嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具

嵌入式ARM系統(tǒng)原理與實例開發(fā)北京大學(xué)出版社出版楊宗德編著2007年7月12/11/20221北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!12ARM處理器概述

ARM硬件體系結(jié)構(gòu)

3ARM處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

第2章嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具4開發(fā)工具與開發(fā)流程介紹

12/11/20222北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!ARMLtd成立于1990年11月前身為Acorn計算機(jī)公司AdvanceRISCMachine(ARM)主要設(shè)計ARM系列RISC處理器內(nèi)核授權(quán)ARM內(nèi)核給生產(chǎn)和銷售半導(dǎo)體的合作伙伴ARM公司不生產(chǎn)芯片IP(IntelligenceProperty)另外也提供基于ARM架構(gòu)的開發(fā)設(shè)計技術(shù)軟件工具,評估板,調(diào)試工具,應(yīng)用軟件,總線架構(gòu),外圍設(shè)備單元，等等12/11/20223北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!ARM授權(quán)費IPARM創(chuàng)造和設(shè)計IPPartner產(chǎn)品，例如：芯片Partner把ARMIP和其他IP集成進(jìn)產(chǎn)品OEMCustomer版權(quán)費單價OEM用來自ARMPartner的芯片設(shè)計制造最終用戶產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展

/市場格局ARM的業(yè)務(wù)模型12/11/20224北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!12ARM處理器概述

ARM硬件體系結(jié)構(gòu)

3ARM處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

第2章嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具4開發(fā)工具與開發(fā)流程介紹

12/11/20225北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!哈佛體系結(jié)構(gòu)指令寄存器控制器數(shù)據(jù)通道輸入輸出中央處理器程序存儲器指令0指令1指令2數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)0數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2地址指令地址數(shù)據(jù)12/11/20226北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!ARM處理器的指令三級流水線12/11/20227北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!12ARM處理器概述

ARM硬件體系結(jié)構(gòu)

3ARM處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

第2章嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具4開發(fā)工具與開發(fā)流程介紹

12/11/20228北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!ARM7功能圖12/11/20229北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!S3C2410內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖12/11/202210北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!12ARM處理器概述

ARM硬件體系結(jié)構(gòu)

3ARM處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

第2章嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具4開發(fā)工具與開發(fā)流程介紹

12/11/202211北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境1）交叉開發(fā)環(huán)境交叉開發(fā)軟件一般為一個整合編輯、編譯、匯編、鏈接、調(diào)試、工程管理及函數(shù)庫等功能模塊的集成開發(fā)環(huán)境IDE（IntergratedDevelopmentEnvironment）。所謂交叉是指在一種CPU及其環(huán)境上開發(fā)另一種CPU及其環(huán)境上運行的程序。12/11/202212北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境3)評估電路板一般用來作為開發(fā)者使用的開發(fā)平臺、學(xué)習(xí)板、實驗板，它們可以作為應(yīng)用目標(biāo)板出來之前的軟件測試、硬件調(diào)試的電路板12/11/202213北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!嵌入式軟件開發(fā)的可移植性和可重用性

