ARM嵌入式基础知识

ARM嵌入式目录一、开发工具二、操作系统嵌入式linux与ARM开发板的入门建议一、开发工具二、操作系统嵌入式linux与ARM开发板的入门建议展开ARM嵌入式简介ARM（AdvancedRISCMachines），既可认为是一个公司的名字，也可认为是对一类微处理器的统称。ARM是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。ARM处理器的三大特点是：耗电少功能强、16位/32位双指令集和众多合作伙伴。根据IEEE（国际电机工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”（原文为devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。这主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元，1997年来自美国嵌入式系统大会(EmbeddedSystemConference)的报告指出，未来5年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。美国汽车大王福特公司的高级经理也曾宣称，“福特出售的‘计算能力’已超过了IBM”，由此可以想见嵌入式计算机工业的规模和广度。1998年11月在美国加州举行的嵌入式系统大会上，基于RTOS的EmbeddedInternet成为一个技术新热点。在国内，“维纳斯计划”和“女锅计划”一度闹得沸沸扬扬，机顶盒、信息加电这两年更成了IT热点，而实际上这些都是嵌入式系统在特定环境下的一个特定应用。据调查，目前国际上已有两百多种嵌入式操作系统，而各种各样的开发工具、应用于嵌入式开发的仪器设备更是不可胜数。在国内，虽然嵌入式应用、开发很广，但该领域却几乎还是空白，只有三两家公司和极少数人员在从事这方面工作。由此可见，嵌入式系统技术发展的空间真是无比广大。用ARM处理器做的嵌入式系统更是前途广阔，接下来就简介开发工具、操作系统等研发设计及制造的公司或组织。编辑本段一、开发工具ARM应用软件的开发工具根据功能的不同，分别有编译软件、汇编软件、链接软件、调试软件、嵌入式实时操作系统、函数库、评估板、JTAG仿真器、在线仿真器等，目前世界上约有四十多家公司提供以上不同类别的产品。用户选用ARM处理器开发嵌入式系统时，选择合适的开发工具可以加快开发进度，节省开发成本。因此一套含有编辑软件、编译软件、汇编软件、链接软件、调试软件、工程管理及函数库的集成开发环境（IDE）一般来说是必不可少的，至于嵌入式实时操作系统、评估板等其他开发工具则可以根据应用软件规模和开发计划选用。使用集成开发环境开发基于ARM的应用软件，包括编辑、编译、汇编、链接等工作全部在PC机上即可完成，调试工作则需要配合其他的模块或产品方可完成（一）ARMSDTARMSDT的英文全称是ARMSoftwareDevelopmentKit，是ARM公司(为方便用户在ARM芯片上进行应用软件开发而推出的一整套集成开发工具。ARMSDT经过ARM公司逐年的维护和更新，目前的最新版本是2.5.2，但从版本2.5.1开始，ARM公司宣布推出一套新的集成开发工具ARMADS1.0，取ARMSDT而代之，今后将不会再看到ARMSDT的新版本。ARMSDT由于价格适中，同时经过长期的推广和普及，目前拥有最广泛的ARM软件开发用户群体，也被相当多的ARM公司的第三方开发工具合作伙伴集成在自己的产品中，比如美国EPI公司的JEENI仿真器。ARMSDT（以下关于ARMSDT的描述均是以版本2.50为对象）可在Windows95、98、NT以及Solaris2.5/2.6、HP-UX10上运行，支持最高到ARM9(含ARM9）的所有ARM处理器芯片的开发，包括StrongARM。ARMSDT包括一套完整的应用软件开发工具：*armccARM的C编译器，具有优化功能，兼容于ANSIC。*tccTHUMB的C编译器，同样具有优化功能，兼容于ANSIC。*armasm支持ARM和THUMB的汇编器。*armlinkARM连接器，连接一个和多个目标文件，最终生成ELF格式的可执行映像文件。*armsdARM和THUMB的符号调试器。以上工具为命令行开发工具，均被集成在SDT的两个Windows开发工具ADW和APM中，用户无需直接使用命令行工具。*APMApplicationProjectManageer，ARM工程管理器，完全图形界面，负责管理源文件，完成编辑、编译、链接并最终生成可执行映像文件等功能。（二）ADSADS（ARMDeveloperSuite），是在1993年由Metrowerks公司开发是ARM处理器下最主要的开发工具。ADS是全套的实时开发软件工具，包编译器生成的代码密度和执行速度优异。可快速低价地创建ARM结构应用。ADS包括三种调试器ARMeXtendedDebugger，AXD向下兼容的ARMDebuggerforWindows/ARMDebuggerforUNIX和ARM符号调试器。其中AXD不仅拥有低版本ARM调试器的所有功能，还新添了图形用户界面，更方便的视窗管理数据显示，格式化和编辑以及全套的命令行界面。