嵌入式系统-嵌入式系统介绍.ppt

嵌入式系统-嵌入式系统介绍
2022/6/25
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本讲主要内容
嵌入式系统概述
实验室介绍与课程说明
嵌入式系统概要介绍
EELiod270开发系统介绍
Module板、EDR板
Banyan-UE仿真器
ARM处理器简介操作系统（RTOS）
可靠性高以及较强的网络功能
嵌入式操作系统结构
嵌入式操作系统
通常按体系的分类
Windows兼容系列
Windows CE/NT/XP
Linux类
嵌入式Linux, uCLinux,RTLinux
Android及其派生的iPhone、oPhone、LePhone等
通信领域嵌入式操作系统
VxWorks, Nucleus,VRTX,QNS,pSOS
其他如Symbian、BlackBerry等
嵌入式Linux
特点
免费和代码公开
支持多种硬件平台
可裁剪
使用成本低
强大的网络功能
支持GUI开发
丰富的开发技术资源
嵌入式系统的应用开发
本实验室条件支持：
无OS
ADS集成开发环境
有OS
嵌入式Linux
Windows CE
嵌入式产品开发过程
集成开发环境
ARM ADS （ARM Developer Suits）
它是ARM公司的集成开发环境，包括命令行开发工具、图形开发工具、实用工具和支持软件4部分，可以进行编辑、编译及调试C、C++及汇编程序。
Metrowerks CodeWarrior for ARM ADS
ARM汇编及C程序的编辑、编译
AXD调试
嵌入式应用开发的调试
由于嵌入式系统的可用资源有限，嵌入式开发和调试工作通常要通过高性能的宿主机完成。
嵌入式应用软件通过宿主机上的交叉编译器，完成交叉编译和连接后下载到目标机。
宿主机：进行嵌入式软件开发的主机
目标机：将要开发的目标板
嵌入式开发的调试方法
大致有以下几种调试方法：
模拟调试方式
ROM Monitor方式（或Angel方式）
ICE仿真
JTAG调试与仿真
模拟开发调试方式
模拟开发调试
不需开发板硬件，一台PC即可
纯软件模拟嵌入式处理器的功能和指令。如ARM公司的ARMulator模拟器。
它虽然简单可行，但是缺乏在线调试和实时仿真功能。
ROM Monitor调试方式（一）
ROM Monitor方式（或Angel方式）
ROM Monitor（或Angel）是运行在目标机的Flash或ROM的一段程序，它主要负责监控目标机上被调试程序的运行情况。通过和宿主机的配合，完成嵌入式系统的调试。
它是目前低廉有效的一种调试方式。之前课程使用Metrowerks公司的CodeWarrior进行开发调试时要用到的Metro-TRK就属于这类软件。
ROM Monitor调试方式（二）
ICE在线仿真模式
在线仿真(In Circuit Emulator)
传统硬件级仿真调试模式
取下目标板MPU；在线仿真器可以完全仿真MPU的行为；通过卡座等连接到目标板。
它支持单步执行、断点、反汇编、源程序级调试。
优点：功能非常强大，软硬件均可做到完全实时在线调试
缺点：
适合于简单的MPU
一般滞后MPU几个月
价格昂贵
宿主机
目标板
仿真器
硬件连接示意图
JTAG仿真调试方式（一）
JTAG（Joint Test Action Group）联合测试行动小组，是IEEE的一个标准
JTAG初始主要用于芯片内部测试，可对具有JTAG接口的芯片的硬件电路进行边界扫描和故障检测
后用于调试：在芯片内部定义TAP（Test Access Port)，可以访问寄存器和挂在总线上的设备
JTAG仿真调试方式（二）
JTAG调试器
硬件简单，只进行并口/usb和JTAG接口的电平转换
主要工作由主机软件完成，如JTAG/usb协议转换等
速度慢，一般10K/s级别
JTAG仿真器
硬件复杂，除完成JTAG/usb协议转换，可能有MPU进行控制
提供并口/USB接口等，速度快
价格贵
JTAG仿真调试方式（三）
JTAG仿真器
ARM处理器为了方便调试，内含Embeded ICE 宏单元，并留有JTAG调试接口，支持在线仿真。它无需目标存储器，不占用目标系统的端口。
使用集成开发环境配合JTAG仿真器是目前最常用的一种调试方式。
宿主机
目标板
仿真器
硬件连接示意图
JTAG仿真调试方式（四）
嵌入式Linux开发调试
嵌入式Linux工具链
交叉编译器GCC
arm-linux-gcc
项目管理工具MAKE
调试工具GDB
break 设置断点
Run 执行程序
Step 单步跟踪进入
Next 单步不进入函数
Print, Display 显示变量值
Quit