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嵌入式入门基础

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An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 华恒ARM9教学研讨 专题(二) 嵌入式入门基础 22:04:08 1 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 嵌入式系统入门基础 1.硬件知识点; 2.软件知识点; 3.经验秉承; 4.观念转变; 5.EDU系统架构; 22:04:08 2 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 硬件基础 1.电子元器件识别; 2.常规仪器仪表识别; 3.嵌入式系统常见接口; 4.典型嵌入式系统硬件架构; 5.MCU集成资源简介; 22:04:08 3 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 电子元器件识别 1.电阻,电容,电感; 2.二极管,三极管; 3.晶振,电源; 4.MCU; 5.FLASH,SDRAM; 22:04:08 4 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 电阻,电容,电感 ¾1.分立电阻,滑动变阻,贴片电阻; 22:04:08 5 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 电阻,电容,电感 ¾2.电解电容,疸电容,陶瓷电容; 22:04:08 6 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 电阻,电容,电感 ¾3.电感,慈珠; 22:04:08 7 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 二极管,三极管 ¾1.D,二极管; 22:04:08 8 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 二极管,三极管 ¾2.T,三极管; 22:04:08 9 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 晶振,电源 ¾1.有源,无源晶振; 22:04:08 10 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 晶振,电源 ¾2.插装,贴片稳压电源; 22:04:08 11 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China Micro Control Unit ¾常见的嵌入式MCU; 22:04:08 12 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China FLASH,SDRAM ¾1.常见flash,nor,nand; 22:04:08 13 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China FLASH,SDRAM ¾2.常见sdram,samsung; 22:04:08 14 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 常规仪器仪表识别 1.万用表; 2.示波器; 3.逻辑分析仪; 4.焊接机; 5.风枪; 6.电烙铁; 22:04:08 15 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 万用表 ¾数字万用表,电压,电流,电阻,电容; 22:04:08 16 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 示波器 ¾数字示波器;高中低频;锁存; 22:04:08 17 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 逻辑分析仪 ¾数字逻辑分析仪,可以软件虚拟(仿真器); 22:04:08 18 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 焊接机 ¾焊接机,超声波,激光脉冲; 22:04:08 19 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 风枪 ¾热风枪,充分延长了器件及pcb的寿命; 22:04:08 20 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 电烙铁 ¾ 温度可调的电烙铁; 22:04:08 21 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 嵌入式系统常见接口 ¾.多数接口吻合与x86架构的pc接口规范; 1.串口,网口,USB,LCD,IDE/SATA; 2.Advanced Micro controller Bus Architecture (AMBA); AMB,APB,ASB; ™JTAG/BDM ,特权接口; …… 22:04:08 22 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China JTAG vs ICE JTAG (Joint Test Action Group) :两种模式 1. 使用芯片最外围的一条扫描链,即边界扫描方式:串行 方式,扫描链Scan chain非常长,速度很慢;但可不必 了解ARM内核;但不同芯片的扫描链定义不同。 2. 直接控制内部ICE方式:直接控制ARM AB/DB/IO等,速 度快;但不同的ARM内核有差异,不统一;需要了解ARM 内核。 22:04:08 23 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China JTAG 【目标板】 运行 Linux 的 PC【宿主机】 JTAG工具软件 检测软件(bootloader的雏形) A) 初始化CPU 下载 A) 初始化CPU(关闭看门狗、中断、FLASH B) 初始化SDRAM cache等) C) 初始化FLASH片选 B) 初始化SDRAM D) 一个简单的SHELL C) 初始化FLASH片选 D) 初始化串口输出 PC端软件 E) 一个简单的SHELL 板载软件 22:04:08 24 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 最新的嵌入式系统硬件架构 1.ARMV7 A R M 22:04:08 25 ¾ S3C2410 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China MCU集成资源 1.模块资源; Mmu UARTs (IrDA1.0, 64-Byte Tx FIFO, and 64-Byte Rx FIFO) DMA controllers External memory controller LCD controller USB Host controller IIS Audio CODEC interface AC’97 CODEC interface IIC bus interface (multi-master support) SD Host interface Watch Dog Timer 10-bit ADC and Touch screen interface On-chip clock generator with PLL 2.总线资源; I2S,I2C,SPI,USB,DMA,RS232; 22:04:08 26 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 软件基础 1.标准嵌入式系统软件组件识别; 2.