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文档简介
课程介绍基于ARM的嵌入式系统接口技术一些典型的嵌入式系统应用实例基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式系统(图)基于ARM的嵌入式系统接口技术什么是嵌入式系统例:洗衣机中的智能控制板 单片计算机系统 完成洗衣过程的控制 在洗衣机内部 用户不感觉其存在 只是洗衣机的一部分基于ARM的嵌入式系统接口技术为什么要学习嵌入式系统市场需求-中国具有世界最大嵌入式技术市场,将成为世界第一,手持仪器设备、信息家电、城市建设、工业控制、军事应用,……,嵌入式技术无处不在。企业人才需求-软硬件设计人才,应用开发人才,综合性人才,……技术发展趋势要求-8位、16位、32位,实时操作系统,……基于ARM的嵌入式系统接口技术为什么要学习嵌入式技术?个人职业发展的需要人才市场需求大___嵌入式技术无处不在IT人才就业机会一般软件开发人员门槛低,竞争激烈工作比较辛苦薪水不高(软件蓝领)嵌入式系统开发人员门槛高,竞争相对温和工作相对轻松薪水较高单位(急需)很多企业需要高职层面的嵌入式应用技术人才
基于ARM的嵌入式系统接口技术课程目的介绍嵌入式系统的硬件平台组成原理及其接口技术。本课程主要学习某个具有代表性的嵌入式CPU(ARM系列)的内部寄存器结构、汇编指令系统、中断(异常)管理机制及常用的外围接口,同时要学习无操作系统下的编程技术。基于ARM的嵌入式系统接口技术课程教学内容:(基于ARM的嵌入式接口技术)1,嵌入式系统导论介绍嵌入式系统的发展、应用、开发环境;2,体系结构与指令系统介绍ARM9体系结构和ARM9汇编指令系统;3,嵌入式程序设计语言介绍ARM9汇编指令系统中的伪指令,汇编程序设计、C程序设计及汇编和C程序混合编程;4,S3C2410介绍介绍三星公司的S3C2410,实验开发系统,接口示例5,存储器接口介绍存储器接口设计技术;6,中断机制介绍中断控制机制级编程;7,DMA机制介绍DMA的基本原理及处理流程;8,定时/计数器接口介绍定时器原理及控制;9,通用I/O接口介绍通用I/O接口技术;10,串行通信接口介绍嵌入式系统的时钟配置及RS-232串行总线接口技术;11,人机接口及其他接口介绍简单的人机接口的设计技术及步进电机和A/D转换接口、IIC总线接口。基于ARM的嵌入式系统接口技术实验教学内容1,集成开发环境的使用、汇编语言;2,存储器实验;3,中断实验;4,DMA实验;5,步进电机实验;6,RTC、定时器实验;7,PWM实验;8,串口通信实验;9,I/O接口实验;键盘实验;10,D/A、A/D实验;基于ARM的嵌入式系统接口技术实训内容1,流水灯、交通灯2,LED灯渐明渐暗3,可控式红绿灯4,电子闹钟5,倒计时6,抢答器。。。。。。基于ARM的嵌入式系统接口技术课程考试要求:1,平时实验+实验报告100分,占总成绩的30%;2,期终笔试100分,占总成绩的70%。基于ARM的嵌入式系统接口技术实训考查要求1,实训内容完成情况2,实验报告3,学期结束的上机考核基于ARM的嵌入式系统接口技术第一章嵌入式系统导论11/6/2022本章学习目标与要求1.了解什么是嵌入式系统,嵌入式计算的特点;2.了解嵌入式系统的应用及硬件平台、软件平台的发展;3.描述嵌入式系统的应用及前景;4.描述嵌入式系统开发环境;5.了解并掌握ADS开发环境的使用。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.1工作场景导入11/6/2022工作场景1,解析洗衣机中智能控制板的工作2,利用ADS集成开发环境,编写并调试如下的两个程序:AREATEAT,CODE,READONLYENTRYstartMOVR0,#0 MOVR1,#1repeatADDR2,R1,#1MULR3,R2,R1
ADDR0,R0,R3ADDR1,R1,#1CMPR1,#10BLErepeatldrr4,=0x30008000strr0,[r4]END要求在AXD中使用单步调试的方法,观察各个寄存器值的变化。基于ARM的嵌入式系统接口技术引导问题(1)在日常生活中,你是否接触过嵌入式系统设备?哪些属于嵌入式系统设备?(2)什么是嵌入式系统?(3)开发嵌入式系统软件的方法和开发普通的PC机上运行的软件方法一样吗?(4)嵌入式软件和普通软件的运行环境一样吗?(5)集成开发环境如何使用?基于ARM的嵌入式系统接口技术1.2嵌入式系统应用11/6/20221.2.1无处不在的嵌入式系统1、工业控制:如工业过程控制、机床、冶金、电子、交通甚至航空航天等行业。工业控制设备的核心已经从低端型采用的8位单片机逐渐成为32位、64位的处理器。