嵌入式系统概述

ARMv6


ARMv7

使用Thumb-2技术，还使用了NEON技术，将DSP和 媒体处理能力提高了近4倍，并支持改良的浮点运 算。 6
ARM处理器系列

ARM7

32位低功耗RISC处理器。无MMU（内存管理单元） 有MMU和Cache。 ARM920T(如S3C2410和S3C2440)和ARM922T两种 类型。 在单一的处理器内核上提供了微控制器、DSP、 Java应用系统的解决方案 使用新的体系结构拥有所有ARM系列中最高主频。 7 含有浮点运算协处理器。
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ARM简介


ARM是一类嵌入式微处理器，同时也是一个公司的名字。ARM 公司于1990年11月成立于英国剑桥，它是一家专门从事16/32位 RISC微处理器知识产权设计的供应商。ARM公司本身不直接从 事芯片生产，而只是授权ARM内核，再给生产和销售半导体的 合作伙伴，同时也提供基于ARM架构的开发设计技术。世界各 大半导体生产商从ARM公司处购买其设计的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。 ARM公司从成立至今，在短短几十年的时间就占据了75%的市 场份额，如今，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各 个领域。采用ARM技术的微处理器现在已经遍及各类电子产 品，汽车、消费娱乐、影像、工业控制、海量存储、网络、安 保和无线等市场。到2001年就几乎已经垄断了全球RISC芯片市 场，成为业界实际的RISC芯片标准。
all : prog1 prog2 prog3 执行make时，目标“all”被作为终极目标。为了完成对它的更新，make会创建（不存 在）或者重建（已存在）目标“all”的所有依赖文件（prog1、prog2和prog3）。
clean: rm -f *.o make clean 可以清除前面产生的文件。
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嵌入式系统常用处理器体系结构

PowerPC



RISC体系结构，苹果电脑公司、IBM和摩托罗拉的 半导体部门（Freescale）共同开发。 汽车、消费类电子产品、网络应用设备、电信交换机 RISC体系结构，MIPS Technology公司 广泛应用于许多产品中
MIPS


ARM Intel Atom


编写程序，输入一个整数，然后输出该整数的10 倍和20倍。其中，10倍20倍各用一个函数实现 主程序lx2.c 10倍 lx2_func1.c 20倍 lx2_func2.c 头文件 lx2_h.h
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程序lx2_func1.c int mul10(int x)‫‏‬ { return 10*x; }
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ARM体系架构的版本


ARM体系架构的版本就是它所使用的指令集的版 本。 ARMv4

当今市场上最老版本，只支持32位指令集。一些 ARM7处理器和Intel StrongARM采用。 增加了16位的Thumb指令集。可以使编译器生成更 紧凑的代码，提高指令执行效率。 1999年，ARMv5TE改进了Thumb指令集，增加了一 些“增强型DSP指令”，简称为E指令集。

编写自己增加的设备的驱动 编写应用程序
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嵌入式开发的几个基本概念


宿主机与目标板 交叉编译 串口在调试中的作用

终端、传送文件
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宿主机Linux的选择

RedHat 系列

RedHat企业版6 CentOS5.6 Fedora 15 早期的RedHat9 Debian 6.0.1a Ubuntu 11.04 Mint 新华华镭 SUSE Linux Enterprise Server SUSE Linux Enterprise Desktop OpenSuse
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ARMv4T


ARMv5TE

ARM体系架构的版本（续）

ARMv5TEJ

2000年，ARMv5TEJ版本增加了Jazelle技术用于提 供Java加速功能，和仅用软件实现的Java虚拟机相 比，运行速度大大提高，功耗大幅下降。 2001年问世。在许多方面都有改进：存储系统、异 常处理，最重要的是增加了对多媒体功能的支持。 引入了Thumb-2和TrustZone技术。

Debian系列




Suse系列

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宿主机Linux的选择（续）



Gentoo Slackware Mandriva Puppy Linux 红旗Linux
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Linux常用命令与软件



ls cd cp rm mv mkdir cat more head tail find grep mount chmod ps kill dmesg tar du df mknod diff echo 注意文件和目录的权限 文本编辑器可以使用vi、emacs、gedit、geany 等 编译gcc 交叉编译arm-linux-gcc 调试gdb make make不是编译器，它可以根据预定义的 参数来执行订制的编译过程，在这个过程中要依 15 靠外部编译器
gcc lx2.c lx2_func1.c lx2_func2.c -o lx2
运行程序 ./lx2 gcc -c lx2.c gcc -c lx2_func1.c gcc -c lx2_func2.c gcc lx2.o lx2_func1.o lx2_func2.o -o lx2 19
make工程管理器

Vxworks



Windows CE Linux eCos RedHat公司开发，实时性好，硬件要求低 RTEMS 实时性好，占用资源少
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嵌入式Linux开发过程


