1_ARM开发环境
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ARM处理器 存储控制器 SRAM FLASH DRAM 外部总线
AHB-外桥 中断控制器
AHB裁决 AHB-APB桥 以太网 计数器/定时器 控制台 串行UARTs 以太网物 理驱动
实时时钟
ARM
控制器
外围器件
总线
CPU/MCU/SOC
MCU（micro controller unit），俗称单片机 SOC（system on a chip） ，系统级芯片 SOC = CPU + 运算模块 + 控制模块 + 寄存模块 + 前端模拟A/D模块 + …… 功能十分强大，单一芯片集合多种功能模块
全球雇员800+ 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，占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额。
ARM芯片
RVDS配置源码工程
4、编译器选项：RVDS编译器是armcc, 体系结构选择ARM1176JZF-S
RVDS配置源码工程
5、链接器选项：代码段入口地址设为0x50000000
RVDS配置源码工程
6、设置起始代码段：start.o的init段
RVDS配置源码工程
7、选择输出裸机程序bin文件
进入Uboot命令行
1、从Nand Flash启动，终止OS加载过程，进入Uboot菜单
3秒内按下任意键
2、进入Uboot命令行shell
进入shell
Uboot常用命令
1、命令帮助help
2、查看环境变量printenv
Uboot常用命令
3、设置环境变量setenv
Uboot常用命令
4、测试网络联通情况ping
引导程序
开发板Uboot引导
开发板系统启动过程： 1、Bootloader启动
2、OS加载
3、App运行
Uboot从哪里来？
Uboot存放在哪里？--固态存储设备NAND FLASH Uboot在哪里运行？--从NAND拷贝到内部SRAM(静态内存)中运行 S3C6410
sram(stepping stone)
常见的变种有：
T M E J
• Thumb指令集
• 长乘法指令 • 增强型Dsp指令 • ava加速器Jazella，Java指令支持
SIMD • ARM媒体功能扩展
例如: ARMv5TxM表示ARM指令集版本为5，支持T变种，不支持M变种。
ARM处理器命名
采用上述的架构，形成一系列的处理器 ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S} · x -- 处理器系列 · y -- 存储管理/保护单元 · z -- cache · T -- 支持Thumb指令集 · D -- 支持片上调试 · M -- 支持快速乘法器 · I -- 支持Embedded ICE，支持嵌入式跟踪调试 · E -- 支持增强型DSP指令 · J -- 支持Jazelle · F -- 具备向量浮点单元VFP · -S -- 可综合版本 ARM7TDMI之后的所有ARM内核，即使“ARM”标志后没有包含那些字符，但也包含了TDMI特 性 例如，本课程使用的开发板处理器是ARM11ZJF-S
SDRAM
0x0c000000 0x50000000
硬件自动拷贝uboot启动代码
NAND uboot
wk.baidu.com4k
所以uboot启动后，可以将程序下载到 0x0c001000(偏移4K)和0x50000000安全运行
而其他程序需要加载到SDRAM（动态内存运行） SRAM运行速度很快，但成本很高，只用作内部高速缓存 而SDRAM成本较低，运行时需要动态刷新，用作外部主存
ARM开发环境
课程安排
ARM技术与发展 ARM开发工具RVDS 使用RVDS开发LED灯驱动
什么是ARM
IP CORE 公司名 开发工具 ARM 体系结构 RISC
ARM（Advanced RISC Machines） 一个公司的名字，一类微处理器的通称，一种技术的名字。
ARM公司
• ARM9系列： 1997年问世，使用哈佛结构，5级流水线，能够运行在更 高的时钟频率上，加入了D+I cache、MMU，大大提供处理器性能 • ARM10系列：1999年发布，把ARM9流水线扩展到6级。执行ARMv5TE 指令集
ARM处理器系列
• ARM11系列：发布于2003年，执行ARMv6架构指令集， ARMv6包含了针对 媒体处理的SIMD扩展，改善视频处理性能。它由8级流水线组成，可以使8 条指令同时被执行。 本课程使用的开发板处理器是ARM11ZJF-S • Cortex系列： ARMV7架构及之后的最新的ARM系列产品取名Cortex，由A 、R、M三个系列组成：
