【应用】通过瑞萨Renesas Synergy™软件来快速搭建嵌入式应用

时间： 2018-02-08 来源：RENESAS

技术问答

随着物联网的快速发展，产品功能变得复杂和多样化，这也给嵌入式系统开发带来了很多挑战。嵌入式软件开发在整个嵌入式系统中占的比例非常大，而且功能是直接面向用户的，可以毫不夸张的说，嵌入式软件做的好不好，直接决定产品的是否优秀。

从上图可以看到，传统的嵌入式MCU软件开发，前期投入非常大，这主要包括MCU底层驱动编写、外设功能验证、中间件代码移植和协议栈代码编写，以及系统集成和云连接等附加软件。前期过程需要产品开发人员不停的学习并验证新的MCU技术，这样才能编写良好的MCU驱动代码和中间件软件，以及附加软件。这个过程会花费大量时间，而且非常繁琐，并且是重复性的，这样让开发者在这个过程中变得非常枯燥和乏味，效率非常低，导致产品也不能快速推向市场，这逐渐成为嵌入式MCU开发的一个痛点。

如何解决这些问题？

我们从上面的开发流程①可以看到，如果能够从传统的开发流程中缩短嵌入式MCU 的底层驱动、中间件和、系统集成以及云连接代码的开发时间，可以大大提高开发效率，缩短产品开发周期。从开发流程②可以看到，在做产品创新时，可以更加容易快速的添加产品差异和创新功能代码，从而节省宝贵的设计时间，并将产品更快地推向市场，赢得市场先机。

RENESAS Synergy™ 软件带来的便利性

Renesas Synergy™软件是Renesas Synergy™平台的重要组成部分，开发人员可以使用Synergy™软件，跳过传统开发流程中的前期工作，直接创建应用代码，缩短开发周期，加快产品推向市场。该平台可使开发人员：

•立即开始API级别的最终产品应用代码开发

•省去API以下的软件和MCU运行学习曲线

•将宝贵资源集中用于市场中的创新和差异化

Synergy™ 软件组成

Synergy™软件主要由Synergy Software Package ( SSP)、软件API、认证合格的附加软件 (QSA)、通过验证的附加软件 (VSA)这几大部分组成。其中Synergy Software Package (SSP)是Synergy™软件的核心，它是瑞萨认证合格的软件包，并由瑞萨提供质保。软件API为应用框架、协议栈、运行库、HAL驱动和BSP提供标准化的C语言应用程序接口。QSA和VSA则是一些通过认证或验证的附件软件。

Synergy Software Package (SSP) 核心

Synergy Software Package ( SSP) 包含了MCU的板级支持包BSP、硬件抽象层HAL、中间件以及RTOS、应用程序框架和一些功能库以及应用程序接口API。

应用编程接口API

开发人员可以使用Synergy™软件，通过应用编程接口API完整访问RTOS、中间件、通信栈、用户界面和详细的MCU功能，这些是开发人员在连接到嵌入式系统平台中通常需要的主要组件。

应用程序框架

应用程序框架是可以完成特定任务的系统服务，框架连接了硬件抽象层HAL，实时操作系统RTOS，中间件和运行库，简化了系统设计。例如：

•Wi-Fi 通信框架

•音频播放框架

•串行通信框架等等

实时操作系统RTOS

ThreadX® RTOS 是一个商用的高速多任务实时操作系统，它可以让开发者轻松的将多任务应用添加到工程项目中来，而不必到处寻找合格高效的多任务系统解决方案。

中间件

中间件主要包括物联网平台X-Ware™、文件系统FileXTM、USB协议栈USBXTM、图形系统GUIXTM和网络协议套件NetXTM、NetX DuoTM、NetX SecureTM等。这些都可以直接提供给开发者使用，用于嵌入式系统的扩展功能实现。

功能库

功能库包括CMSIS DSP库，安全，加密等，CMSISDSP库可以轻松的将DSP加入到工程项目中，安全和加密可以让嵌入式软件代码得到保护，不被他人轻易复制。

硬件抽象层HAL

硬件抽象层HAL包含了MCU外设驱动和服务，开发者无需深入了解MCU内部硬件，跳过底层学习过程，直接从上层开始产品应用代码。

板级支持包BSP

板级支持包BSP可以为不同硬件提供定制支持，可以更加方便的使用第三方硬件，例如显示屏幕、传感器等驱动和服务包，来快速构建差异化硬件功能实现。

Synergy™软件的物联网应用

物联网应用需要操作系统的支持及复杂的互联功能、网络协议的开发及硬件基础，同时提供带有质量保证的配套软件平台，Renesas Synergy™软件包含商用版本的RTOS 和SSP 软件包。最新发布的软件包提供了包含Wi-Fi、蜂窝和BLE 通信模块在内的无线应用框架，及物联网设备“轻量级”通讯协协议MQTT，并支持传输层安全性协议TLS，帮助您轻松跨越技术壁垒，10分钟完成从传感器终端到云服务器的连接。