该产品还包括RealMonitor™（可以在前台调试的同时断点续存并且在不中断应用的情况下读写内存跟踪调试工具）。ADS对汇编、C/C++、java支持的均很好，是目前最成熟的ARM开发工具。很多ARM开发软件（例如Keil）也是借用的ADS的编译器。ADS在2006年版本已经发布到2.2。但国内大部分开发者使用的均是1.2版本。（三）RealViewMDKRealViewMDK开发工具源自德国Keil公司，被全球超过10万的嵌入式开发工程师验证和使用，是ARM公司目前最新推出的针对各种嵌入式处理器的软件开发工具。RealViewMDK集成了业内最领先的技术，包括µVision3集成开发环境与RealView编译器。支持ARM7、ARM9和最新的Cortex-M3核处理器，自动配置启动代码，集成Flash烧写模块，强大的Simulation设备模拟，性能分析等功能，与ARM之前的工具包ADS等相比，RealView编译器的最新版本可将性能改善超过20％RealViewMDK的突出特性:菜鸟的阿拉伯飞毯——启动代码生成向导，自动引导，一日千里启动代码和系统硬件结合紧密，必须用汇编语言编写，因而成为许多工程师难以跨越多门槛。RealViewMDK的µVision3工具可以帮您自动生成完善的启动代码，并提供图形化的窗口，随您轻松修改。无论对于初学者还是有经验的开发工程师，都能大大节省时间，提高开发效率。。高手的无剑胜有剑——软件模拟器，完全脱离硬件的软件开发过程RealViewMDK的设备模拟器可以仿真整个目标硬件，包括快速指令集仿真、外部信号和I/O仿真、中断过程仿真、片内所有外围设备仿真等。开发工程师在无硬件的情况下即可开始软件开发和调试，使软硬件开发同步进行，大大缩短开发周期。而一般的ARM开发工具仅提供指令集模拟器，只能支持ARM内核模拟调试。专家的哈雷望远镜——性能分析器，看得更远、看得更细、看得更清RealViewMDK的性能分析器好比哈雷望远镜，让您看得更远和更准，它辅助您查看代码覆盖情况，程序运行时间，函数调用次数等高端控制功能，指导您轻松的进行代码优化，成为嵌入式开发高手。通常这些功能只有价值数千美元的昂贵的Trace工具才能提供。业界最优秀的编译器——RealView编译器，代码更小，性能更高RealViewMDK的RealView编译器与ADS1.2比较：代码密度：比ADS1.2编译的代码尺寸小10%；代码性能：比ADS1.2编译的代码性能高20%。配备ULINK2仿真器+Flash编程模块，轻松实现Flash烧写RealViewMDK无需寻求第三方编程软件与硬件支持，通过配套的ULINK2仿真器与Flash编程工具，轻松实现CPU片内FLASH、外扩FLASH烧写，并支持用户自行添加FLASH编程算法；而且能支持FLASH整片删除、扇区删除、编程前自动删除以及编程后自动校验等功能，轻松方便。绝对的高性价比——国际品质，本土价格RealViewMDK中国版保留了RealViewMDK国际版的所有卓越性能，而产品价格和国内普通开发工具的价格差不多；另外我们还根据不同需求，专门定制了4个版本，以满足工程师们不同的需要。这绝对是您选择开发工具的首选。更贴身的服务——专业的本地化的技术支持和服务RealViewMDK中国版用户将享受到专业的本地化的技术支持和服务，包括电话、Email、论坛、中文技术文档等，这将为国内工程师们开发出更有竞争力的产品提供更多的助力（四）GNUGNU是“GNU‘sNotUnix”的递归缩写。Stallman宣布GNU应当发音为Guh-NOO以避免与new这个单词混淆（注：Gnu在英文中原意为非洲牛羚，发音与new相同）。UNIX是一种广泛使用的商业操作系统的名称。由于GNU将要实现UNIX系统的接口标准，因此GNU计划可以分别开发不同的操作系统部件。GNU计划采用了部分当时已经可自由使用的软件，例如TeX排版系统和XWindow视窗系统等。不过GNU计划也开发了大批其他的自由软件。1985年RichardStallman又创立了自由软件基金会（FreeSoftwareFoundation）来为GNU计划提供技术、法律以及财政支持。尽管GNU计划大部分时候是由个人自愿无偿贡献，但FSF有时还是会聘请程序员帮助编写。当GNU计划开始逐渐获得成功时，一些商业公司开始介入开发和技术支持。当中最著名的就是之后被RedHat兼并的CygnusSolutions到了1990年，GNU计划已经开发出的软件包括了一个功能强大的文字编辑器Emacs，C语言编译器GCC，以及大部分UNIX系统的程序库和工具。唯一依然没有完成的重要组件就是操作系统的内核(称为HURD)。1991年LinusTorvalds编写出了与UNIX兼容的Linux操作系统内核并在GPL条款下发布。Linux之后在网上广泛流传，许多程序员参与了开发与修改。1992年Linux与其他GNU软件结合，完全自由的操作系统正式诞生。该操作系统往往被称为“GNU/Linux”或简称Linux。（尽管如此GNU计划自己的内核Hurd依然在开发中，目前已经发布Beta版本。）许多UNIX系统上也安装了GNU软件，因为GNU软件的质量比之前UNIX的软件还要好。GNU工具还被广泛地移植到Windows和MacOS上。（五）ARMREALVIEWDEVELOPERSUITERealVie