2、交通:在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面,嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用,内嵌GPS模块,GSM模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。汽车电子包括车载音响、车载电话、防盗系统等产品,还包括汽车仪表、导航系统、发动机控制器、底盘控制器等技术含量高的产品。3、信息家电及家庭智能管理系统:将成为嵌入式系统最大的应用领域,冰箱、空调等的网络化、智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间。水、电、煤气表的远程自动抄表,安全防火、防盗系统,其中嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查,并实现更高,更准确和更安全的性能。即使你不在家里,也可以通过电话线、网络进行远程控制。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.2.1无处不在的嵌入式系统4、POS网络及电子商务:公共交通无接触智能卡(ContactlessSmartcard,CSC)发行系统,公共电话卡发行系统,自动售货机,各种智能ATM终端将全面走入人们的生活,到时手持一卡就可以行遍天下。5、环境工程与自然:水文资料实时监测,防洪体系及水土质量监测、堤坝安全,地震监测网,实时气象信息网,水源和空气污染监测。在很多环境恶劣,地况复杂的地区,嵌入式系统将实现无人监测。6、机器人:嵌入式芯片的发展将使机器人在微型化,高智能方面优势更加明显,同时会大幅度降低机器人的价格,使其在工业领域和服务领域获得更广泛的应用。7、军事领域:空中飞行器、军事侦察等、各种武器控制以及坦克、军舰、战斗机、雷达、通信装备等陆海空多种军用装备上。基于ARM的嵌入式系统接口技术家用方面数字电视、信息家电、智能玩具、手持通讯、存储设备的核心。基于ARM的嵌入式系统接口技术信息家电信息家电是指所有能提供信息服务或通过网络系统交互信息的消费类电子产品。后PC时代,计算将无处不在,家用电器将向数字化和网络化发展,电视机、冰箱、微波炉、电话等都将嵌入计算机,并通过家庭服务器与Internet连接,转变为智能网络家电,还可以实现远程家电控制、远程教育等新功能。基于ARM的嵌入式系统接口技术信息家电——数字机顶盒基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式视频服务器基于ARM的嵌入式系统接口技术现代化家庭基于ARM的嵌入式系统接口技术智能玩具与机器人基于ARM的嵌入式系统接口技术移动计算设备移动计算设备包括智能手机、PDA、电子导航系统等。中国拥有世界上最大的手机用户群,智能手机已向着具有强大计算功能的方向发展,而不仅仅只用于通信。在未来,新的移动、手持式设备将会得到极大的发展,通过这些设备实现人们可以随时随地进行互联访问。基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式Internet应用基于ARM的嵌入式系统接口技术工业控制机床、冶金、电子、交通、航空航天等行业技术升级的重要基础基于ARM的嵌入式系统接口技术汽车电子汽车电子包括:车载音响、车载电话、防盗系统等产品。还包括汽车仪表、导航系统、发动机控制器(如空燃比控制、点火正时控制)、底盘控制器(如制动防抱死控制、驱动防滑控制、车辆稳定性控制)等技术含量高的产品。在将来,汽车将成为娱乐中心和移动办公中心,汽车电子的各组成部分将要建立在标准通信协议基础上。基于ARM的嵌入式系统接口技术基于RTLinux的仿人机器人高48cm
重:6kg
灵活性:20DOF操作系统:RT-Linux
接口形式:USB1.0(12Mbps)响应周期:1ms
能源:DC24Vx6.2A(150W)制造:富士通基于ARM的嵌入式系统接口技术阿富汗参加反恐作战的“赫耳墨斯”价值4万美元,可携带2架摄像机,发挥了很好作用。军事侦察基于ARM的嵌入式系统接口技术空中飞行器微型飞行器---“黑寡妇”基于ARM的嵌入式系统接口技术基于VXworks的火星探路者基于ARM的嵌入式系统接口技术2004年“勇气号”再次登陆火星基于ARM的嵌入式系统接口技术WearableComputing基于ARM的嵌入式系统接口技术1.2.2嵌入式系统的历史嵌入式系统诞生于微型机时代。经历了漫长的独立发展的单片机道路基于ARM的嵌入式系统接口技术软件应用程序可按用户需要随时改变,1.2.3嵌入式系统的定义和特点基于ARM的嵌入式系统接口技术1.2.3嵌入式系统的定义和特点看不见的计算机,一般不能被用户编程,它有一些专用的I/O设备,对用户的接口是应用专用的。传统的嵌入式系统定义是:嵌入式计算系统是嵌入在其他设备中,起智能控制作用的专用计算机系统。电气工程师协会(IEEE)的定义:“Deviceusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants”.
