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IA e le soluzioni embedded



Questo esperimento ha riguardato la sintesi di un sistema embedded, basato sul microcontrollore PIC 16F877, per la visualizzazione di messaggi di testo e pattern grafici predefiniti con display OLED I²C. 
A supporto della realizzazione, del debugging e dell'ottimizzazione del firmware, è stato impiegato il modello di intelligenza artificiale Claude 3.7 Sonnet in modalità “extended thinking”. 

Decalogo del buon firmwarista 
Dall’esperienza condotta è emerso il seguente decalogo, quasi una guida operativa per chi si occupa di progettazione microelettronica: 
  1. L’hardware è determinante: dettagli apparentemente secondari possono influenzare in modo critico l’esito di un progetto.
  2. L’hardware può mascherare il software: molti problemi di natura software derivano da malfunzionamenti o limiti hardware.
  3. Procedere per gradi: è fondamentale iniziare da test semplici e costruire progressivamente la complessità.
  4. Perseverare sempre: la tenacia è una dote essenziale per lo sviluppatore di soluzioni embedded.
  5. Scomporre per risolvere: i problemi complessi vanno suddivisi in sotto-problemi testabili singolarmente. 
  6. Applicare una diagnosi sistematica: l’eliminazione progressiva delle possibili cause aiuta a restringere rapidamente il campo d’indagine. 
  7. Conoscere il livello fisico: una buona comprensione della comunicazione low-level consente di affrontare le anomalie più sottili. 
  8. Fare attenzione ai dettagli: spesso la causa di un malfunzionamento risiede in un parametro, un indirizzo o una configurazione trascurata. 
  9. Consultare sempre le specifiche: i datasheet dei componenti sono uno strumento indispensabile per una corretta implementazione delle interfacce. 
  10. Sfruttare gli errori per migliorarsi: ogni tentativo fallito rappresenta un passo avanti nella comprensione del sistema. 
Strategia di sviluppo e debugging 
Il firmware, realizzato in linguaggio misto C/Assembly, è stato sviluppato seguendo un approccio incrementale, con l’obiettivo di validare progressivamente ciascun modulo funzionale. 
Queste le fasi principali: 
  1. Test del LED: verifica iniziale della corretta esecuzione del codice e dell’attivazione delle linee GPIO.
  2. Test della comunicazione I²C: controllo delle operazioni di lettura/scrittura verso la periferica I²C e analisi dei segnali.
  3. Inizializzazione del display OLED: invio e verifica dei comandi di setup del display, secondo la sequenza prevista dalle specifiche.
  4. Visualizzazione di pattern di test: invio di pattern predefiniti per confermare la corretta ricezione dei dati grafici.
  5. Implementazione del messaggio finale.
Durante tutto il processo, l’utilizzo di LED come indicatori di stato si è dimostrato particolarmente efficace per il debugging rapido dei vari moduli del firmware. 

Contributo dell’intelligenza artificiale 
Il modello Claude 3.7 Sonnet si è dimostrato un valido assistente digitale, fornendo supporto nelle seguenti attività: 
  • Analisi e individuazione delle cause di errore.
  • Generazione e revisione del codice, con proposte migliorative sempre più complesse.
  • Ragionamento tecnico guidato, per l’esplorazione di ipotesi di malfunzionamento e validazione dei test. 
Il contributo dell’IA si è stato prezioso soprattutto nella definizione dello schema iniziale dello script e nella creazione di moduli software sempre più complessi. 

Embedded system (sistema embedded): dicesi embedded un sistema elettronico o informatico incorporato all'interno di un dispositivo per svolgere una funzione specifica.


Il firmware che segue può essere verificato con SimulIDE per il sistema embedded mostrato in figura.

Record HEX
:060000000A128A11FC2F18
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:100ADA00031394008316031391010930930008004D
:100AEA00F00070088312031393008316031314187B
:100AFA007F2D802D7A2D11081F39031D852D862DF6
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