Fundamentos de Informática Industrial y Programación de Sistemas Empotrados

Informática Industrial

La informática industrial se define como el conjunto de tecnologías y metodologías de la informática aplicadas a los problemas de la industria.

Tecnologías y Metodologías

• Tecnologías: Incluyen ordenadores (sistemas empotrados) y comunicación digital (comunicaciones industriales).
• Metodologías: Abarcan la programación estructurada, orientada a objetos, concurrente y en tiempo real.

Depuración de Sistemas Empotrados (SE)

La depuración de los Sistemas Empotrados se puede realizar a distintos niveles:

• Depurador residente en el SE.
• Depurador externo que recoge datos enviados por el SE (vía serial).
• Circuito depurador conectado al procesador.
• Circuito emulador que sustituye al procesador y se controla externamente.
• Emulación completa (simulación).

Programación Estructurada

La programación estructurada hace referencia a la ejecución del código y no a los datos. Sus pilares fundamentales son:

• Elementos: Utiliza únicamente funciones y estructuras de control como la secuencia, la selección (if, switch) y la iteración (for, while).
• Buenas prácticas: Se debe evitar el uso del goto con salto incondicional a cualquier instrucción.
• Diseño descendente: Consiste en dividir el problema en subproblemas; cada subproblema se convierte en una función con consecuencias especificadas para evitar efectos laterales.
• Lenguajes: Casi todos los lenguajes actuales la fuerzan. Se puede utilizar incluso aunque el lenguaje no la considere de forma nativa, como ocurre con el ensamblador.

Estructuras de Control

Las estructuras de control organizan el flujo de ejecución del programa:

• Secuencias: Ejecución de una instrucción tras la anterior.
• Alternativas: Uso de if y switch.
• Iterativas (bucles): Uso de while, do-while y for.
• Otras instrucciones:
  • Break: Sale del bucle o switch actual.
  • Continue: Salta directamente a la parte de comprobación del bucle actual.

Preprocesado

El preprocesado es el puro tratamiento de texto en el fichero fuente que genera otro fichero fuente (activado mediante la opción -E del compilador). Sus acciones principales son:

• Quitar comentarios.
• Incluir otros ficheros fuente (.h): Definiciones comunes a nuestro programa o definición de librerías.
• Definir etiquetas (constantes): Se sustituyen durante el preprocesado, no ocupan espacio en memoria y hacen el código más legible y modificable.
• Definir macros: Son parecidas a las funciones y se sustituyen directamente en el código, aunque generan un mayor volumen de este.
• Quitar código según condiciones: Permite generar distintos ejecutables según las versiones del programa o la arquitectura, favoreciendo la portabilidad.