(嵌入式系统是用来控制、监视或辅助设备、机器或工厂操作的装置。)基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式系统的定义以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。广义上讲,凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。如各类单片机和DSP系统。这些系统在完成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。但由于他们没有操作系统,管理系统硬件和软件的能力有限,在实现复杂多任务功能时,往往困难重重,甚至无法实现从狭义上讲,我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统,具有自己的操作系统,具有特定功能,用于特定场合的嵌入式系统。这里所谓的嵌入式系统是指狭义上的嵌入式系统。通常将嵌入式计算机系统简称为嵌入式系统。基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式系统的定义从技术角度说,嵌入式系统是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。从系统角度说,嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件,并使其紧密耦合在一起的计算机系统。从广义上讲,凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式系统的定义嵌入式系统是“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式系统的特点嵌入性相关特点专指计算机嵌入到对象体系中,实现对象体系的智能控制。当嵌入式系统变成一个独立应用产品时,可将嵌入性理解为内部嵌有微处理器或计算机。由于是嵌入到对象系统中,必须满足对象系统的环境要求,如物理环境(小型)、电气环境(可靠)、成本(价廉)等要求。专用性相关特点软、硬件的可裁剪性;满足对象要求的最小软、硬件配置等。计算机系统相关特点嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。与上两个特点相呼应,这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。
基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3嵌入式系统的发展11/6/20221.3.1嵌入式系统硬件平台的发展微处理器的出现已有很长时间了,传统的嵌入式系统设计起源于二十世纪七十年代初,但是嵌入式系统对信息技术(IT)产业产生强有力的影响还只是近几年的事。随着技术的发展,对嵌入式系统的设计要求也越来越复杂,传统的手工设计方法已不能满足快速、高效地设计复杂嵌入式系统的要求。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.1嵌入式系统硬件平台的发展根据摩尔定律,微处理器飞速发展的结果是嵌入式计算成为一门学科。在嵌入式系统的早期阶段,所有基本硬件构件相对较小也较简单,如:8位的CPU、74系列的芯片及晶体管等,其软件子系统是采用一体化的监控程序,不存在操作系统平台。而今天组成嵌入式系统的基本硬件构件已较复杂,如:16位、32位CPU或特殊功能的微处理器、特定功能的集成芯片、FPGA或CPLD等,其软件设计的复杂性成倍增长。因此研究嵌入式系统的设计原理及技术,提供系统的设计方法和开发工具是嵌入式计算学科的关键技术。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.1嵌入式系统硬件平台的发展各发展阶段典型的嵌入式CPU基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.1嵌入式系统硬件平台的发展目前据不完全统计,全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种,流行体系结构有30几个系列。嵌入式处理器的寻址空间一般从64KB到几个GB,处理速度从0.1MIPS到2000MIPS。根据不同的应用状况,嵌入式处理器可以分成下面几类:
1、嵌入式微处理器
2、嵌入式微控制器
3、嵌入式DSP处理器
4、嵌入式片上系统SOC基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式处理器嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。它通常把通用计算机中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,有利于嵌入式系统设计趋于小型化,具有高效率、高可靠性等特征。基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式处理器典型的8位微处理系统MCS-51系列的单片机是低端嵌入式系统中用得最多的微处理器。基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式处理器典型的16位微处理系统MCS-96系列单片机和16位DSP芯片基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式处理器典型的32位微处理系统ARM系列是应用较广泛的32位微处理器。实际上该系列的MCU芯片很多,但大都是以ARM微内核为核心的。32位的DSP应用的也很广泛。