嵌入式系统软件工具识别; 3.宿主环境; 4.嵌入式系统软件资源; 5.Kernel集成资源; 22:04:08 27 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 标准系统软件组件 1.BOOTLOADER; 2.KERNEL; 3.FS; 4.USR,APP 22:04:08 28 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 嵌入式系统软件工具 1.vi; 2.Makefile; 3.Cross tools 22:04:08 29 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China VI编辑器 ¾.指令模式,输入模式与中间模式;模式切换ESC; 命令模式: Vi file(target); 命令提示符:“:”; w,q,wq,x; ™Ndd,nyp; 输入模式: 在中间模式下,以inster指令进入编辑状态; 使用方式与notepad类似; 22:04:08 30 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China Makefile工具 ¾嵌入式系统中的编译控制技术; 1. 开源社区中一般用 AutoConfig + GNU make 来控制程序( 软件)的编译。 其中 A.C. 主要用于测试编译环境、依赖条件(头文件)等 是否满足, 最终生成 Makefile 用于实际控制编译过程。 2. 以 Pure-ftpd 为例对 Makefile 做适当修改以移植应用于 cf5249(no mmu), arm9200(with mmu) 等各种嵌入式平台 。 22:04:08 31 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China Makefile工具 Makefile 文件主要结构: a. 宏定义(‘变量’),如: CC := m68k-elf-gcc LDLAGS += --static EXE = foo b. 依赖规则──“目标 : 依赖”(格式) 动作 ──开始的 Shell script 文件的第一个规则是默认规则──一般为虚规则`all', (即Shell 下敲 make 时首先检查进入第一个规则)。 22:04:08 32 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China Makefile工具 3. 修改编译参数: Armlinux, PPClinux 等一般使用交叉编译器自带的(默认 )头文件和 库文件(静态、动态)──默认为动态连接; uClinuc 则一般用发行包中捆绑的库(uClibc, uC-libc) ,故需要给 交叉编译器指定-I -L 参数以正确找到所需的库文件── 默认为静态连接。 注意:虽然各种嵌入式 Linux 的交叉编译环境都来源 GCC,但是 并所有的编译参数都通用。(-MD -MF) 22:04:08 33 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China Makefile工具 4. 修改 Makefile,提高效率(自动化): a. 为每一个目标文件指定编译动作; b. 修改隐式规则: %.o : %.c $(CC) $(CFLAGS) -c $< c. 应用模式规则: pattern-%.o : %.c $(CC) $(CFLAGS) -c $< $(EXE) : $(OBJS) $(CC) $(LDFLAGS) -o $@ $< 22:04:08 34 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 目标代码 9 编译、链接的理解: 开放源代码系统下的软件使用和开发模式都是下载源代码 编译安装。必须掌握C代码编译两个基本参数: gcc –c –I. –o hello1.o hello1.c gcc –L. –o hello hello1.o hello2.o -lcrypt /opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-gcc -I. -I/opt/host/armv4l/armv4l-unknown-linux/include hello1.c -c -o hello1.o /opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-gcc - L/opt/host/armv4l/armv4l-unknown-linux/lib/ hello2.o -lcrypt -o hello hello1.o 22:04:08 35 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China Makefile批处理! make PPPDOBJS = main.o magic.o fsm.o lcp.o ipcp.o upap.o chap.o md5.o ccp.o \ auth.o options.o demand.o utils.o sys-linux.o ipxcp.o multilink.o \ tdb.o tty.o LIBS += -lcrypt all: pppd pppd: $(PPPDOBJS) $(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o pppd $(PPPDOBJS) $(LIBS) clean: rm -f $(PPPDOBJS) pppd *~ 22:04:08 36 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 细看Makefile和完整的编译过程 make zImage >log /opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-ld -p -X -T arch/arm/vmlinux.lds arch/arm/kernel/head-armv.o arch/arm/kernel/init_task.o init/main.o init/version.o \ --start-group \ arch/arm/kernel/kernel.o arch/arm/mm/mm.o arch/arm/mach-s3c2410/s3c2410.o kernel/kernel.o mm/mm.o fs/fs.o ipc/ipc.o \ drivers/serial/serial.o drivers/char/char.o drivers/block/block.o drivers/misc/misc.o drivers/net/net.o drivers/media/media.o drivers/scsi/scsidrv.o drivers/video/video.o drivers/usb/usbdrv.o \ net/network.o \ arch/arm/nwfpe/math-emu.o arch/arm/lib/lib.a /HHARM2410-R3/kernel/lib/lib.a \ --end-group \ -o vmlinux 22:04:08 37 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 交叉编译工具链 ¾不同架构的MCU对应的工具链也不同; ARM架构的工具链如下: 22:04:08 38 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 宿主环境 1.X86 PC(普通计算机载体); 2.redhat linux9.0; 3.Service:NFS/TFTP/MOUNT/ ……; 22:04:08 39 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 嵌入式软件资源 1.ppcboot, armboot,u-boot; 