開発ツールとテスト手法

開発ツールとテスト手法は、組込みソフトウェアを作成し、対象となるハードウェア（ターゲットシステム）の上で正しく動くことを確かめるための道具と手順の総称である。組込みシステムではプログラムが開発用のPCではなく対象の機器の上で動くため、デバッグ装置や計測器、テスト用の部品を組み合わせて検証する必要がある。ここでは、デバッグ装置と計測器の役割、統合開発環境とテスト用部品の位置付け、目的に応じたツールの選び方を順に整理する。

デバッグ装置と計測器の仕組み

組込みソフトウェアのデバッグでは、対象のCPUを止めて状態を調べたり、レジスタやメモリの内容を読み書きしたりすることが欠かせない。ICEは、ターゲットのCPUの代わりにエミュレーション機能を持つ装置を接続して実行を制御する方式であり、ROMに内蔵したデバッガエージェントが対象を制御する方式とは区別される。 JTAGを利用するデバッグでは、マイコンのJTAG端子を介して外部のデバッグ装置から内蔵のデバッグ支援機能を操作する。 この方式は、マイコンのソケットに装置を接続して動作を模擬するICEとは異なり、対象マイコン自身の内蔵機能を利用する点に特徴がある。

JTAGエミュレーターは、JTAGインタフェースを通じてホストコンピュータからレジスタやメモリの内容を読み書きできるデバッグ装置である。 ROMの代わりにRAMを置いて動作を模擬する方式や、ROMに置いたモニタプログラムがシリアル通信でデバッグ対象を制御する方式もあり、いずれも内蔵のデバッグ支援機能を使うJTAG方式とは仕組みが異なる。

プログラムの論理が正しくても、割込みへの応答時刻や信号の順序が要件を満たすかは、ソフトウェアの動作ログだけでは判断しにくい。オシロスコープは電圧の時間変化を波形として表示するため、信号のタイミングや割込み応答などリアルタイム性の検証に用いることができる。 ロジックアナライザは、複数の端子の信号を同時に計測して時系列で並べるため、信号どうしのタイミング関係を確かめるのに向く。1つの端子だけを計測する道具とは役割が異なる点に注意が必要である。

統合開発環境とテスト用部品

IDE（統合開発環境）は、エディター、コンパイラ、リンカ、デバッガなど、ソフトウェアの作成からビルド、デバッグまでに使うツールを一体化した環境である。 個々のツールを別々に起動する手間を減らし、編集、ビルド、デバッグの流れを一つの環境で回せるようにする点が利点である。評価ボードのように開発したソフトウェアを実行する環境そのものは、IDEが統合するツールとは役割が異なる。