RVDS配置源码工程
2、Target Setting配置：Post-Linker选择ARM fromELF，表示在链接生成映 象文件后，再调用fromELF命令将含有调试信息的 ELF格式的映象文件转换为 其他格式的文件
RVDS配置源码工程
3、汇编器选项： RVDS汇编器是 armasm，体系结构选择ARM1176JZF-S
课程安排
ARM技术与发展 ARM开发工具RVDS 使用RVDS开发LED灯驱动
LED灯驱动程序
硬件接口原理图： 1、LED与GPIO连接： 参考《主板原理图Tiny6410-1107.pdf》
LED1~LED4对应的GPK4~GPK7 引脚
LED灯驱动程序
硬件控制原理： 2、当某一管脚(nLed1-nLed4)置低：电路接地，跟3.3v电源之间有压差， Led电路被导通，电流流经Led发光二极管使其点亮。 3、当某一管脚(nLed1-nLed4)置高：电路被切断，Led发光二极管被熄灭 。 4、因此，驱动程序只要将GPIO管脚设置为输出，对某个GPIO管脚置低、 置高，就会控发光二极管的点亮和熄灭。
RVDS创建源码工程
5、为工程增加6410_driver组
RVDS创建源码工程
6、将源代码分别添加到6410_driver
RVDS创建源码工程
7、先择生产目标调试信息选项 （1）Debug：为每一个源代码生成最完整的调试信息 （2）Release：不会生成任何调试信息
RVDS配置源码工程
1、点击Edit 菜单，选择“DebugRelSetting„”，进行项目配置
接口资源
启动模式
6410开发板选择了其中两种启动方式，nand flash启动和SD卡启动：
• 拨动S2 开关到SDBOOT标识一侧时，系统将从SD卡启动：引导程序固 化在SD卡中
• 拨动S2 开关到Nand标识一侧时，系统将从Nand Flash 启动：引导程 序固化在Nand中
什么是引导程序
ARM核为CPU，而S3C6410为SOC(好比PC的主板：CPU+南北桥)
ARM裸机运算—RISC指令集
CISC RISC
编译器
更高的 复杂性
编译器
生成代码 更高的 复杂性
生成代码
处理器
处理器
ARM核采用RISC指令结构，具有高性能、高代码密度和低功耗等特是移动嵌 入式设备的最佳选择 RISC(精简指令集)，其目标是设计出一套能在高时钟频率下单周期执行， 简单有效的指令集
RVDS配置源码工程
8、清除已有编译目标
RVDS编译源码工程
1：编译工程，构造程序（F7）
RVDS编译源码工程
2：proj工程目录内下生成6410.bin程序映像
将6410.bin通过tftp下载到开发板0x50000000地址， go 50000000运行
RVDS在线调试
RVDS上集成的ADX在线调试功能需要用到JLINK仿真器，通过JTAG接口与CPU 连接实现硬件仿真：在线调试在以后课程中介绍
ARM提供设计CPU所需的IP核（电路图、代码、文档等），处理核心逻辑运算（ALU） 其他CPU生产商（如SAMSUNG）利用IP核技术生成出自己的CPU（如S3C6410） S3C6410除了ARM核，还加入自身的外围设备控制器（如实时钟、定时器、中断等）
ARM核处理器
嵌入式系统用于控制各种不同外设，一个基于ARM的嵌入式处理器的主要部 件如下： ROM
Cortex-A：应用处理器(Application Processor)系列
Cortex-R：实时处理器(Real Time Control)系列 Cortex-M：微控制器(Micro Cotroller)系列 如iphone4手机采用Cortex-A8核
教学ARM芯片选择
根据大专、高职院校的实际情况结合当前及未来一段时间的市场人才需求， 本课程教学选取的是SAMSUNG公司的S3C6410A芯片
RVDS交叉开发环境
RVDS创建源码工程
1、新建工程：在RVDS集成开发环境中，点 File->New，打开窗口
RVDS创建源码工程
2、选择ARM Executable Image，点击set选择源码工程目录
RVDS创建源码工程
3、输入工程名为“proj”，并确定
RVDS创建源码工程
4、右键点击在工程面板，弹出文件、组管理菜单
ARM处理器系列
• 处理器系列是共享相同硬件特性的一组处理器的具体实现 如ARM7TDMI、ARM740T、ARM720T都属于ARM7系列
• 系列划分是基于ARM7，ARM9，ARM10和ARM11内核的
后缀数字7，9，10，11表示不同的内核设计，升序说明了性能和复杂 性的提高
• ARM7系列：冯.诺伊曼体系结构，3级流水线，执行ARMv4指令集， 1995年提出的ARM7TDMI是目前非常流行的内核
ARM产品
ARM产业链
ARM技术
ARM架构命名
| ARMv | n | variants | x（variants） |