基于ARM的嵌入式系统接口技术不同等级的处理器应用嵌入式处理器应用产品4位遥控器相机防盗器玩具简易计量表等8位电视游戏机空调传真机电话录音16位手机摄象机录象机各种多媒体应用32位MODEM掌上电脑路由器数码相机GPRS网络家庭64位高级工作站新型电脑游戏机各种多媒体应用基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.1嵌入式系统硬件平台的发展嵌入式系统的硬件是以各种类型的嵌入式处理器为核心部件的。根据不同的应用状况,嵌入式处理器可以分成下面几类:嵌入式微处理器(EmbeddedMicroprocessorUnit,EMPU)嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU)嵌入式DSP处理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP)嵌入式片上系统(SystemOnChip)基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式处理器的分类嵌入式微处理器(MicroprocessorUnit,MPU)PowerPC,ARM(本课程使用ARM920T)、68300、
DragonballMC9328MX1嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU)也称单片机,8051、P51XA、MCS-96/196/296嵌入式DSP处理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor,DSP)TexasInstruments的TMS320系列,Motorola的DSP56000系列嵌入式片上系统(SOC-SystemOnChip)嵌入式可编程片上系统(EPSOC)基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式微处理器当前32位嵌入式微处理器ARM,只设计内核的英国公司AdvancedRISCMachinesMIPS,只设计内核的美国公司MicroprocessorwithoutInterlockedPipedStagesPowerPC,IBM和Motorola共有X86,Intel68K/ColdFire,Motorola独有龙芯一号基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式微处理器基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式微控制器又称单片机,这种8位的电子器件目前在嵌入式设备中仍然有着极其广泛的应用。单片机芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、FlashRAM、EEPROM等各种必要功能和外设。代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。另外还有许多半通用系列如:支持USB接口的MCU8XC930/931、C540、C541;支持I2C、CAN-Bus、LCD及众多专用MCU和兼容系列。目前MCU占嵌入式系统约70%的市场份额。基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式DSP处理器DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器,其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计,在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计,使其适合于执行DSP算法,编译效率较高,指令执行速度也较高。DSP的理论算法在70年代就已经出现,但是由于专门的DSP处理器还未出现,所以这种理论算法只能通过MPU等由分立元件实现。1982年世界上诞生了首枚DSP芯片。在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。DSP的运算速度进一步提高,应用领域也从上述范围扩大到了通信和计算机方面。基于ARM的嵌入式系统接口技术SoC就是SystemonChip,SoC是一种基于IP(IntellectualProperty)核嵌入式系统设计技术。它结合了许多功能区块,将功能做在一个芯片上,ARMRISC、MIPSRISC、DSP或是其他的微处理器核心,加上通信的接口单元,例如通用串行端口(USB)、TCP/IP通信单元、GPRS通信接口、GSM通信接口、IEEE1394、蓝牙模块接口等等,这些单元以往都是依照各单元的功能做成一个个独立的处理芯片。嵌入式片上系统(SoC)基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式片上系统(SoC)SOC可以分为通用和专用两类。通用系列包括Infineon(Siemens)的TriCore,Motorola的M-Core,Echelon和Motorola联合研制的Neuron芯片等。专用SOC一般专用于某个或某类系统中。有代表性的产品是Philips的SmartXA基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.2嵌入式系统软件的特点嵌入式软件和通用计算机的软件一样,一般分为系统软件、支撑软件和应用软件三大类。系统软件:控制、管理计算机系统的资源。如:嵌入式操作系统、嵌入式中间件(CORBA、Java)等支撑软件:辅助软件开发的工具。如:系统分析设计工具、仿真开发工具、交叉开发工具、测试工具、配置管理工具、维护工具等。应用软件:面向应用领域。如:手机软件、路由器软件、交换机软件、飞控软件等。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.2嵌入式系统软件的特点嵌入式系统软件的特点:软件要求固态化存储软件代码短小精悍软件代码要求低功耗、高稳定性、高可靠性系统软件(OS)有较高的实时性要求弱交互性基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.3嵌入式系统软件开发从运行平台来分,嵌入式软件可以分为运行在开发平台上的软件:设计、开发、测试工具等。运行在嵌入式系统上的软件:嵌入式操作系统、应用程序、驱动程序及部分开发工具。本书所介绍的嵌入式软件开发针对的是固件程序的开发,即在嵌入式系统平台上没有操作系统。基于ARM的嵌入式系统接口技术宿主机(Host)及目标机(Target)在嵌入式系统的开发调试中,需要了解下面两个概念:(1)宿主机(Host)
