¿Existen métodos de prueba estándar para código bare metal?

Lo primero que verifico en una placa nueva, ya sea usando un oscilador interno o un cristal externo, es que tengo la frecuencia de reloj configurada correctamente. Esto es importante porque muchos de los periféricos, como UART, SPI, I2C y temporizadores, dependen de él.

La forma en que lo verifico es escribir un programa con un ciclo corto, ya sea en lenguaje ensamblador donde puedo contar los ciclos manualmente, o C siempre que pueda obtener una lista de desensamblaje y hacer lo mismo, y encender un LED y fuera. Configuré un bucle para que se ejecute una vez por segundo. Ejecuto el código y compruebo que el LED parpadea 60 veces en un minuto.

En lo que respecta a los periféricos, la mejor manera de verificarlos es usar un osciloscopio si tiene uno, y mirar la línea RX para UART, las líneas CLK, MOSI y chip select para SPI, y las líneas SDA y SCL para I2C, y verifique que las líneas estén alternando y que el tiempo parezca correcto.

Si no tiene un osciloscopio, puede colocar LED en estas líneas y luego habilitar o deshabilitar los periféricos. Cuando está deshabilitado, la mayoría de las líneas estarán bajas (LED apagado), pero algunas estarán altas, como el cable RX. de la UART (LED encendido). Cuando el periférico está habilitado, la mayoría de los LED deben atenuarse, ya que las líneas se alternarán. Al ejecutarse en un bucle (deshabilitado/habilitado), es más fácil ver la diferencia entre encendido o atenuado.

Para el UART, puede conectar la línea TX a la línea RX como un bucle. También puede conectar luego a un cable UART a USB , y en la PC real una terminal un programa como RealTerm . Además de probar la interfaz, esto será útil para otras depuraciones posteriores.

Para otras piezas de código, utilizo múltiples LED según sea necesario para mostrar que se están ejecutando varias rutas en el código. Si tiene el UART funcionando y conectado a una PC, puede rociar su código con llamadas a una subrutina para generar un mensaje que muestre qué puntos ha alcanzado el programa (o use printf si tiene las bibliotecas C estándar disponibles). Pero como Vladimir Cravero señala en un comentario a continuación, esto puede ralentizar un poco su código (a 115,200 baudios, no demasiado, ya que el tiempo de un carácter es < 10 µs). Pero en ISR y otros códigos de tiempo crítico, solo use LED.

Como Al Bundy señala en un comentario a continuación, los depuradores en circuito también pueden ser útiles, particularmente si uno puede establecer múltiples puntos de interrupción, y aún más útil si puede cambiar un punto de interrupción en una ubicación de memoria. No todos los depuradores tienen esa característica.

Sin embargo, no uso mucho los depuradores a menos que sea necesario, por ejemplo, para mirar bits en un registro periférico; o para rastrear un error que no puedo encontrar por inspección; o al análisis de cobertura de código rudimentario. Pero, en general, me gusta ejecutar programas a su velocidad "normal", ya que generalmente aparecerán muchos problemas que pueden no aparecer cuando el programa es de un solo paso. La mayoría de mis programas usan muchas interrupciones, lo que interfiere con el uso de un depurador.