Curso Básico de BSP e C Embebido

Aula 1 • Primeiro Programa Bare-Metal

Escreve e grava um programa C mínimo sem um SO ou biblioteca. Demonstra o ciclo completo de compilação-gravação-depuração em hardware real.

Aula 2 • Leitura de Documentação de Hardware

Ensina a navegação sistemática de folhas de dados e manuais de referência. Apoia diretamente a programação ao nível dos registos em capítulos posteriores.

Aula 3 • Configuração do Ambiente de Desenvolvimento e Toolchain

Instala e configura um compilador cruzado, depurador e sistema de compilação. Os estudantes produzem um ambiente de compilação funcional antes de escrever qualquer código.

Aula 4 • O que um BSP É e Faz

Define o âmbito do BSP: código de arranque, drivers e camadas HAL. Liga as responsabilidades do BSP às tarefas de inicialização de hardware.

Aula 1 • Tipos de Largura Fixa e Representação de Dados

Apresenta os tipos stdint.h e o seu significado para o hardware. Previne erros de suposição de tamanho que causam falhas silenciosas no hardware alvo.

Aula 2 • Ponteiros e Padrões de Acesso à Memória

Abrange aritmética de ponteiros, ponteiros para funções e acesso a E/S mapeada em memória. Permite diretamente a manipulação de registos em capítulos subsequentes.

Aula 3 • Diretivas do Pré-processador e do Compilador

Abrange macros, compilação condicional e atributos do compilador. Permite a seleção portável de código específico do hardware através de alvos BSP.

Aula 4 • Técnicas de Manipulação de Bits

Ensina mascaramento, definição, limpeza e inversão de bits individuais. Estas operações são o mecanismo principal para configurar registos de hardware.

Aula 1 • Sintaxe e Secções do Script do Ligador

Explica MEMORY, SECTIONS e definições de símbolos em scripts GNU LD. Os estudantes colocam .text, .data e .bss nas regiões corretas.

Aula 2 • Configuração da Pilha e do Heap

Configura o tamanho da pilha, os limites do heap e a deteção de overflow. Previne as falhas de memória em tempo de execução mais comuns em sistemas embebidos.

Aula 3 • Mapa de Memória do Microcontrolador

Mapeia as regiões de Flash, SRAM e periféricos para endereços físicos. Fornece o modelo espacial necessário para a criação de scripts do ligador.

Aula 4 • Código de Arranque e Inicialização do Runtime C

Implementa a sequência de arranque que copia .data e coloca .bss a zeros antes de main. Liga os símbolos do ligador ao código de arranque em assembly e C.

Aula 1 • Debouncing e Deteção de Flancos

Implementa debouncing por software e configura interrupções acionadas por flanco. Produz deteção fiável de pressionamento de botão como exercício prático.

Aula 2 • Arquitetura de Registos GPIO

Abrange registos de direção, saída, entrada e função alternativa. Estabelece o modelo ao nível dos registos aplicado a todos os drivers de periféricos.

Aula 3 • Ativação do Relógio e Reset de Periféricos

Explica porque é que os periféricos devem ter o relógio ativado antes do acesso aos registos. Previne o bloqueio silencioso causado pelo acesso a periféricos não ativados.

Aula 4 • Escrita de Rotinas de Serviço de Interrupção

Implementa ISRs com nomenclatura correta, latência mínima e limpeza segura de flags. Apresenta riscos de dados partilhados entre a ISR e o contexto de main.

Aula 1 • Arquitetura do Temporizador de Hardware

Explica o pré-escalador, o registo de recarga automática e os modos de contagem. Fornece o modelo conceptual para todas as funcionalidades baseadas em temporizadores.

Aula 2 • Captura de Entrada e Medição de Frequência

Utiliza a captura de entrada para medir a largura de impulso e a frequência do sinal. Demonstra a utilização bidirecional do mesmo periférico temporizador.

Aula 3 • Geração de Sinal PWM

Configura canais de comparação de saída para PWM com ciclo de trabalho ajustável. Permite o controlo de motores e a regulação de intensidade de LEDs como aplicações práticas.

Aula 4 • Temporizadores Watchdog e Segurança do Sistema

Configura temporizadores watchdog independentes e com janela para recuperação de falhas. Introduz o conceito de monitorização de vivacidade do sistema no projeto BSP.

Aula 1 • Implementação do Driver UART

Configura a taxa de transmissão, o formato da trama e os registos de transmissão/receção. Constrói um driver UART por polling como base para atualizações orientadas por interrupção.

Aula 2 • Implementação do Driver SPI

Configura a polaridade do relógio SPI, a fase e o controlo de seleção de chip. Implementa transferências full-duplex para um sensor ou dispositivo de memória externo.

Aula 3 • UART Orientada por Interrupção com Buffers Circulares

Atualiza o driver por polling para utilizar interrupções TX/RX e buffers circulares. Elimina o bloqueio da CPU durante transferências série.

Aula 4 • Implementação do Driver I2C

Implementa as sequências de start, endereço, dados e stop do I2C ao nível dos registos. Trata corretamente erros de ACK/NACK e arbitragem de barramento.

Aula 1 • Camadas do BSP e Projeto de API

Define as camadas HAL, driver e aplicação com contratos de interface claros. Permite a reutilização de drivers entre variantes de hardware sem modificar o código da aplicação.

Aula 2 • Inicialização e Ciclo de Vida do Driver

Implementa transições de init, deinit e estado de potência para cada driver. Garante um arranque determinístico e um encerramento limpo no BSP.

Aula 3 • Ficheiros de Cabeçalho de Configuração e Placa

Centraliza atribuições de pinos, frequências de relógio e flags de funcionalidades em cabeçalhos de placa. Isola as diferenças de hardware num único ficheiro por placa alvo.

Aula 4 • Portabilidade do BSP para um Novo Alvo

Percorre os passos para portar um BSP existente para um microcontrolador diferente. Valida o projeto de abstração exercitando as interfaces específicas do hardware.

Aula 1 • Integração Contínua para Firmware

Automatiza a compilação, análise estática e testes unitários num pipeline CI. Garante que as gates de qualidade do BSP são executadas em cada alteração de código sem esforço manual.

Aula 2 • Tratamento de Falhas e Recuperação de Erros

Implementa tratadores de hard fault que capturam tramas de pilha e estado da falha. Permite a análise post-mortem de falhas em firmware implantado.

Aula 3 • Teste Unitário de Código C Embebido

Aplica estruturas de teste unitário baseadas no hospedeiro à lógica de drivers BSP. Separa o código dependente de hardware da lógica pura testável.

Aula 4 • Técnicas de Depuração JTAG e SWD

Utiliza um depurador de hardware para definir pontos de paragem, inspecionar registos e percorrer ISRs. Constrói confiança em fluxos de trabalho de depuração em hardware real.