是一台通用计算机,一般是PC机。它通过串口或网络连接与目标机通信。宿主机的软硬件资源比较丰富,包括功能强大的操作系统和开发工具,能大大提高软件开发的效率和进度。(2)目标机(Target)常在嵌入式软件开发期间使用,用来区别与嵌入式系统通信的宿主机。目标机可以是嵌入式应用软件的实际运行环境,也可以是能替代实际环境的仿真系统。目标机体积较小,集成度高,软硬件资源配置恰到好处。外围设备丰富,硬件资源有限。基于ARM的嵌入式系统接口技术裸机开发环境何谓“裸机”?裸机是指无操作系统下的ARM系统开发(固件程序)其特点是所有硬件资源均开放可以把它理解为一个高级单片机的开发裸机开发的作用更能深入地从底层去理解ARMCPU的操作过程及系统设计为日后自行设计系统打下基础为bootloader的编写打好基础基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式系统软件开发流程嵌入式系统是软、硬件结合的,所以还是有一些不同。嵌入式系统软件开发的流程包括下面几步:1.系统定义与需求分析,和PC机上软件开发一样,需要明确客户要设计什么、要完成什么功能,形成需求文档;2.规格说明阶段,是对需求的提炼,是可用来创建体系结构的关于系统的更详尽、更精确、更一致的描述,形成规格说明书;3.系统结构设计,是实现系统的蓝图,系统整体结构的一个计划,明确软、硬件的划分,形成结构设计文档;4.系统构件设计,包括硬件结构的设计和软件结构的设计;。5.软硬件详细设计及集成,准备宿主机环境,编写代码并准备下载工具,最后进行编辑、编译并且下载、调试;6.系统总体调试、功能性能及可靠性测试、最后固化到嵌入式系统。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.4嵌入式软件平台的发展及分类1.3.4.1嵌入式操作系统的发展1.无操作系统的嵌入式2.简单嵌入式操作系统的嵌入式系统3.嵌入式实时操作系统基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.4嵌入式软件平台的发展及分类1.3.4.2嵌入式操作系统的分类嵌入式操作系统(EOS,Embedded
Operating
System)负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度,控制、协调并发活动;目前,已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。目前比较著名和流行的嵌入式操作系统有很多,分类方式也不一样。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.4嵌入式软件平台的发展及分类按收费模式,可以划分为:商用型(功能稳定、可靠,有完善的技术支持和售后服务,但往往价格昂贵)Vxworks,Nucleux,PlamOS,Symbian,WinCE,QNX,pSOS,VRTX,LynxOS,Hopen,DeltaOS等。免费型(在价格方面具有优势,稳定性与服务性存在挑战Linux,μCLinux,μC/OS-Ⅱ,eCos,uITRON等。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.4嵌入式软件平台的发展及分类按实时性,即对时限要求的不同,可以划分为:硬实时系统—系统对时限的要求特别严格,如果不满足时限要求会给系统带来灾难性后果,如Vxworks。软实时系统—系统对时限的要求不是很迫切,如果不能满足时限要求,系统仍然可以正常工作,只是性能有所影响而已,如WinCE,RTLinux。无实时—系统对时限没有要求,如Linux。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.3.4嵌入式软件平台的发展及分类1.3.4.3常见嵌入式操作系统
WindowsCE;
VxWorks;嵌入式Linux;PalmOSQNXC/OS及C/OS-II
TinyOS
基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4嵌入式系统软件开发环境介绍11/6/20221.4.1交叉编译嵌入式系统(目标机)往往资源都是很有限的,不可能安装开发工具,然后象平时做桌面开发那样,在上面进行编码、调试最后发布软件。嵌入式系统的开发必须在宿主机上进行的。这样就存在一个问题:当我们的目标机处理器与主机的处理器不同时(比如目标机是ARM处理器,而主机是x86处理器),如何保证在主机上编译的程序能在目标机上运行呢?基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.1交叉编译答案在于编译器上!我们可以让一个编译器运行在x86主机上,却编译出可以在ARM上运行的可执行程序,这种编译器叫做交叉编译器(crosscompiler),而采用交叉编译器进行编译就是交叉编译(crosscompiling)。