laiteohjelmointi

Laiteohjelmointi, tai upotettu ohjelmointi, tarkoittaa ohjelmistokehitystä, joka toteutetaan suoraan laitteistolle. Tyypillisesti kyse on mikrokontrollereista, System-on-Chip -ratkaisuista tai FPGA-pohjaisista järjestelmistä, joissa ohjelmisto toimii lähellä laitteistoa ja noudattaa tiukkoja resurssi- ja reaaliaikavaatimuksia. Laiteohjelmisto vastaa perustoimintojen ohjausta, I/O-yhteyksiä, tilanhallintaa ja turvallisuutta.

Käytetyt kielet ja työkalut vaihtelevat alustasta riippuen. Yleisimmät kielet ovat C ja C++, sekä toisinaan assembly-kieli kriittisissä kohdissa. Joillakin alustoilla kokeillaan myös Rustia turvallisuussyistä. FPGA-puolella käytetään hardware description language -kieliä kuten VHDL tai Verilog. Bootloaderit ja firmware-päivitysmekanismit ovat yleisiä osia laiteohjelmistoa, ja ohjelmisto tallennetaan usein flash-muistiin.

Kehitysprosessissa huomioidaan laitteiston ominaisuudet, rajalliset resurssit ja mahdolliset reaaliaikavaatimukset. Kehitys voi olla bare-metal-tyyppistä tai käyttää kevyttä RTOS:ia. Testaus sisältää yksikkötestauksen, hardware-in-the-loop - ja simulointimenetelmät. Turvallisuus, luotettavuus ja virheenkestävyys ovat keskeisiä erityisesti turvallisuuskriittisissä sovelluksissa; ohjeistuksia ja normeja voivat olla MISRA C, IEC 62304 terveydenhuollon laitteille sekä ISO 26262 autoalalle.

Elinkaaren hallinta kattaa versionhallinnan, ohjelmistopäivitykset ja dokumentaation. Laiteohjelmointi kehittyy koon, virrankäytön, turvallisuuden ja ohjelmointikielien kehittymisen myötä, ja siihen liittyy jatkuvia trendivaikutteita kuten turvallinen koodaus, OTA-päivitykset ja uusien kielten kokeilu.