在確保軟件的正確性、實時性的前提下，必須關(guān)注軟件的可移植性和可重用性。嵌入式軟件與通用軟件的不同在于嵌入式應(yīng)用軟件高度依賴于目標(biāo)應(yīng)用的軟硬件環(huán)境，軟件的部分任務(wù)功能函數(shù)由和處理器密切相關(guān)的匯編語言完成，可移植性差。一個運行良好的嵌入式軟件或其中的部分子程序可能在今后的開發(fā)中被應(yīng)用于類似的應(yīng)用領(lǐng)域。原有的代碼已被反復(fù)應(yīng)用和維護(hù)，具有更好的穩(wěn)定性。在原有的代碼上進(jìn)行移植將會減少開發(fā)的周期、提高開發(fā)效率、節(jié)約開發(fā)成本12/11/202214北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!嵌入式開發(fā)的考慮要素復(fù)雜計算與資源緊缺用戶界面的選擇實時性多任務(wù)多速率制造成本功耗成品的體積12/11/202215北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!常用嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)工具面向硬件的開發(fā)工具如ADS嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)如GCC面向特定操作系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)工具12/11/202216北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)GCC系列工具嵌入式操作系統(tǒng)多用C/C++開發(fā)，因此，要編譯操作系統(tǒng)內(nèi)容，一般都使用GCC系列工具。GCC可以用來編譯uClinux、Linux、ECOS、uC/OS-II等操作系統(tǒng)。12/11/202217北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!Linux交叉編譯調(diào)試環(huán)境開發(fā)程序過程12/11/202218北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!ADS1.2軟件環(huán)境開發(fā)流程12/11/202219北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!2.armcc/armcppC/C++編譯器armcc用來編譯C程序，armcpp用來編譯C++程序，其命令格式如下：1.命令：armcc[選項]源文件1源文件2...源文件n這兩個命令的選項說明如下：-c ;編譯但是不連接-D ;指定一個編譯時使用的預(yù)定義宏常量-E ;僅僅對C源文件做預(yù)處理-g ;產(chǎn)生調(diào)試信息表-I ;指頭文件的搜索路徑-o<file> ;指定一個輸出的目標(biāo)文件-O[0/1/2] ;指定源代碼的優(yōu)化級別-S ;輸出匯編代碼來代替目標(biāo)文件-CPU<target-cpu> ;設(shè)立目標(biāo)板ARM核類型，如arm920t 編譯一個C程序命令示例如下：c:\>armcc-c-O1-cpuARM920Ttest.c12/11/202220北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!4.fromelf此命令從axf格式文件生成一個二進(jìn)制可執(zhí)行文件。其命令格式如下：fromelf[選項]輸入文件此命令選項說明如下：-bin二進(jìn)制文件名 ;產(chǎn)生的二進(jìn)制文件-elfelf文件名 ;產(chǎn)生一個elf文件-texttext文件名 ;產(chǎn)生text文件產(chǎn)生一個可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼示例如下：c:\>fromelftest.axf–bin–otest.bin此命令從test.axf生成二進(jìn)制文件test.bin。12/11/202221北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!命名的含義標(biāo)志含義說明T支持Thumb指令集Thumb指令集版本1：ARMv4TThumb指令集版本2：ARMv5TThumb-2：ARMv6TD片上調(diào)試M支持長乘法32位乘32位得到64位，32位的乘加得到64位IEmbeddedICEEDSP指令增加了DSP算法處理器指令：16位乘加指令，飽和的帶符號數(shù)的加減法，雙字?jǐn)?shù)據(jù)操作，cache預(yù)取指令JJava加速器Jazelle提高java代碼的運行速度S可綜合提供VHDL或Verilog語言設(shè)計文件12/11/202222北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)模型指令寄存器控制器數(shù)據(jù)通道輸入輸出中央處理器存儲器程序指令0指令1指令2指令3指令4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)0數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)212/11/202223北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!CISC和RISCCISC：復(fù)雜指令集（ComplexInstructionSetComputer）具有大量的指令和尋址方式8/2原則：80%的程序只使用20%的指令大多數(shù)程序只使用少量的指令就能夠運行。RISC：精簡指令集（ReducedInstructionSetComputer)在通道中只包含最有用的指令確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令使CPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計變得更為簡單

12/11/202224北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!ARM處理器的指令五級流水線12/11/202225北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!ARM710結(jié)構(gòu)框圖12/11/202226北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!ARM920功能結(jié)構(gòu)圖12/11/202227北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!IntelPXA270應(yīng)用系統(tǒng)框圖示例12/11/202228北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!嵌入式軟件開發(fā)的特點和技術(shù)挑戰(zhàn)嵌入式軟件開發(fā)需要軟硬件開發(fā)環(huán)境和工具嵌入式軟硬件必須協(xié)同設(shè)計需要新的任務(wù)設(shè)計方法開發(fā)過程完成后，系統(tǒng)應(yīng)用程序代碼需要固化到系統(tǒng)中并進(jìn)行功能、性能和可靠性測試技術(shù)挑戰(zhàn)：軟件的要求更高，開發(fā)工作量和難度更大，需要較大的知識集合12/11/202229北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境2）軟件模擬環(huán)境軟件模擬環(huán)境也稱為指令集模擬器ISS(InstructionSetSimulator)軟件模擬不可能完全代替真正的硬件環(huán)境，這種模擬調(diào)試只能作為一種初步調(diào)試，主要是用作用戶程序的模擬運行，用來檢查語法、程序的結(jié)構(gòu)等簡單錯誤，用戶最終還必須在真實的硬件環(huán)境中實際運行調(diào)試，完成整個應(yīng)用的開發(fā)。12/11/202230北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)的基本流程基于交叉開發(fā)環(huán)境的嵌人式應(yīng)用軟件開發(fā)主要分如下幾個步驟：開發(fā)環(huán)境的建立、源代碼編輯階段、交叉編譯和鏈接、重定位和下載、聯(lián)機(jī)調(diào)試幾個基本階段。開發(fā)環(huán)境建立源文件編輯階段編譯鏈接下載調(diào)試12/11/202231北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!嵌入式軟件開發(fā)的可移植性和可重用性