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.1交叉编译另外嵌入式系统需要使用一组物理硬件和软件来完成所需的功能。在系统开发过程中,并没有固定的设计好的硬件,因此嵌入式系统开发中还需要一种硬件的支持,这就是实验开发系统(开发板、实验箱等)。实验开发系统功能比较齐全,实际的嵌入式产品是不需要功能如此齐全的。根据最终产品定制合适的最小系统,降低制造的成本。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.2集成开发环境简介集成开发环境可以分为两种类型:一类是实验开发系统的提供商会随同硬件系统一起提供集成开发环境,由于嵌入式系统开发与硬件关系密切,因此这类集成开发环境是针对各自的实验开发系统提供的软件,使用起来可能会更方便一些;只是不同的系统开发环境会稍有差别。另一类是嵌入式处理器厂商提供的集成开发环境,这类开发环境具有普遍的适用性,但使用起来可能不够方便;例如ARM公司提供的开发环境ADS。注:对于裸机开发来说,程序的下载和运行并不依赖于目标系统上运行的操作系统基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.3集成开发环境使用各种基于ARM的开发板基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.3集成开发环境使用基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.3集成开发环境使用集成开发环境ARMADS,全称为ARMDeveloperSuite,是ARM公司推出的新一代ARM集成开发工具。包括编译和调试环境。ADS由命令行开发工具,ARM实时库,GUI开发环境(CodeWarrior和AXD),实用程序和支持软件组成。。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.3集成开发环境使用基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.3集成开发环境使用嵌入式软件开发通常需要四个步骤。例如,在ADS集成开发环境下编译和调试从1加到100AREATEST,CODE,READONLYENTRYstartMOVR1,#1label1ADDR0,R0,R1ADDR1,R1,#1CMPR1,#101BNElabel1MOVR2,#1END基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.3集成开发环境使用嵌入式软件开发的四个步骤:1.建立开发环境2.源代码编辑3.交叉编译、链接和重定位4.程序的调试基于ARM的嵌入式系统接口技术嵌入式系统开发模式模拟方式仿真方式调试方式基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.4调试器调试的目的在于检测所设计的系统硬件是否满足要求,软件是否能够达到目的,软件和硬件是否和谐统一。AXD调试器可以对包含有调试信息的、正在运行的可执行代码进行变量查看、断点控制等调试操作。调试器能够发送以下指令。
下载映像文件到目标内存。启动或停止程序的执行。显示内存、寄存器或变量的值。允许用户改变存储的变量值。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.4调试器调试代理(Debugagent)执行调试器发出的命令动作,比如设置断点、从存储器中读数据、把数据写到存储器等。Debugagent即不是被调试的程序,也不是调试器。在ARM体系中,使用三种方式的Debugagent对目标进行调试。
使用JTAG调试方法使用Angel的调试方法使用ARMulator的调试方法三种调试方法通过在AXD中ChooseTarget中设置选择基于ARM的嵌入式系统接口技术1.4.4调试器使用JTAG调试方法使用Angel的调试方法使用ARMulator的调试方法ARMulator调试方法即软件仿真的调试方法。ARMulator调试方法是一种脱离硬件调试软件方法。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.5回到工作场景11/6/20221.5.1回到工作场景一在智能洗衣机中,外观上看不到有计算机系统,但在洗衣机内部,有一个单片计算机系统,只是洗衣机的一部分,用户不感觉其存在,它可以完成洗衣过程的控制,它的功能是专用的,。由以上分析可见,洗衣机内部嵌入了一个功能专一的计算机系统,它的工作可靠,体积很小,功耗也不大。也就是说洗衣机是一个嵌入式设备,里面有一个嵌入式系统。基于ARM的嵌入式系统接口技术1.5.2回到工作场景二继续在D:\test文件夹下填加工程test1。工作过程一
新建工程并编辑代码1.打开CodeWarriorforADS集成开发环境,单击【File】|【New】,在打开窗口的第一个选项卡,选择ARMExecutableImage新建一个工程,输入工程名test1;2.同上步骤,在第二个选项卡,新建一个汇编语言源程序test1.s,并且加入到工程test1中,内容如下:基于ARM的嵌入式系统接口技术工作过程一AREATEAT,CODE,READONLYENTRYstart
MOVR0,#0 MOVR1,#1repeatADDR2,R1,#1MULR3,R2,R1ADDR0,R0,R3ADDR1,R1,#1CMPR1,#10BLErepeatldrr4,=0x30008000strr0,[r4]END基于ARM的嵌入式系统接口技术工作过程二设置工程单击工程窗口的DebugRelSetting图标按钮,打开设置窗口,单击LanguageSettings下面的ARM
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