ARMv：固定字符，即ARM Version n ：指令集版本号。迄今为之，ARM架构版本发布了7个版本，n=[1:7] variants：变种 x（variants）：排除x后指定的变种
课程安排
ARM技术与发展 ARM开发工具RVDS 使用RVDS开发LED灯驱动
什么是RVDS
1、 RealView Developer Suite工具是ARM公司是推出的新一代ARM集成开发 工具：支持ARM工程代码的编辑、编译、调试、运行 2、我们重点集在这两个图形界面工具的使用： （1）、Code Warrior是一个集成界面提供代码编辑,目标代码编译,链接的一 个图形GUI环境. （2）、AXD (ARM eXtended Debugger) ：提供在线仿真功能
开机后第一个运行的程序，如PC的BIOS，完成必要硬件(CPU、SDRAM)的初始化， 然后加载操作系统（OS） 不同平台的引导程序有不同的称谓（如BIOS、BSP），而在Linux平台称为 Bootloader 常用的开源Bootloader有blod、Uboot,Uboot号称通用Bootloader,可以支持包括 ARM在内的大多数CPU体系和SOC，使用前只要进行必要的移植
S3C6410A是一款基于ARM11JZF-S核心的微处理器芯片，运行ARMv6架构 指令集
带MMU，矢量中断，高效的视频处理性能，完全支持Linux + Android双系统 后面课程将在S3C6410开发板上详细介绍S3C6410A接口驱动和ARMv6架构编程
6410开发板
采用Samsung S3C6410 为微处理器
Uboot常用命令
5、通过网络下载文件tftp
Uboot通过tftp服务从服务器/tftp目录下载文件 前提必须在PC-Linux上配置好tftp服务器 参考附录“RHEL5-TFTP服务器安装配置”
Uboot常用命令
6、显示内存区内容md
Uboot常用命令
7、下载可执行程序映像
8、运行可执行程序映像 go
1. CPU 处理器 Samsung S3C6410A，ARM11JZF-S核，运行主频533MHz，最高 667Mhz
2. SDRAM 内存 在板128MB/256MB DDR RAM，32bit 数据总线
6410开发板
底板+核心板
核心板
S3C6410 DataSheet
S3C6410芯片描述文档，描述了SOC与外设的连接与控制方法，是驱动开 发人员编程手册 手册中描述的S3C6410功能框图：
AHB-外桥 中断控制器
AHB裁决 AHB-APB桥 以太网 计数器/定时器 控制台 串行UARTs 以太网物 理驱动
实时时钟
ARM
控制器
外围器件
总线
CPU/MCU/SOC
MCU（micro controller unit），俗称单片机 SOC（system on a chip） ，系统级芯片 SOC = CPU + 运算模块 + 控制模块 + 寄存模块 + 前端模拟A/D模块 + …… 功能十分强大，单一芯片集合多种功能模块
全球雇员800+ 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，占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额。
ARM芯片
RVDS配置源码工程
4、编译器选项：RVDS编译器是armcc, 体系结构选择ARM1176JZF-S
RVDS配置源码工程
5、链接器选项：代码段入口地址设为0x50000000
RVDS配置源码工程
6、设置起始代码段：start.o的init段
RVDS配置源码工程
7、选择输出裸机程序bin文件
进入Uboot命令行
1、从Nand Flash启动，终止OS加载过程，进入Uboot菜单
3秒内按下任意键
2、进入Uboot命令行shell
进入shell
Uboot常用命令
1、命令帮助help
2、查看环境变量printenv
Uboot常用命令
3、设置环境变量setenv
Uboot常用命令
4、测试网络联通情况ping
引导程序
开发板Uboot引导
开发板系统启动过程： 1、Bootloader启动
2、OS加载
3、App运行
Uboot从哪里来？
Uboot存放在哪里？--固态存储设备NAND FLASH Uboot在哪里运行？--从NAND拷贝到内部SRAM(静态内存)中运行 S3C6410
sram(stepping stone)
常见的变种有：
T M E J
• Thumb指令集
• 长乘法指令 • 增强型Dsp指令 • ava加速器Jazella，Java指令支持
SIMD • ARM媒体功能扩展
例如: ARMv5TxM表示ARM指令集版本为5，支持T变种，不支持M变种。
ARM处理器命名
