arm嵌入式開(kāi)發(fā)流程和開(kāi)發(fā)工具-展示頁(yè)
2025-04-16 05:08本頁(yè)面
【正文】 在單片機(jī)系統(tǒng)中，由于受硬件資源的限制，同時(shí)應(yīng)用程序通常比較簡(jiǎn)單，因此，通常不使用操作系統(tǒng)，直接采用前后臺(tái)程序控制方式設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。這一類(lèi)過(guò)程通常采用圖41所示的開(kāi)發(fā)模式，在運(yùn)行于Windows的ADS ，然后通過(guò)MultiICE下載并調(diào)試程序。 硬件驅(qū)動(dòng)調(diào)試如果硬件平臺(tái)是自行設(shè)計(jì)的，必須首先對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試，硬件調(diào)試成功是進(jìn)行操作系統(tǒng)移植和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的一個(gè)基本前提。如果您不打算購(gòu)買(mǎi)開(kāi)發(fā)板作為測(cè)試平臺(tái)，您就需要自行設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)。在自己動(dòng)手設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)之前，購(gòu)買(mǎi)一塊這種開(kāi)發(fā)板作為測(cè)試平臺(tái)，進(jìn)行學(xué)習(xí)和參考，這樣可以大大加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度。硬件平臺(tái)的選擇選擇好目標(biāo)微處理器后還需要準(zhǔn)備硬件平臺(tái)。5）是否內(nèi)置調(diào)試工具處理器如果內(nèi)置調(diào)試工具可以大大縮小調(diào)試周期，降低調(diào)試的難度。另外，如果決定采用Linux、Windows CE、vxWorks等操作系統(tǒng)時(shí)，在選擇處理器時(shí)應(yīng)該盡量選擇該操作系統(tǒng)已經(jīng)支持的處理器，這樣可以大大加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度，降低難度。而ARM7TDMI則沒(méi)有MMU，不支持Windows CE和Linux，但目前有uCLinux以及uC/OSII等不需要MMU支持的操作系統(tǒng)可運(yùn)行于ARM7TDMI硬件平臺(tái)之上。處理器和操作系統(tǒng)的選擇在一定程度上互相影響，同時(shí)又將影響其軟件支持工具，因此，處理器的選擇的同時(shí)必須充分考慮操作系統(tǒng)的因素。這些產(chǎn)品對(duì)微處理器的基本要求是：高性能、低功耗。各個(gè)廠家市場(chǎng)的ARM芯片都根據(jù)不同的設(shè)計(jì)目標(biāo)擴(kuò)展了豐富的接口，在選擇處理器時(shí)應(yīng)該考慮選擇能夠支持盡可能多的功能，尤其是相對(duì)設(shè)計(jì)復(fù)雜的功能。開(kāi)發(fā)人員首先考慮的是，系統(tǒng)所要求的一些硬件能否方便地連接到處理器上。而對(duì)于一般工業(yè)控制，則可以考慮ARM7芯片是否滿(mǎn)足要求。對(duì)于許多需用處理器的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，目標(biāo)不是在于挑選速度最快的處理器，而是在于選取能夠完成設(shè)計(jì)目標(biāo)的處理器。Apple在Newton手持計(jì)算機(jī)中使用ARM，另外有幾款數(shù)字無(wú)線電話也在使用ARM。由于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差異性極大，因此選擇是多樣化的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過(guò)1000多種，流行體系結(jié)構(gòu)有30幾個(gè)系列。宿主機(jī)ADS 在線仿真器MultiICE嵌入式系統(tǒng)S3C2410(ARM920T)并口JTAG接口圖41 目標(biāo)機(jī)/宿主機(jī)開(kāi)發(fā)模式 ARM嵌入式開(kāi)發(fā)流程和開(kāi)發(fā)工具ARM嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程非常靈活而復(fù)雜，尤其是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程牽涉到許多不同的開(kāi)發(fā)過(guò)程，而且每個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程所使用的開(kāi)發(fā)工具均不盡相同，因此，在深入學(xué)習(xí)ARM軟件開(kāi)發(fā)之前，有必要對(duì)ARM嵌入式開(kāi)發(fā)流程和所使用的開(kāi)發(fā)工具有一個(gè)初步的了解，本節(jié)就是要達(dá)到這樣的目的，至于各個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程和開(kāi)發(fā)工具的詳細(xì)介紹請(qǐng)參考后續(xù)有關(guān)章節(jié)。宿主機(jī)運(yùn)行ADS ，并通過(guò)在線仿真器（MultiICE）對(duì)目標(biāo)處理器（Samsung公司的基于ARM920T核的S3C2410處理器）ARM處理器進(jìn)行調(diào)試。