嵌入式設(shè)計(jì)與linux驅(qū)動開發(fā)

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1、《嵌入式設(shè)計(jì)及Linux驅(qū)動開發(fā)指南——基于ARM9處理器》讀書筆記第一章嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)1、嵌入式系統(tǒng)定義：“嵌入式系統(tǒng)是用來控制或者監(jiān)視機(jī)器、裝置、工廠等大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)備?！薄姎夤こ處焻f(xié)會“嵌入到對象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”——北京航空航天大學(xué)何立民教授“嵌入性”、“專用性”與“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)基本要素。2、嵌入式操作系統(tǒng)：硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)有一個(gè)剛性的、不可改變的時(shí)間限制，它不允許任何超出時(shí)限的錯(cuò)誤超時(shí)錯(cuò)誤會帶來損害甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失敗、或者導(dǎo)致系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)它的預(yù)期目標(biāo)。軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)的時(shí)限是柔性靈活的，它可以容忍偶然的

2、超時(shí)錯(cuò)誤。失敗造成的后果并不嚴(yán)重，僅僅是輕微地降低了系統(tǒng)的吞吐量。我們可以認(rèn)為至少嵌入式系統(tǒng)都是軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)，所有的嵌入式系統(tǒng)都是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，但并不是所有的實(shí)時(shí)系統(tǒng)都是嵌入式系統(tǒng)。常用的嵌入式操作系統(tǒng)有：Linux,uC/OS,WindowsCE,VxWorks,PalmOS,QNX等。3、選擇EmbeddedOS的原則：l系統(tǒng)成本；l市場進(jìn)入時(shí)間及技術(shù)支持；l可移植性；l系統(tǒng)定制能力。第二章基于ARM9處理器的硬件開發(fā)平臺1、ARM的歷史：ARM(AdvancedRISCMachine)公司于1990年11月在英國劍橋成立。19

3、91年，ARM推出第一個(gè)嵌入式RISC核心——ARM6系列處理器，VLSI、夏普、GECPlessey、德州儀器、CirrusLogic等公司相繼同ARM公司簽署了授權(quán)協(xié)議。1998年4月，ARM在倫敦證券交易所和納斯達(dá)克交易所上市。ARM中國安謀咨詢上海有限公司于2002年7月在中國上海成立。目前基于ARM核的處理器有以下幾類：lARM7家族；lARM9家族；lARM9E家族；lARM10E家族；lARM11家族；lSecurCore家族；lOptimoDE數(shù)據(jù)引擎內(nèi)核；lMPCore多處理器家族；lIntel公司的Stro

4、ngARM/XScale。2、ARM7和ARM9處理器的主要區(qū)別：指令流水線：ARM7：三級，（取指令，譯碼，執(zhí)行）；ARM9：五級，（取指，譯碼，執(zhí)行，緩沖/數(shù)據(jù)，回寫）。3、三星S3C2410X處理器：基于ARM920T核（由ARM9TDMI、存儲管理單元MMU和高速緩存三部分組成），片上資源包括：l1個(gè)LCD控制器（支持STN和TFT帶有觸摸屏的液晶顯示屏）；lSDRAM控制器；l3個(gè)通道的UART;l4個(gè)通道的DMA;l4個(gè)具有PWM功能的計(jì)時(shí)器和1個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘；l8通道的10位ADC;l觸摸屏接口；lI2S總線接口；l

5、2個(gè)USB主機(jī)接口，1個(gè)USB設(shè)備接口；l2個(gè)SPI接口；lSD接口和MMC卡接口；l看門狗計(jì)數(shù)器；l117位通用I/O口和24位外部中斷源；第二章調(diào)試嵌入式系統(tǒng)程序1、嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法：1）實(shí)時(shí)在線仿真（In-CircuitEmulator,ICE）l優(yōu)點(diǎn)：功能非常強(qiáng)大，軟硬件均可做到完全實(shí)時(shí)在線調(diào)試。l缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴。2）模擬調(diào)試l優(yōu)點(diǎn)：簡單方便，不需要目標(biāo)板，成本低。l缺點(diǎn)：功能非常有限，無法實(shí)時(shí)調(diào)試。3）軟件調(diào)試l優(yōu)點(diǎn)：純軟件，價(jià)格較低，簡單，軟件調(diào)試能力較強(qiáng)。l缺點(diǎn)：需要事先燒制監(jiān)控程序（Monitor）（往往需多

6、次實(shí)驗(yàn)才能成功）且目標(biāo)板工作正常，功能有限，特別是硬件調(diào)試能力較差。4）JTAG調(diào)試l優(yōu)點(diǎn)：方便、簡單，無需制作Monitor，軟硬件均可調(diào)適。l缺點(diǎn)：需要工作基本正常（至少CPU工作正常）的目標(biāo)板，僅適用于有調(diào)試接口的芯片。2、ARM仿真器工作原理：利用高速JTAG(JointTestActionGroup)串行掃描鏈，通過調(diào)試通信通道（DebugCommunicationChannel,DCC）連接ARM核心內(nèi)嵌的名為“Embedded-ICE”的調(diào)試邏輯，調(diào)試邏輯實(shí)時(shí)監(jiān)測ARM核心的寄存器、數(shù)據(jù)總線和地址總線。調(diào)試器設(shè)置

7、Breakpoint及Watchpoint后，程序在ARM內(nèi)核全速運(yùn)行，調(diào)試程序?qū)崟r(shí)監(jiān)測地址與數(shù)據(jù)總線并與預(yù)設(shè)值比較，在吻合時(shí)產(chǎn)生異常中斷通知內(nèi)核并把控制權(quán)交給調(diào)試器。這樣，在程序全速運(yùn)行時(shí)，可以在斷點(diǎn)處停止，可以設(shè)置條件斷點(diǎn)、條件觀測斷點(diǎn)等，而又不占用CPU時(shí)間及內(nèi)存資源。1、JTAG接口：1985年制定的檢測PCB和IC的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，1990年被修改后成為IEEE的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，及IEEE1149.1-1990。通過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，可對具有JTAG接口芯片的電路進(jìn)行邊界掃描和故障檢測。第二章創(chuàng)建嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境1、交叉編譯步驟：（1

8、）創(chuàng)建編譯環(huán)境。在這個(gè)過程中，將設(shè)置一些環(huán)境變量，創(chuàng)建安裝目錄，安裝內(nèi)核源代碼和頭文件等。（2）創(chuàng)建binutils。這個(gè)過程結(jié)束后，會創(chuàng)建類似arm-linux-ld等工具。Binutils是一組開發(fā)工具，包括鏈接器、匯編器以及其他用于目標(biāo)文件和檔案的工具首先要安裝的軟件包