采用上述的架构，形成一系列的处理器 ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S} · x -- 处理器系列 · y -- 存储管理/保护单元 · z -- cache · T -- 支持Thumb指令集 · D -- 支持片上调试 · M -- 支持快速乘法器 · I -- 支持Embedded ICE，支持嵌入式跟踪调试 · E -- 支持增强型DSP指令 · J -- 支持Jazelle · F -- 具备向量浮点单元VFP · -S -- 可综合版本 ARM7TDMI之后的所有ARM内核，即使“ARM”标志后没有包含那些字符，但也包含了TDMI特 性 例如，本课程使用的开发板处理器是ARM11ZJF-S
SDRAM
0x0c000000 0x50000000
硬件自动拷贝uboot启动代码
NAND uboot
wk.baidu.com4k
所以uboot启动后，可以将程序下载到 0x0c001000(偏移4K)和0x50000000安全运行
而其他程序需要加载到SDRAM（动态内存运行） SRAM运行速度很快，但成本很高，只用作内部高速缓存 而SDRAM成本较低，运行时需要动态刷新，用作外部主存
ARM开发环境
课程安排
ARM技术与发展 ARM开发工具RVDS 使用RVDS开发LED灯驱动
什么是ARM
IP CORE 公司名 开发工具 ARM 体系结构 RISC
ARM（Advanced RISC Machines） 一个公司的名字，一类微处理器的通称，一种技术的名字。
ARM公司
• ARM9系列： 1997年问世，使用哈佛结构，5级流水线，能够运行在更 高的时钟频率上，加入了D+I cache、MMU，大大提供处理器性能 • ARM10系列：1999年发布，把ARM9流水线扩展到6级。执行ARMv5TE 指令集
ARM处理器系列
• ARM11系列：发布于2003年，执行ARMv6架构指令集， ARMv6包含了针对 媒体处理的SIMD扩展，改善视频处理性能。它由8级流水线组成，可以使8 条指令同时被执行。 本课程使用的开发板处理器是ARM11ZJF-S • Cortex系列： ARMV7架构及之后的最新的ARM系列产品取名Cortex，由A 、R、M三个系列组成：
RVDS配置源码工程
2、Target Setting配置：Post-Linker选择ARM fromELF，表示在链接生成映 象文件后，再调用fromELF命令将含有调试信息的 ELF格式的映象文件转换为 其他格式的文件
RVDS配置源码工程
3、汇编器选项： RVDS汇编器是 armasm，体系结构选择ARM1176JZF-S
课程安排
ARM技术与发展 ARM开发工具RVDS 使用RVDS开发LED灯驱动
LED灯驱动程序
硬件接口原理图： 1、LED与GPIO连接： 参考《主板原理图Tiny6410-1107.pdf》
LED1~LED4对应的GPK4~GPK7 引脚
LED灯驱动程序
硬件控制原理： 2、当某一管脚(nLed1-nLed4)置低：电路接地，跟3.3v电源之间有压差， Led电路被导通，电流流经Led发光二极管使其点亮。 3、当某一管脚(nLed1-nLed4)置高：电路被切断，Led发光二极管被熄灭 。 4、因此，驱动程序只要将GPIO管脚设置为输出，对某个GPIO管脚置低、 置高，就会控发光二极管的点亮和熄灭。
RVDS创建源码工程
5、为工程增加6410_driver组
RVDS创建源码工程
6、将源代码分别添加到6410_driver
RVDS创建源码工程
7、先择生产目标调试信息选项 （1）Debug：为每一个源代码生成最完整的调试信息 （2）Release：不会生成任何调试信息
RVDS配置源码工程
1、点击Edit 菜单，选择“DebugRelSetting„”，进行项目配置
接口资源
启动模式
6410开发板选择了其中两种启动方式，nand flash启动和SD卡启动：
• 拨动S2 开关到SDBOOT标识一侧时，系统将从SD卡启动：引导程序固 化在SD卡中
• 拨动S2 开关到Nand标识一侧时，系统将从Nand Flash 启动：引导程 序固化在Nand中
什么是引导程序
ARM核为CPU，而S3C6410为SOC(好比PC的主板：CPU+南北桥)
ARM裸机运算—RISC指令集
CISC RISC
编译器
更高的 复杂性
编译器
生成代码 更高的 复杂性
生成代码
处理器
处理器
ARM核采用RISC指令结构，具有高性能、高代码密度和低功耗等特是移动嵌 入式设备的最佳选择 RISC(精简指令集)，其目标是设计出一套能在高时钟频率下单周期执行， 简单有效的指令集
RVDS配置源码工程
8、清除已有编译目标
RVDS编译源码工程
1：编译工程，构造程序（F7）