Wi-Fi应用框架

Wi-Fi应用框架可以使Wi-Fi连接轻松集成，它可以支持不同的协议配置，其协议栈可以运行在主机MCU上，也可以运行在SOC模块上。该应用框架具有很好的兼容性，很容易为新Wi-Fi模块添加驱动程序，可以在Synergy™ Gallery的合作商项目中查找附加的Wi-Fi驱动。Synergy™工具可以轻松的配置模式、RTOS线程、框架、协议栈、协议、驱动器、中断、数据包等等。Synergy™ 软件的Wi-Fi应用框架包括以下特性：

•Wi-Fi设备配置和分配API

•设备驱动器接口

•模块上运行片上协议接口

•使用BSD套接字API的应用程序接口

•NSAL：网络协议抽象层。

低功耗蓝牙应用框架

低功耗蓝牙BLE应用框架可以在应用中轻松集成BLE连接，此框架支持BLE模块初始化和配置、通用属性配置文件（GATT）API和片上配置文件API。BLE框架还支持多模式协议栈配置，可以配置协议栈运行在主机MCU上，也可以运行在SOC模块上。该BLE框架同样具有很好的兼容性，很容易为新BLE模块添加驱动程序，可以在Synergy™ Gallery的合作商项目中查找附加的BLE驱动。

蜂窝通信应用框架

蜂窝通信应用框架可以使蜂窝通信连接轻松集成，框架在蜂窝网络中通信的支持两条通道，一个是使用在Synergy™ MCU (PPP)上运行的NetXTMTCP/IP协议栈，另一个是BSD套接字兼容API用于运行在模块上的片上协议栈。该蜂窝通信框架同样具有很好的兼容性，很容易为新蜂窝网络模块添加驱动程序，可以在Synergy™ Gallery的合作商项目中查找附加的蜂窝通信驱动。蜂窝通信应用框架包含如下功能：

•蜂窝通信模块初始化和配置

•数据传输和接收

•蜂窝通信接口配置

•统计信息收集

Synergy™ 软件物联网应用的安全性

众所周知，物联网采用无线通信技术作为主要通信方式，对于无线通信来说，人们最为担忧的就是它的安全性。为了解决这个问题，瑞萨电子通过Synergy™ 软件的SSP无线应用程序框架、TLS / MQTT安全传输协议来一起构建“物”与“云”之间的安全网络通信，然后接入主要云服务提供商。这样的无线通信与安全协议的完美组合，可以大大提高物联网应用的安全性。

Synergy™ 软件的可靠质量

SSP软件是瑞萨电子的商业化产品，软件质量达到前所未有的高度，也是真正的量产级软件。在多个硬件平台上提供SSP软件数据手册，还包括一系列工业标准以及软件质量保证和最佳实践。

软件质量达到前所未有的高度

瑞萨电子在MCU业界提供独有的基于ISO/IEC/IEEE12207标准过程，根据软件质量保证（SQA）认证SSP软件，根据SSP软件数据手册的规范对SSP运行提供质保，以及采用量化指标来衡量和跟踪Synergy™软件质量。

真正的量产级软件

众多MCU厂商声称提供可量产代码，如果用户需要自己证明代码质量，则这些代码量产价值有限，而瑞萨电子的Synergy™软件SSP，将具有以下优势：

•持续集成 – 所有测试均每天运行一次

- 变更有同行评议，在与主干线合并之前进行验证

•使用10000+测试案例验证70+ SSP软件模块来度量

- 94% 通过，剩余部分人工审查以确保不存在不利影响

•利用2种不同的编译器打造 - GCC和IAR

- 4种Synergy MCU系列在14种MCU硬件系统上运行

•60k行以上可执行测试代码

- 每条测试代码线采用1.4线SSP代码

•5个关键指标

- 符合编码标准

- 清除编译

- 维护低复杂性

- 全测试覆盖率

- 需要追踪性

Synergy™ SSP软件许可协议

Synergy™ SSP软件包含评估版许可和开发生产许可两种软件许可协议，下面是这两种软件许可协议的详细对比。

Synergy™ SSP软件源代码

在嵌入式应用软件开发和调试过程中，源代码对于开发者来说，是极其重要的，可以大大提高错误查找和跟踪调试以及后期维护的效率，可以看到所有SSP的源代码，可支持：

•在 e2 studio 和 IAR Embedded Workbench®中可以查看源代码，也可以在源代码中进行调试

•用户可以查看、修改或打印普通源代码

•当使用开发和生产软件许可时，可以在开发环境中查看受保护的源代码，但不能修改、拷贝或打印受保护的源代码

Synergy™ SSP软件版本发布和控制

在嵌入式软件开发中，厂商提供的软件包的生命周期和维护支持时间是非常重要的，这不仅决定在后期新产品开发中的投入成本和开发时间，更代表着产品更新维护中和成本。作为瑞萨电子的产品，SSP的生命周期等同于Synergy™平台的生命周期，可以提供长期的支持和服务。

Synergy™软件作为Renesas Synergy™ 开发平台的重要组成部分，瑞萨通过该软件不仅向开发者提供了全面的软件功能代码，而且还提供了非常好的软件质量以及后期服务支持。Synergy™软件对于嵌入式软件开发者来说，如鱼得水，可以跳过繁琐的底层学习过程，专注于产品应用层开发和创新差异化设计，并且加快产品推出时间，赢得市场竞争。

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