嵌入式入门经典教程（课堂PPT）

1、.1怎样学习怎样学习ARM嵌入式开发？嵌入式开发？.2开场介绍开场介绍n本次课程讲什么？nHow to , not What isn本次课程谁来讲？njackthreeway.ccn本次课程适合的听众是哪些人？n已经知道，了解嵌入式开发的人n已经接触并有所实践，但还没摸到门道的人n不包括已经从事ARM开发一年以上的熟手n本次课程听完后会有什么收获？nKnow a shortcut(捷径) from a newbie(菜鸟) to a nb(牛人).3今日主题今日主题nARM嵌入式开发领域n包括什么？n软件开发n操作系统以下的底层偏硬件驱动n在简单操作系统如uC/OS-II之上的程序开发n不包括

2、什么？n硬件设计n类似Linux这样操作系统以上的纯应用开发.4首要问题首要问题n怎样学习ARM嵌入式开发？n掌握这个领域的知识全景图n然后结合项目开始修炼n怎样进入一个陌生的村庄？n拿到这个村庄的地图n并找到一条进入村庄路线.5ARM嵌入式开发嵌入式开发n专业词汇和所属主题领域nARM内核领域（10个细分领域）nARM芯片领域（5个细分领域）nARM工具平台领域（2个细分领域）nARM软件开发领域（3个细分领域）n专业词汇举例nSVCnJTAGnJazellenMDKnfromelf.6ARM内核领域内核领域nARM体系结构nLoad/Store体系，Big/Little Endian大小端

3、格式，RISC/CISC指令集，Pipeline流水线nARM工作模式n7种工作模式：USR，SYS，SVC，IRQ，FIQ，UND，ABT；其中5种异常模式 nARM寄存器n37个寄存器：R0-R12, R13(SP)，R14(LR)，R15(PC)，CPSR(SPSR) nARM异常n7种异常，异常向量表，异常优先级，异常处理程序，处理器现场，现场的保存和恢复nAMBA总线nAHB(高性能总线)，ASB(系统总线)，APB(外设总线) .7ARM内核领域内核领域nARM内核技术nTrustZone，Jazelle，NEON，Thumb-2，SIMD，MMU，MPU nJTAG标准nIEEE

4、1149.1，TDI，TDO，TCK，TMS，TRST，边界扫描链，H-jtag，Banyan，GiveIO nARM内核分类nARM7TDMI，ARM926，StrongARM/XScale，ARM10，ARM11，Cortex-(A/R/M)，SecurCorenARM汇编指令nmov，add，sub，b，bl，ldr，str，ldmfd，stmfd，mrs，msr，swi，mrc，mcrnMMU内存管理单元nVA/PA，I-Cache/D-Cache，Write Buffer，Context Switch，CP15，TLB，AP，Domain Access Control，Cache C

5、oherence.8ARM芯片领域芯片领域nARM芯片外设控制器nMemory Controller（内存控制器），WatchDog（看门狗），GPIO（通用IO），UART（串口），Timer（定时器），Interrupt Controller（中断控制器），Nand Flash Controller，Clock & Power Management（时钟和电源管理），DMA（直接存储访问），USB Controller，LCD controller，ADC，IIC，IIS，SPI，AC97，Camera，MMC/SDn最小系统n处理器，时钟，电源，PLL锁相环，存储器，通讯端口，外

6、设接口n存储器件nSRAM，SDRAM，Nor Flash，Nand FlashnARM处理器nSamsung: S3C4510，S3C44B0，S3C2410，S3C2440，S3C6410，nSoC设计nFPGA，CPLD，VHDL，Verilog.9ARM工具平台领域工具平台领域nARM开发调试工具nSDT，ADS1.2，AXD，RealView，KEIL MDK 4.11 (RVMDK4.11)nmake，hypertrm（超级终端），minicomnARM命令行工具narmcc，armasm，armlink，fromelf.10ARM软件开发领域软件开发领域n嵌入式操作系统nVxWo

