ARM開發(fā)工具綜述

1、ARM開發(fā)工具綜述ARM應(yīng)用軟件的開發(fā)工具根據(jù)功能的不同，分別有編譯軟件、匯編軟件、鏈接軟件、調(diào)試軟件、嵌入式實時操作系統(tǒng)、函數(shù)庫、評估板、JTAG仿真器、在線仿真器等，目前世界上約有四十多家公司提供以上不同類別的產(chǎn)品。用戶選用ARM處理器開發(fā)嵌入式系統(tǒng)時，選擇合適的開發(fā)工具可以加快開發(fā)進度，節(jié)省開發(fā)成本。因此一套含有編輯軟件、編譯軟件、匯編軟件、鏈接軟件、調(diào)試軟件、工程管理及函數(shù)庫的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）一般來說是必不可少的，至于嵌入式實時操作系統(tǒng)、評估板等其他開發(fā)工具則可以根據(jù)應(yīng)用軟件規(guī)模和開發(fā)計劃選用。使用集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)基于ARM的應(yīng)用軟件，包括編輯、編譯、匯編、鏈接等工作全部在PC機

2、上即可完成，調(diào)試工作則需要配合其他的模塊或產(chǎn)品方可完成，目前常見的調(diào)試方法有以下幾種：1、指令集模擬器部分集成開發(fā)環(huán)境提供了指令集模擬器，可方便用戶在PC機上完成一部分簡單的調(diào)試工作，但是由于指令集模擬器與真實的硬件環(huán)境相差很大，因此即使用戶使用指令集模擬器調(diào)試通過的程序也有可能無法在真實的硬件環(huán)境下運行，用戶最終必須在硬件平臺上完成整個應(yīng)用的開發(fā)。2、駐留監(jiān)控軟件駐留監(jiān)控軟件（Resident Monitors）是一段運行在目標(biāo)板上的程序，集成開發(fā)環(huán)境中的調(diào)試軟件通過以太網(wǎng)口、并行端口、串行端口等通訊端口與駐留監(jiān)控軟件進行交互，由調(diào)試軟件發(fā)布命令通知駐留監(jiān)控軟件控制程序的執(zhí)行、讀寫存儲器、讀

3、寫寄存器、設(shè)置斷點等。駐留監(jiān)控軟件是一種比較低廉有效的調(diào)試方式，不需要任何其他的硬件調(diào)試和仿真設(shè)備。ARM公司的Angel就是該類軟件，大部分嵌入式實時操作系統(tǒng)也是采用該類軟件進行調(diào)試，不同的是在嵌入式實時操作系統(tǒng)中，駐留監(jiān)控軟件是作為操作系統(tǒng)的一個任務(wù)存在的。駐留監(jiān)控軟件的不便之處在于它對硬件設(shè)備的要求比較高，一般在硬件穩(wěn)定之后才能進行應(yīng)用軟件的開發(fā)，同時它占用目標(biāo)板上的一部分資源，而且不能對程序的全速運行進行完全仿真，所以對一些要求嚴(yán)格的情況不是很適合。3、JTAG仿真器JTAG仿真器也稱為JTAG調(diào)試器，是通過ARM芯片的JTAG邊界掃描口進行調(diào)試的設(shè)備。JTAG仿真器比較便宜，連接比較

4、方便，通過現(xiàn)有的JTAG邊界掃描口與 ARM CPU 核通信，屬于完全非插入式(即不使用片上資源)調(diào)試，它無需目標(biāo)存儲器，不占用目標(biāo)系統(tǒng)的任何端口，而這些是駐留監(jiān)控軟件所必需的。另外，由于JTAG調(diào)試的目標(biāo)程序是在目標(biāo)板上執(zhí)行，仿真更接近于目標(biāo)硬件，因此，許多接口問題，如高頻操作限制、AC和DC參數(shù)不匹配，電線長度的限制等被最小化了。使用集成開發(fā)環(huán)境配合JTAG仿真器進行開發(fā)是目前采用最多的一種調(diào)試方式。 ADW Application Debugger Windows，ARM調(diào)試工具，ADW提供一個調(diào)試C、C+和匯編源文件的全窗口源代碼級調(diào)試環(huán)境，在此也可以執(zhí)行匯編指令級調(diào)試，同時可以查看寄

5、存器、存儲區(qū)、棧等調(diào)試信息。 ARM SDT還提供一些實用程序，如fromELF、armprof、decaxf等，可以將ELF文件轉(zhuǎn)換為不同的格式，執(zhí)行程序分析以及解析ARM可執(zhí)行文件格式等。ARM SDT集成快速指令集模擬器，用戶可以在硬件完成以前完成一部分調(diào)試工作；ARM SDT提供ANSI C、C+、Embedded C函數(shù)庫，所有庫均以lib形式提供，每個庫都分為ARM指令集和THUMB指令集兩種，同時在各指令集中也分為高字節(jié)結(jié)尾（big endian）和低字節(jié)結(jié)尾（little endian）兩種。用戶使用ARM SDT開發(fā)應(yīng)用程序可選擇配合Angel駐留模塊或者JTAG仿真器進行，