RVDS编译源码工程
2：proj工程目录内下生成6410.bin程序映像
将6410.bin通过tftp下载到开发板0x50000000地址， go 50000000运行
RVDS在线调试
RVDS上集成的ADX在线调试功能需要用到JLINK仿真器，通过JTAG接口与CPU 连接实现硬件仿真：在线调试在以后课程中介绍
ARM提供设计CPU所需的IP核（电路图、代码、文档等），处理核心逻辑运算（ALU） 其他CPU生产商（如SAMSUNG）利用IP核技术生成出自己的CPU（如S3C6410） S3C6410除了ARM核，还加入自身的外围设备控制器（如实时钟、定时器、中断等）
ARM核处理器
嵌入式系统用于控制各种不同外设，一个基于ARM的嵌入式处理器的主要部 件如下： ROM
Cortex-A：应用处理器(Application Processor)系列
Cortex-R：实时处理器(Real Time Control)系列 Cortex-M：微控制器(Micro Cotroller)系列 如iphone4手机采用Cortex-A8核
教学ARM芯片选择
根据大专、高职院校的实际情况结合当前及未来一段时间的市场人才需求， 本课程教学选取的是SAMSUNG公司的S3C6410A芯片
RVDS交叉开发环境
RVDS创建源码工程
1、新建工程：在RVDS集成开发环境中，点 File->New，打开窗口
RVDS创建源码工程
2、选择ARM Executable Image，点击set选择源码工程目录
RVDS创建源码工程
3、输入工程名为“proj”，并确定
RVDS创建源码工程
4、右键点击在工程面板，弹出文件、组管理菜单
ARM处理器系列
• 处理器系列是共享相同硬件特性的一组处理器的具体实现 如ARM7TDMI、ARM740T、ARM720T都属于ARM7系列
• 系列划分是基于ARM7，ARM9，ARM10和ARM11内核的
后缀数字7，9，10，11表示不同的内核设计，升序说明了性能和复杂 性的提高
• ARM7系列：冯.诺伊曼体系结构，3级流水线，执行ARMv4指令集， 1995年提出的ARM7TDMI是目前非常流行的内核
ARM产品
ARM产业链
ARM技术
ARM架构命名
| ARMv | n | variants | x（variants） |
ARMv：固定字符，即ARM Version n ：指令集版本号。迄今为之，ARM架构版本发布了7个版本，n=[1:7] variants：变种 x（variants）：排除x后指定的变种
课程安排
ARM技术与发展 ARM开发工具RVDS 使用RVDS开发LED灯驱动
什么是RVDS
1、 RealView Developer Suite工具是ARM公司是推出的新一代ARM集成开发 工具：支持ARM工程代码的编辑、编译、调试、运行 2、我们重点集在这两个图形界面工具的使用： （1）、Code Warrior是一个集成界面提供代码编辑,目标代码编译,链接的一 个图形GUI环境. （2）、AXD (ARM eXtended Debugger) ：提供在线仿真功能
开机后第一个运行的程序，如PC的BIOS，完成必要硬件(CPU、SDRAM)的初始化， 然后加载操作系统（OS） 不同平台的引导程序有不同的称谓（如BIOS、BSP），而在Linux平台称为 Bootloader 常用的开源Bootloader有blod、Uboot,Uboot号称通用Bootloader,可以支持包括 ARM在内的大多数CPU体系和SOC，使用前只要进行必要的移植
S3C6410A是一款基于ARM11JZF-S核心的微处理器芯片，运行ARMv6架构 指令集
带MMU，矢量中断，高效的视频处理性能，完全支持Linux + Android双系统 后面课程将在S3C6410开发板上详细介绍S3C6410A接口驱动和ARMv6架构编程
6410开发板
采用Samsung S3C6410 为微处理器
Uboot常用命令
5、通过网络下载文件tftp
Uboot通过tftp服务从服务器/tftp目录下载文件 前提必须在PC-Linux上配置好tftp服务器 参考附录“RHEL5-TFTP服务器安装配置”
Uboot常用命令
6、显示内存区内容md
Uboot常用命令
7、下载可执行程序映像
8、运行可执行程序映像 go
1. CPU 处理器 Samsung S3C6410A，ARM11JZF-S核，运行主频533MHz，最高 667Mhz
2. SDRAM 内存 在板128MB/256MB DDR RAM，32bit 数据总线
6410开发板
底板+核心板
核心板
S3C6410 DataSheet
S3C6410芯片描述文档，描述了SOC与外设的连接与控制方法，是驱动开 发人员编程手册 手册中描述的S3C6410功能框图：