7、rks，RTLinux，uC/OS-II，WinCE/WMn外设驱动程序nvolatile关键字，位操作bit，时序图Timing，管脚功能Pin function，外设控制/数据/状态寄存器n程序的存储，加载和运行nRO段，RW段，ZI段，ro-base/rw-base，栈空间，堆空间，位置无关代码PIC，启动搬移代码.11细分领域的自我认知细分领域的自我认知n人类对于外部世界的认识 n在舒适区我们得心应手，但学到的东西很少 。n在恐慌区我们感到忧虑，恐惧，不堪重负 。n在学习区我们可以充分锻炼自我，挑战自我。n只有持续留在“学习区”内，人才会进步。 .12课堂讨论课堂讨论n以上提到的20个

8、细分知识领域，请您画一张图来表示目前你的掌握了解程度。nPanic Zone（恐慌区）n完全陌生（从来没有听过，也没有看过）nLearning Zone（学习区）n了解（自己看过，听别人说过）n熟悉（自己做过，但还不能指导别人）nComfort Zone（舒适区）n掌握（能够指导别人，讲述给别人）.13第二个问题第二个问题n从哪里入手？n重视并深刻掌握其中的核心概念n寄存器n地址n异常和中断.14核心概念之一核心概念之一n寄存器nARM内核寄存器 nR0-R12nR13(sp)nR14(lr)nR15(pc)nCPSR, SPSRnARM SoC 特殊功能寄存器nSFR(Special Fun

9、ction Register).15核心概念之二核心概念之二n地址nC程序中变量的“地址” :&anSoC 特殊功能寄存器的“地址” :0 x48000000n寻址方式里面的“地址” :ldr r0, r1n二进制指令里面的“地址” :0 xE59FF018n存储芯片内部的“地址” :0 x4hn操作系统之上应用程序的“（虚）地址” nCPLD器件对应的“（假）地址”.16核心概念之三核心概念之三n异常和中断n异常是属于ARM内核体系结构的概念n中断是属于ARM SoC处理器的概念n了解软件中断（SWI）是实现操作系统提供系统调用的重要手段n了解硬件中断（例如Timer定时器）是实现操

10、作系统时间片的重要手段.17行胜于言行胜于言n如何实践？如何修炼？n第一重n找一块开发板，自己动手，给它编写编写一个可以实用的Bootloader，能够实现外部程序的下载，执行和固化。n第二重n在自己能够完整实现一个Bootloader的基础上，移植移植一个开源的操作系统（如uC/OS-II，或者Linux）n第三重n基于或不基于这个操作系统，实现实现一个面向用户的应用。（如一个音频播放器，或者一个U盘）.18自我修炼之第一重境界自我修炼之第一重境界n为什么要编写一个Bootloader？n从根本上掌握一个嵌入式开发板底层的软硬件系统是怎样运转起来的n时钟频率如何设置n看门狗所起作用n串口如何

11、工作n通讯协议如何实现n库函数n反汇编n函数栈空间.19自我修炼之第二重境界自我修炼之第二重境界n为什么要移植一个操作系统？n了解操作系统和底层硬件之间的依赖关系，知道哪些是移植相关的部分（即接口）n定时器中断（时钟节拍）n异常处理和现场保存恢复n进程，进程控制块n处理器现场n进程的上下文切换n中断级别的进程切换.20自我修炼之第三重境界自我修炼之第三重境界n为什么要实现一个用户应用？n一个音频播放器nDMA控制器，Interrupt中断控制器nIIS 总线nUDA1341声卡芯片驱动nWAV/Mp3 音频文件格式nLCD液晶显示驱动n一个U盘nUSB协议nFAT文件系统格式nSCSI命令集nNandFlash存储芯片驱动.21推荐参考资料推荐参考资料nARM Architecture Reference ManualnPDF，Part AnARM体系结构与编程n清华大学出版社，杜春雷著n源码开放的嵌入式系统