采用下面的方法可以提高應(yīng)用軟件的可移植性和可重用性。多用高級語言少用或者不用匯編語言將不可移植部分局域化提高代碼的可重用性（標(biāo)準(zhǔn)化接口）12/11/202232北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!嵌入式開發(fā)的基本流程系統(tǒng)定義與需求分析系統(tǒng)設(shè)計方案的初步確立初步設(shè)計方案性價比評估與方案評審論證完善初步方案、初步方案實施軟硬件集成測試系統(tǒng)功能性能測試及可靠性測試 12/11/202233北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!底層開發(fā)使用ADS軟件開發(fā)流程及調(diào)試方式圖

12/11/202234北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!面向特定操作系統(tǒng)的應(yīng)用工具WinCE應(yīng)用軟件開發(fā)：如果選用的操作系統(tǒng)為WinCE，則應(yīng)用軟件需要選擇WinCE的EmbededVC開發(fā)環(huán)境。Symbian應(yīng)用程序開發(fā)：如果開發(fā)Symbian手機(jī)應(yīng)用程序，則Symbian應(yīng)用程序開發(fā)選擇的是Symbian的C/C++集成開發(fā)環(huán)境。Linux應(yīng)用程序開發(fā)：如果開發(fā)的是Linux應(yīng)用程序，則選擇的開發(fā)工具是Linux程序開發(fā)工具（GCC/G++/GDB/Makefile）。12/11/202235北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!Linux交叉編譯調(diào)試環(huán)境開發(fā)程序過程（1）程序首先在宿主機(jī)（安裝與應(yīng)用目標(biāo)板同樣內(nèi)核的Linux操作系統(tǒng)）編輯編譯，生成可執(zhí)行文件。（2）通過網(wǎng)絡(luò)共享方式將該程序共享給目標(biāo)板，因為此處是開發(fā)Linux應(yīng)用程序，目標(biāo)板已經(jīng)移植了Linux操作系統(tǒng)，因此，可以充分利用Linux操作系統(tǒng)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，通過共享的方式的原因一方面是減少下載程序的時間，另一方面也是因為目標(biāo)板資源有很，盡可能少占用目標(biāo)板資源的考慮。（3）通過Linux操作系統(tǒng)遠(yuǎn)程登陸方式登陸到目標(biāo)板Linux，并在目標(biāo)板上運行交叉調(diào)試服務(wù)器，然后在目標(biāo)板上運行共享到目標(biāo)板的Linux應(yīng)用程序。（4）通過交叉調(diào)用器終端訪問目標(biāo)板的交叉調(diào)試服務(wù)器，將該程序的運行結(jié)果反饋到宿主機(jī)上，查看運行結(jié)果是否正確。12/11/202236北京大學(xué)出版社出版嵌入式ARM處理器與開發(fā)工具共39頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!ARM命令參數(shù)說明(1.armasm匯編編譯指令,)此命令用來編譯匯編程序，其命令格式：armasm[選項]-o目標(biāo)文件源文件參數(shù)選項說明如下：-Errors錯誤文件名 ;指定一個錯誤輸出文件-I目錄[,目錄] ;指定源文件搜索目錄-PreDefine預(yù)定義宏 ;指定預(yù)定義的宏-NOCache ;編譯源代碼時禁止使用Cache進(jìn)行優(yōu)化-MaxCache<n> ;編譯源代碼時使用Cache進(jìn)行優(yōu)化-NOWarn ;關(guān)閉所有的警告信息-G ;輸出調(diào)試表-keep ;在目標(biāo)文件中保存本地符號表-LIttleend ;生成小端（Little-endian）A