2.KERNEL; 3.FILESYSTEAM; 22:04:08 40 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China BOOTLOADER资源 1) ppcboot, armboot,u-boot; http://armboot.sourceforge.net/ http://ppcboot.sourceforge.net/ http://sourceforge.net/projects/u-boot 2) lilo,grub,redboot 3) rolo,loadlin,etherboot,linuxbios,bootldr,blob ,sh-boot,pmon,…… 22:04:08 41 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 内核资源 2.KERNEL; 主站: ARM POWERPC MIPS M68K BLACKFIN http://www.kernel.org/ http://www.arm.linux.org.uk/developer/ http://www.penguinppc.org/ http://www.linuxmips.org/wiki/Main_Page http://www.linux-m68k.org/ http://www.blackfin.org/ 22:04:08 42 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 文件系统资源 1.ram disk; 2.jffs2; 3.cramfs http://sourceforge.net/projects/cramfs 4.yaffs; nand 5.ext,ntfs,fat,…… 22:04:08 43 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 系统Kernel集成模块 ¾主要操作接口,driver,ARCH; 22:04:08 44 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 经验秉承 1.Windows开发人员; 2.单片机开发人员; 3.Unix开发人员; 22:04:08 45 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China Windows开发经验 1.开发模式的变化 2.只是整个系统复杂了,但绝大部分是不需要我们干预和修 改的,就用户的角度而言,所需处理的工作量不变,只是形 式变化了。不过用户被赋予了更多的潜在的权利,你可以利 用也可以置之不理。 3.C编码技术的继承性: 因为 C库的兼容性和类似性。LINUX 下开发类似于DOS下TC的编程。WINDOWS下程序员可充分利用C 代码编程的积累,加深对C库的了解,但需要更多的了解一些 硬件的常识。 ? 22:04:08 46 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 单片机开发经验 1.熟悉的开发模式:使用宿主机-目标机的方式,使用仿真器 进行调试。这种调试方式移植沿用到16位以及32位嵌入式处理 器。 2.单片机设计中对外设接口的设计可持续沿用下来,对CPU板 卡的调试方式方法保持不变。 3.需要更新的是对32bit MCU的高集成度的理解、硬件需要外 扩FLASH和SDRAM;对汇编依赖程序的降低和软件体系的变化。 22:04:08 47 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China Unix开发经验 1.统一操作界面; 2.熟悉的指令格式; 3.相同的命令解释器; 4.资源共享最大化; 22:04:08 48 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 观念转变 1.开发模式; 2.调试模式; 3.学习方式方法; 22:04:08 49 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 开发模式 ? 【目标板】 运行 Linux 的 PC【宿主机】 22:04:08 50 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China ¾ 终端的概念 串口终端与网络终端 嵌入式OS都做了stdin/stdout的重定向 一般定向到一台pc机的某类终端上;例如超级终端; 这样就模拟了嵌入式系统的标准输入和输出; 22:04:08 51 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 调试模式 交换机 网 线 网线 【宿主机】 串口线 运行Redhat Linux的PC机 假设IP为:192.168.2.25 交叉编译 HHARM开发板 假设IP为:192.168.2.120 【目标板】 22:04:08 52 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 学习方式方法 1.习惯并热爱阅读全英文的CPU manual,永远不要寄希望于中 文资料。 2.开源模式下的有效的学习方法:搜索和模仿 开 源 模 式 下 , 要 熟 悉 文 件 和 目 录 结 构 : LINUX 内 核 和 bootloader 充分利用网络资源 google/maillist http://www.hhcn.com/chinese/hharmfaq.html http://www.hhcn.com/chinese/embedlinux-res.html 找个切实的可动手的工作来做切入点,一定要动手实践,让实践来指导 理论 22:04:08 53 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China EDU系统架构 ¾ 软件系统构成 bootloader(一次固化)+内核(多次更新)+根文件系统 (多次更新) 22:04:08 54 0x0 0x40000 0x140000 0x540000 0x800000 FLASH Ppcboot … Kernel … Ramdisk … Cramfs … Jffs2 … An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China EDU系统架构 SDRAM Kernel … Ramdisk 0x30000000 0x30800000 0x30008000 … 0xFFFFFF 0x33FFFFFF 22:04:08 55 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China EDU系统架构 RAMDISK: mount –o loop ramdisk.image mydir umount mydir gzip ramdisk.image JFFS2: mkfs.jffs2 -d jffs2_dir/ -o jffs2.img CRAMFS: mkcramfs cramfs_dir cramfs.img ROMFS: genromfs -v -V "ROMdisk" –f romfs.img –d romfs_dir 22:04:08 56 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China EDU系统架构 22:04:08 57 An Embedded Linux Tech.Provider in Mainland China 联系我们 谢谢! Q&A 技术支持信箱: hharm-support@hhcn.com 售前咨询信箱: market@hhcn.com 高校论坛: http://bbs.hhcn.com/ 技术支持热线: 0551- 5333155/5333156/5333157 22:04:08 58

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