詳細(xì)的描述請(qǐng)參考本節(jié)后面的內(nèi)容。圖41中就是采用并口在線仿真器與目標(biāo)機(jī)和宿主機(jī)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)代碼的運(yùn)行和調(diào)試。 ARM嵌入式開(kāi)發(fā)模式嵌入式系統(tǒng)與一般PC機(jī)在開(kāi)發(fā)的硬件環(huán)境上的最大差異就是它分成兩個(gè)平臺(tái)，一個(gè)是宿主機(jī)（Host），一個(gè)是目標(biāo)機(jī)（Target）。在上述選擇中，通常，處理器是最重要的，同時(shí)操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言也是非常關(guān)鍵的。在分析階段結(jié)束后，通常開(kāi)發(fā)者面臨的一個(gè)棘手的問(wèn)題就是硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)的選擇，因?yàn)樗暮脡闹苯佑绊懼鴮?shí)現(xiàn)階段的任務(wù)完成。第4章 ARM嵌入式開(kāi)發(fā)流程和開(kāi)發(fā)工具嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以分成三個(gè)階段：分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。分析階段是確定要解決的問(wèn)題及需要完成的目標(biāo)，也常常被稱(chēng)為“需求階段”；設(shè)計(jì)階段主要是解決如何在給定的約束條件下完成用戶(hù)的要求；實(shí)現(xiàn)階段主要是解決如何在所選擇的硬件和軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行整個(gè)軟、硬件系統(tǒng)的協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)。通常硬件和軟件的選擇包括：處理器、硬件部件、操作系統(tǒng)、編程語(yǔ)言、軟件開(kāi)發(fā)工具、硬件調(diào)試工具、軟件組件等。處理器的選擇往往同時(shí)會(huì)限制操作系統(tǒng)的選擇，操作系統(tǒng)的選擇又會(huì)限制開(kāi)發(fā)工具的選擇。這里的宿主機(jī)通常就是PC機(jī)，首先利用宿主機(jī)上豐富的資源、良好的開(kāi)發(fā)環(huán)境編寫(xiě)和編譯能夠在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的程序，這個(gè)過(guò)程叫做交叉編譯，然后通過(guò)串口、并口、網(wǎng)絡(luò)或其它接口通過(guò)一定的傳輸手段將交叉編譯生成的目標(biāo)代碼傳輸并裝載到目標(biāo)機(jī)上。宿主機(jī)的工作環(huán)境可以是Windows 98，Windows XP，Windows 2000以及RedHat等操作系統(tǒng)，具體選擇何種操作系統(tǒng)是由所采用的仿真器和所開(kāi)發(fā)的軟件決定，在ARM的開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)于不同的軟件開(kāi)發(fā)階段所采用的調(diào)試手段是不同的，宿主機(jī)的操作系統(tǒng)需求也就不一樣。圖41所示為一個(gè)典型的目標(biāo)機(jī)/宿主機(jī)開(kāi)發(fā)模式。宿主機(jī)和在線仿真器通過(guò)并口連接，在線仿真器同時(shí)連接到目標(biāo)機(jī)的JTAG接口。 選擇硬件平臺(tái)處理器的選擇嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類(lèi)型的嵌入式處理器。但與全球PC市場(chǎng)不同的是，沒(méi)有一種微處理器和微處理器公司可以主導(dǎo)嵌入式系統(tǒng)，僅以32位的CPU而言，就有100種以上嵌入式微處理器。ARM是近年來(lái)在嵌入式系統(tǒng)有影響力的微處理器制造商，ARM的設(shè)計(jì)非常適用于小的電源供電系統(tǒng)。設(shè)計(jì)者在選擇處理器時(shí)要考慮的主要因素有：1）處理性能一個(gè)處理器的性能取決于多個(gè)方面的因素，如時(shí)鐘頻率，內(nèi)部寄存器的大小，指令是否對(duì)等處理所有的寄存器等。比如：對(duì)于ARM處理器，如果需要使用軟解壓實(shí)現(xiàn)視頻，應(yīng)該盡量選用ARMXscale等高檔處理器。2）技術(shù)指標(biāo)當(dāng)前，許多嵌入式處理器都集成了外圍設(shè)備的功能，減少了芯片的數(shù)量，降低了整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)費(fèi)用和技術(shù)難度。其次是考慮該處理器的一些支持芯片，如DMA控制器，內(nèi)存管理器，中斷控制器，串行設(shè)備、時(shí)鐘等的配套。3）功耗嵌入式微處理器最大并且增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)是手持設(shè)備、電子記事本、PDA、手機(jī)、GPS導(dǎo)航器、智能家電等消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品
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