d'erreur

Implémente des gestionnaires de défaut matériel qui capturent les trames de pile et l'état du défaut. Permet l'analyse post-mortem des plantages dans le micrologiciel déployé.

Leçon 3 • Tests unitaires du code C embarqué

Applique des frameworks de tests unitaires basés sur l'hôte à la logique des pilotes BSP. Sépare le code dépendant du matériel de la logique pure testable.

Leçon 4 • Techniques de débogage JTAG et SWD

Utilise un débogueur matériel pour définir des points d'arrêt, inspecter les registres et parcourir les ISR. Renforce la confiance dans les flux de travail de débogage sur matériel réel.