Padrão de interface de software do microcontrolador Cortex

Padrão de interface de software do microcontrolador Cortex

O CMSIS permite um suporte de dispositivo consistente e interfaces de software simples para o processador e seus periféricos, simplificando a reutilização de software, reduzindo a curva de aprendizado para desenvolvedores de microcontroladores e reduzindo o tempo de mercado para novos dispositivos.


Visão geral

A partir do CMSIS-CORE, uma camada de abstração de hardware independente do fornecedor para os processadores Cortex-M, o CMSIS expandiu-se para áreas como o gerenciamento de componentes de software e as interfaces de depurador de referência. A criação de software é um fator de custo importante na indústria incorporada. A padronização das interfaces de software em todos os produtos do fornecedor de silício Cortex-M, especialmente ao criar novos projetos ou a migrar o software existente para um novo dispositivo, significa redução significativa de custos.

O CMSIS é definido em estreita cooperação com vários fornecedores de silício e software e fornece uma abordagem comum para a interface para periféricos, sistemas operacionais em tempo real e componentes de middleware. Isso simplifica a reutilização de software, reduzindo a curva de aprendizado para novos desenvolvedores de microcontroladores e reduzindo o tempo de colocação no mercado para dispositivos.


Componentes do CMSIS

CMSIS-CORE: inicialização consistente do sistema e acesso periférico

A inicialização do sistema, o acesso ao núcleo do processador e as definições periféricas são essenciais para cada aplicativo incorporado. O CMSIS-CORE padronizado é implementado para mais de 3900 dispositivos diferentes e facilita a introdução de um novo dispositivo ou migra software em microcontroladores.

CMSIS versão 5

O CMSIS é desenvolvido publicamente no GitHub. A última versão pode ser baixada aqui:

CMSIS-RTOS: Execução determinista de software em tempo real

Um conceito de super-loop só é adequado para aplicativos embutidos simples. Os microcontroladores Cortex-M são projetados para sistemas operacionais em tempo real que oferecem controle de recursos e tempo.

O CMSIS-RTOS é uma API que permite camadas de software consistentes com componentes de middleware e biblioteca. O CMSIS-RTOS RTX é executado em todos os dispositivos Cortex-M e é a implementação de referência comprovada que é fácil de aprender e usar.

CMSIS-DSP: implementação rápida de processamento de sinal digital

O desenvolvimento de um sistema de processamento de sinais digitais em tempo real (DSP) não é trivial, já que os algoritmos DSP dependem fortemente de operações matemáticas complexas que são mesmo críticos para o tempo.

A biblioteca CMSIS-DSP é uma rica coleção de funções DSP que o Arm optimizou para os vários núcleos de processadores Cortex-M. O CMSIS-DSP é amplamente utilizado na indústria e também permite a geração de código C otimizada a partir de várias ferramentas de terceiros.

CMSIS-Driver: interfaces periféricas genéricas para middleware e código de aplicativo

Interfacing microcontroller periféricos com middleware ou código genérico de aplicação pode ser um desafio, pois cada dispositivo é diferente. As interfaces CMSIS-Driver prontas para usar estão disponíveis para muitas famílias de microcontroladores e evitam a portabilidade do driver pesada e demorada.

CMSIS-Pack: acesso fácil a componentes de software reutilizáveis

Anteriormente, os módulos de software eram difíceis de integrar, pois os arquivos de origem e de cabeçalho tinham requisitos pouco claros, documentação inconsistente ou informações de licença perdidas.

Como o CMSIS-Pack define a estrutura de um pacote de software que contém componentes de software, esses problemas são abordados. Os componentes de software são facilmente selecionáveis ​​e todas as dependências de outros softwares são destacadas.

CMSIS-SVD: visão consistente para dispositivos e periféricos

Para cada microcontrolador suportado, os depuradores podem fornecer visualizações detalhadas aos periféricos do dispositivo que exibem o estado do registro atual.

Os arquivos CMSIS-SVD permitem essas visualizações e garantem que a exibição do depurador coincida com a implementação real dos periféricos do dispositivo.

CMSIS-DAP: conectividade para hardware de avaliação de baixo custo

Planos de desenvolvimento baratos estão disponíveis em muitos fornecedores de microcontroladores. Freqüentemente, uma unidade de depuração de baixo custo está incluída, mas interfaces diferentes precisam de uma configuração de ferramenta específica.

O CMSIS-DAP é uma interface padronizada para a Porta de Acesso de Depuração Cortex (DAP) e é usado por muitos kits de inicialização e é suportado por vários depuradores.

CMSIS-NN: kernels de rede neural eficiente

As soluções baseadas em rede neural estão se tornando cada vez mais populares para aplicações de aprendizado de máquinas incorporadas.

O CMSIS-NN é uma coleção de kernels de redes neurais eficientes desenvolvidos para maximizar o desempenho e minimizar a pegada de memória de redes neurais nos núcleos de processadores Cortex-M.