6、目前大部分JTAG仿真器均支持ARM SDT。ARM SDT 2.50的零售價一般在4000美元到4500美元。三、 ARM ADSARM ADS的英文全稱為 ARM Developer Suite，是ARM公司推出的新一代ARM集成開發(fā)工具，用來取代ARM公司以前推出的開發(fā)工具ARM SDT，目前ARM ADS的最新版本為1.2。ARM ADS起源于ARM SDT，對一些SDT的模塊進行了增強并替換了一些SDT的組成部分，用戶可以感受到的最強烈的變化是ADS使用CodeWarrior IDE集成開發(fā)環(huán)境替代了SDT的APM，使用AXD替換了ADW，現(xiàn)代集成開發(fā)環(huán)境的一些基本特性如源文件編輯器

7、語法高亮，窗口駐留等功能在ADS中才得以體現(xiàn)。ARM ADS支持所有ARM系列處理器包括最新的ARM9E和ARM10，除了ARM SDT支持的運行操作系統(tǒng)外還可以在Windows2000/Me以及RedHat Linux上運行。ARM ADS由六部分組成： 代碼生成工具（Code Generation Tools）代碼生成工具由源程序編譯、匯編、鏈接工具集組成。ARM公司針對ARM系列每一種結(jié)構(gòu)都進行了專門的優(yōu)化處理，這一點除了作為ARM結(jié)構(gòu)的設(shè)計者的ARM公司，其他公司都無法辦到，ARM公司宣稱，其代碼生成工具最終生成的可執(zhí)行文件最多可以比其他公司工具套件生成的文件小20%。 集成開發(fā)環(huán)境（

8、CodeWarrior IDE from Metrowerks）CodeWarrior IDE是Metrowerks公司一套比較有名的集成開發(fā)環(huán)境，有不少廠商將它作為界面工具集成在自己的產(chǎn)品中。CodeWarrior IDE包含工程管理器、代碼生成接口、語法敏感編輯器、源文件和類瀏覽器、源代碼版本控制系統(tǒng)接口、文本搜索引擎等，其功能與Visual Studio相似，但界面風(fēng)格比較獨特。ADS僅在其PC機版本中集成了該IDE。 調(diào)試器（Debuggers）調(diào)試器部分包括兩個調(diào)試器：ARM擴展調(diào)試器AXD（ARM eXtended Debugger ）、ARM符號調(diào)試器armsd（ARM symb

9、olic debugger）。AXD基于Windows9X/NT風(fēng)格，具有一般意義上調(diào)試器的所有功能，包括簡單和復(fù)雜斷點設(shè)置、棧顯示、寄存器和存儲區(qū)顯示、命令行接口等。Armsd作為一個命令行工具輔助調(diào)試或者用在其他操作系統(tǒng)平臺上。 l 工程生成工具（Project Builer）工程生成工具實現(xiàn)對項目源文件、目標(biāo)文件、庫文件以及子項目的統(tǒng)一管理，顯示程序結(jié)構(gòu)，檢測文件相互依賴關(guān)系，提供編譯和鏈接的圖形設(shè)置窗口，并可對編程語言的進行特定環(huán)境設(shè)定。 l 源代碼調(diào)試器（Source-Level Debugger）源代碼調(diào)試器提供程序裝載、執(zhí)行、運行控制和監(jiān)視所需要的強大的窗口調(diào)試環(huán)境，支持各類語言

10、的顯示和調(diào)試，同時可以觀察各類調(diào)試信息。 l 事件分析器（EventAnalyzer）事件分析器提供用戶觀察和跟蹤各類應(yīng)用系統(tǒng)運行和RTOS事件的可配置的圖形化界面，它可移植到很多第三方工具或集成到實時操作系統(tǒng)中，并對以下事件提供基于時間的測量：任務(wù)上下文切換、信號量獲取/釋放、中斷和異常、消息發(fā)送/接受、用戶定義事件。 l 性能剖析器（Performance Profiler）性能剖析器提供對代碼運行時間的剖析，可基于表格或圖形顯示結(jié)果，有效的幫助用戶優(yōu)化代碼。 l 實時運行錯誤檢查工具（Run-Time Error Checking）實時運行錯誤檢查工具提供對程序運行錯誤的實時檢測，對程序

11、代碼大小和運行速度只有極小影響，并具有內(nèi)存泄漏檢測功能。l 圖形化瀏覽器（Graphical Brower）圖形化瀏覽器提供對程序中的類、結(jié)構(gòu)變量、全局變量等系統(tǒng)單元的單獨顯示，并可顯示靜態(tài)的函數(shù)調(diào)用關(guān)系以及動態(tài)的函數(shù)調(diào)用表。 Embest IDE運行的主機環(huán)境為Windows95/98/NT/Me/2000，支持的開發(fā)語言包括標(biāo)準(zhǔn)C、Embedded C和匯編語言。Embest IDE包括編輯器、編譯器、連接器、調(diào)試器、工程管理器等功能模塊，用戶同時可選配Embest JTAG仿真器。Embest IDE的所有與處理器和調(diào)試設(shè)備相關(guān)模塊采用即插即用方式，可在同一個工作區(qū)中同時管理多個應(yīng)用軟件和庫工程，各工程均可配置不同的處理器和仿真器，用戶可在各工程中無縫切換。Embest IDE主要特性：l 工程管理器：圖形化的工程管理工具，負責(zé)應(yīng)用源程序的文件組織和管理，提供編譯、鏈接、庫文件的設(shè)置窗口。l 源碼編輯器：標(biāo)準(zhǔn)的文本編輯功能，支持語法關(guān)鍵字、關(guān)鍵字色彩顯示等。l 編譯工