硬件设计 制作交叉编译工具链 移植Bootloader




Bootloader就是在操作系统内核运行之前运行的一段 程序，它类似于PC机中的BIOS程序。通过这段程 序，可以完成硬件设备的初始化，并建立内存空间的 映射关系，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的 状态，为最终加载系统内核做好准备。 Uboot Vivi Supervivi NOR和NAND flash的作用
程序lx2_func2.c int mul20(int x)‫‏‬ { return 20*x; } 头文件lx2_h.h int mul10(int x); int mul20(int x);
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程序lx2.c #include <stdio.h> #include "lx2_h.h" int main()‫‏‬ { int x; printf("x=?\n"); scanf("%d",&x); printf("%d , %d\n",mul10(x),mul20(x)); return 0; } 编译程序
int main()‫‏‬ { int x; printf("x=?\n"); scanf("%d",&x); printf("%d , %d\n",mul10(x),mul20(x)); //return 0; //本句如果注释掉，编译时使用 -Wall 有警告 22 }
lx2:lx2.o lx2_func1.o lx2_func2.o gcc -o lx2 lx2.o lx2_func1.o lx2_func2.o lx2.o:lx2.c lx2_h.h gcc -I . -c lx2.c lx2_func1.o:lx2_func1.c gcc -c lx2_func1.c lx2_func2.o:lx2_func2.c gcc -c lx2_func2.c clean: # rm lx2.o lx2_func1.o lx2_func2.o rm *.o
编写C语言程序编译、运行
用文本编辑器编写程序 取名为lx1.c #include <stdio.h> int main()‫‏‬ { printf("Hello,World.\n"); return 0; }
编译程序 gcc lx1.c -o lx1.o
运行程序 ./lx1.o
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多个文件的编译

Cortex



SecurCore 专为安全需要而设计 OptimoDE Data Engines

针对高性能嵌入式信号处理应用 Xscale基于ARMv5TE 如PXA270
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Intel 的strongARM和Xscale系列

嵌入式操作系统简介

μC/OS-II

Micrium公司开发，可用于8位、16位和32位处理 器，硬件要求低 WindRiver公司开发的嵌入式实时操作系统，非常优 秀。
make工程管理器也就是个“自动编译管理器”， 这里的“自动”是指它能构根据文件时间戳自动发 现更新过的文件而减少编译的工作量，同时，它通 过读入Makefile文件文件的内容来执行大量的编译 工作 makefile文件有有一组依赖关系和规则构成。每个 依赖关系由一个目标（即将要创造的文件）和一组 该目标所依赖的源文件组成。而规则描述了如何通 过依赖文件创建目标。

ARM9


ARM9E


ARM10E

ARM处理器系列（续）

ARM11

ARMv6的第一代设计实现。 基于ARMv7架构，分为Cortex-A、Cortex-R和 Cortex-M 3类。Cortex-A为传统的、基于虚拟存储的 操作系统和应用程序而设计。Cortex-R针对实时系 统。Cortex-M针对价格敏感产品，只支持Thumb-2指 令集。
嵌入式系统概念
以应用为中心、以计算机技术为基础、软 件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可 靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用 计算机系统。
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嵌入式系统特点





面向特定应用的特点 。 嵌入式系统的硬件和软件都必须进行高效地设计，量 体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更 高的性能 。 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电 子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物 。 为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软 件一般都固化在存储器芯片中或单片机本身，而不是 存储于磁盘中。 嵌入式开发的软件代码尤其要求高质量、高可靠 性。 嵌入式系统本身不具备二次开发能力 。
10ຫໍສະໝຸດ Baidu
嵌入式Linux开发过程（续）


移植内核（配置编译内核） 制作根文件系统


根文件系统是内核启动时挂载的第一个文件系统，包 括Linux启动时所必须的目录和关键性的文件。 一般有/bin /sbin /dev /etc /lib /home /root /usr /var /proc /mnt /tmp等目录。 一般来说，都要使用Busybox来创建/bin、/sbin等目 录下的可执行文件。Busybox动态链接只有几百 KB，静态链接只有1MB左右。
#开始的语句是注释 21
/*lx2_func1.c*/ int mul10(int x)‫‏‬ { return 10*x; } /*lx2_h.h*/ int mul10(int x); int mul20(int x);
/*lx2_func2.c*/ int mul20(int x)‫‏‬ { return 20*x; } /*lx2.c*/ #include <stdio.h> #include <lx2_h.h>
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makefile文件中的宏
makefile文件允许使用宏，这样可以以一种更为通 用的格式来书写makefile文件。便于管理大型项 目。 还可以，很简单的修改编译器的名称，只改一行， 不用修改多行。 gcc cc c89 arm-linux-gcc
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all:lx2
CC=gcc INCLUDE=. CFLAGS=-g -Wall lx2:lx2.o lx2_func1.o lx2_func2.o $(CC) -o lx2 lx2.o lx2_func1.o lx2_func2.o lx2.o:lx2.c lx2_h.h $(CC) -I $(INCLUDE) $(CFLAGS) -c lx2.c lx2_func1.o:lx2_func1.c $(CC) $(CFLAGS) -c lx2_func1.c lx2_func2.o:lx2_func2.c $(CC) $(CFLAGS) -c lx2_func2.c clean: # rm lx2.o lx2_func1.o lx2_func2.o rm *.o
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lx1:lx1.c gcc -o lx1 lx1.c
注意表示规则的语句以Tab开头，不能以空格开头
Make的3个常用选项 -k make发现错误时继续执行，而不是发现第一个错误就停下来。 -n make命令输出将要执行的步骤，而不真正执行这些操作。 -f <filename> 告诉make命令，哪个文件作为makefile文件，如未使用该选项，make 命令首先查找当前目录下名为makefile的文件然后查找Makefile