 

Fonte:  https://developer.arm.com/embedded/cmsis

https://developer.arm.com/products/system-design/development-boards

https://developer.arm.com/products/system-design/development-boards/logictile-express

https://community.arm.com/b/carlosdelfino/posts/facilitando-o-desenvolvimento-para-a-proxima-geracao-de-embarcados-inteligentes-e-conectados

ALLEN ATLAS CEREBRAL

Visão geral

Esta base de dados de células cerebrais é uma pesquisa de características biológicas derivadas de dados de células únicas, de humanos e ratos.

O banco de dados contém propriedades eletrofisiológicas , morfológicas e transcriptômicas coletadas de células individuais e modelos simulando atividade celular. Nesta fase inicial da geração de dados, a cobertura da pesquisa foi focada em áreas selecionadas do córtex cerebral e nos neurônios talâmicos.

Procure os dados de resposta eletrofisiológica e as morfologias neuronais reconstruídas usando a ferramenta de Pesquisa de Caracteres Celulares . Os dados transcriptômicos podem ser acessados ​​através da página de download .

Use o Kit de Desenvolvimento de Software Allen (SDK) para acessar e analisar programaticamente dados em bruto e executar modelos.

Os dados podem ser baixados selecionando experimentos individuais na ferramenta de Pesquisa de Caracteres de Celular, acessando arquivos RNA-Seq transcriptômicos através da página de Download , ou através do SDK ou API Allen

 

 

 

Dados de rato

As células são adquiridas de áreas cerebrais selecionadas em ratos adultos. As células são identificadas para o isolamento com base em linhas de ratos transgênicos que abrigam repórteres fluorescentes conduzidos por drivers específicos do tipo celular. Para análises eletrofisiológicas e morfológicas, foram selecionadas células excitatórias com expressão enriquecida em camada e células inibitórias baseadas em marcadores clássicos. As áreas cerebrais selecionadas para análise incluem sub-regiões do córtex visual, córtex motor e córtex motor lateral anterior (ALM), na área do motor secundário (MOs).

Para a análise transcriptômica, foram realizadas dissecções regionais e laminares em espécimes de linhas transgênicas pan-neuronais, pan-excitatórias e pan-inibitórias, para amostra de forma abrangente. Os dados do núcleo geniculado lateral (LGd) também estão incluídos.

Este diagrama interativo de Venn mostra quantas células estão disponíveis para cada modalidade de dados (eletrofisiologia, morfologia, transcriptômica) e modelos. Selecione uma categoria para visualizar o subconjunto de células.

Existem 1058 células de mouse para as quais temos dados de eletrofisiologia.

 

 

Dados humanos

As células são adquiridas a partir do tecido cerebral doado nos lobos temporais ou frontais com base em anotações estruturais descritas no Atlas de referência do cérebro humano Allen . Para análises eletrofisiológicas e morfológicas no córtex, as células são selecionadas com base na forma do soma e na localização laminar.

Para a análise transcriptômica, diferentes camadas de córtex são dissecadas e os núcleos neuronais são isolados. A amostragem laminar é guiada pelo número relativo de neurônios presentes em cada camada.

 

 

 

Sobre eletrofisiologia

As gravações de grampos de patch de células inteiras fornecem informações básicas sobre propriedades de disparo celular. As gravações são realizadas usando uma variedade de protocolos de estímulo, incluindo pulsos curtos, passos longos, rampas lentas e ruído naturalista para caracterizar as propriedades intrínsecas desses neurônios. Os protocolos detalhados são descritos no whitepaper técnico de visão geral de eletrofisiologia .

Sobre Morfologia

A estrutura celular informa a função e a diversidade neuronal. Para ver a forma da célula, as células são preenchidas com biocitina e imagens em série para visualizar suas morfologias. Imagens planar e reconstruções de células 3D podem ser visualizadas com os dados de eletrofisiologia da célula, ou baixados para análise off-line. Os protocolos detalhados são descritos no whitepaper técnico da síntese de morfologia .

Sobre Transcriptomics

A seqüência de ARN pode fornecer um perfil transcriptômico para cada célula. Os transcritos genéticos são isolados, amplificados e seqüenciados, e as leituras estão alinhadas com um genoma de referência. A expressão de ARN por gene é relatada como uma média de isoformas de transcrição. Os dados estão disponíveis para células inteiras e, em alguns casos, isolados de frações nucleares. Para os núcleos, uma proporção significativa de lições se alinha aos intrões. Todos os dados podem ser baixados e os protocolos detalhados são descritos no quadro técnico geral da transcriptomics .

Sobre Modelos

Uma variedade de modelos neuronais que simulam propriedades de células intrínsecas estão disponíveis. Os modelos incluem: modelos generalizados de injeção e fogo, modelos biofisicamente realistas, de neurônio único com dendritos passivos e soma ativo (perisomático) e com condutâncias ativas (tudo ativo). As simulações podem ser vistas em linha ao lado das respostas celulares medidas, quando disponíveis. Todos os modelos podem ser baixados, e protocolos detalhados são descritos nos whitepapers técnicos: GLIF , perisomatic , all-active .

 

Fonte:  http://celltypes.brain-map.org/