Vývoj firmware pro mikrokontroléry

Hlavní odlišení

Firmware pro safety-critical aplikace (IEC 61508 / SIL2)

Architektura připravená na SIL2 certifikaci, se zkušeností s přípravou platformy pro TÜV certifikaci.

• Startup i runtime self-testy: RAM test (March C-), CRC-32 integrita flash, CPU self-test, redundantní čtení ADC s plausibility checky
• Fail-safe design s definovaným bezpečným stavem, brown-out a tamper detekce, reset-reason reporting
• Vícevrstvé watchdogy: hardwarový IWDG + task watchdog nad RTOS úlohami, detekce přetečení zásobníku, heartbeat monitoring
• MISRA C compliance přes statickou analýzu (clang-tidy)

Co vyžaduje Cyber Resilience Act od výrobců zařízení

Cyber Resilience Act (CRA) zavádí tyto požadavky povinně pro výrobce zařízení v EU. Firmware na ně připravuji už při návrhu:

• Podepsaný firmware (ECDSA-P256 + SHA-256), ověření podpisu v bootloaderu, anti-rollback ochrana
• Vlastní bootloadery pro STM32 (řady F1/F3/G0/L4) i ESP32 Secure Boot V2
• Flash protection (RDP, WRP, PCROP), security event log se synchronizací do cloudu
• Autentizace servisních příkazů (HMAC-SHA256 challenge-response)

Jak vypadá OTA aktualizace s podepsaným firmware

Kompletní OTA řetěz: cloud → gateway → zařízení → podřízené moduly po RS485, s ověřením integrity a podpisu v každém kroku.

Technologie

MCU

STM32 napříč řadami (Cortex-M0+/M3/M4F, včetně low-power L4), ESP32 (ESP-IDF).

RTOS

FreeRTOS (CMSIS-RTOS v2) i bare-metal pro malé MCU.

Jazyky

C (C11), C++ (testy), Python tooling, Dart/Flutter (mobilní aplikace).

Průmyslová komunikace

Modbus RTU/TCP (master i slave), HART vč. 4-20 mA proudové smyčky, CAN s vlastním aplikačním protokolem, PROFIBUS DP, RS485, Ethernet.

Bezdrát a IoT

BLE (NimBLE, LE Secure Connections, QR provisioning), WiFi, HTTPS/TLS (mbedTLS), MQTT, LoRa, IQRF, NB-IoT/LTE-M.

Periferie

SPI/I2C senzory, USB CDC, průmyslové displeje, vlastní framované UART protokoly s CRC a HMAC autentizací.

Testování a průběžná integrace (CI)

• Stovky unit testů (GoogleTest) běžících na hostiteli s mockovanou HAL vrstvou
• Coverage reporty včetně branch coverage, CI pipeline (GitHub Actions) s test dashboardem
• Python integrační testy a simulátory zařízení
• CMake cross-compilation, verzované release s FW tagem pro OTA

Jak pracuji

Vrstvená modulární architektura s HAL oddělením: sdílené moduly (bootloader, bezpečnost, protokoly) jsou přenositelné mezi deskami produktové řady na různých MCU. Nový produkt řady znamená tenkou portovací vrstvu, ne nový vývoj.

AI nástroje využívám pro akceleraci rutinních částí. Architektura a odpovědnost za výsledek zůstává na inženýrovi.

Pro koho

Výrobci průmyslových zařízení, měřicí a regulační technika, detekce plynů, IoT zařízení s požadavky na funkční bezpečnost, kybernetickou bezpečnost a dlouhodobou údržbu.