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1、嵌入式系统设计 基于ARM9微处理器S3C2410A第9章 集成开发环境ADS介绍及ARM汇编语言程序设计南阳师范学院张帅,9.1 裸机开发环境,何谓“裸机”? 裸机是指无操作系统下的ARM系统开发 其特点是所有硬件资源均开放 可以把它理解为一个高级单片机的开发 裸机开发的作用 更能深入地从底层去理解ARM CPU的操作过程及系统设计 为日后自行设计系统打下基础 为bootloader的编写打好基础,开发环境的作用,9.2 ADS IDE(集成开发环境),ARM应用软件的开发工具根据功能的不同,可以分为编辑软件、编译软件、汇编软件、链接软件、调试软件、嵌入式实时操作系统、函数库、评估板,JTA
2、G仿真器以及在线仿真器等。 目前有多家公司可以提供以上不同类型的开发工具,用户采用ARM处理器进行嵌入式系统开发时,选择合适的开发工具可以加快开发进度,节省开发成本。,9.2.1 ADS工具包的组成,ADS是ARM公司推出的集成开发工具包,是专门用于ARM相关应用开发和调试的综合性软件。目前常用的版本是1.2,在功能和易用性上比早期的SDT都有提高,是一款功能强大又易于使用的开发工具。 ARM ADS包含有编译器、链接器、CodeWarrior IDE、调试器、指令集模拟器、ARM开发包和应用库等部分,可以用ADS来开发、编译、调试采用包括C、C+和ARM汇编语言编写的程序。,9.2.2 AD
3、S开发工具集,1.命令行开发工具 ANSI C 编译器 - armcc and tcc ISO / Embedded C+ 编译器 - armcpp and tcpp ARM / Thumb 汇编器 arms Linker - armlink,2.图形开发工具: Windows 集成开发环境 CodeWarrior Debugger AXD (ARM eXtended Debugger) armsd ARM(符号调试器)可向前兼容 3.库文件: C and C+ 库 4.辅助工具/支持软件: 格式转换器 - fromelf 指令级仿真 ARMulator 库管理器 armar,fromELF:
4、 ARM映像文件转换工具 该命令将ELF格式的文件作为输入文件,将该格式转换为各种输出格式的文件,包括plain binary(BIN格式映像文件), Motorola 32-bit S-record format(Motorola 32位S格式映像文件), Intel Hex 32 format(Intel 32位格式映像文件),和 Verilog-like hex format(Verilog 16进制文件) Armar: ARM库函数生成器将一系列ELF格式的目标文件以库函数的形式集合在一起,用户可以把一个库传递给一个链接器以代替几个ELF文件。 Flash downloader: 用于
5、把二进制映像文件下载到ARM开发板上的Flash存储器的工具 ARMulator: ARM指令集仿真器,集成在ARM的调试器AXD中,它提供对ARM处理器的指令集的仿真,为ARM和Thumb提供精确的模拟,用户可以在硬件尚未做好的情况下,开发程序代码。,工具调用及流程,9.2.3 集成开发环境CodeWarrior使用,CodeWarrior集成开发环境为管理和开发项目提供了简单、多样化的图形用户界面。 用户可以使用ADS的CodeWarrior IDE为ARM处理器开发用C,C+,或ARM汇编语言的程序代码 。 全面的项目管理功能。 可以在CodeWarrior IDE为ARM配置以上所介绍
6、的各种命令工具,实现对工程代码的编译,汇编和链接。,C/C+Browser,C/C+Sensitive Editor,ProjectManager,建立工程,ARM Executable Image:用于由ARM指令的代码生成一个 ELF格式的可执行映像文件。 ARM Object Library:用于由ARM指令的代码生成一个 armar 格式的目标文件库。 Empty Project:用于创建一个不包含任何库或源文件的工程。 Makefile Importer Wizard: 用于将 Visual C 的 nmake 或 GNU make 文件转入到CodeWarrior IDE 工程文件
7、。 Thumb ARM Interworking Image:用于由 ARM指令和 Thumb 指令的混和代码生成一个可执行的ELF格式的映像文件。 Thumb Executable image:用于由 Thumb指令创建一个可执行的ELF格式的映像文件。 Thumb Object Library:用于由Thumb指令的代码生成一个 armar 格式的目标文件库。,新建文件,添加文件到工程,生成目标设置,每个工程项目都有下面3种生成目标: Debug:包含所有调试信息 DebugRel:包含部分调试信息 Release:不包含调试信息 注:若项目编译只是为了调试使用,则选择Debug或者Deb
8、ugRel;若要生成最后可以运行的文件,则最好选择Release。,编译链接,进入编译链接设置:,设置窗口:,目标设置:,在Targets Settings选项组中,Post-Linker用于选择链接器输出文件的处理方式。用户可以选择的值如下: None:不进行连接的处理。 ARM fromELF:使用ARM工具fromELF处理链接器输出的ELF格式文件,它可以将ELF格式的文件转换为各种二进制文件格式。 Batch File Runner:在连接完成后运行一个DOS格式的批处理文件。 若用户在编译完成后只是用AXD来调试程序,建议选择None;若要生成最后的编程文件,建议选择ARM fro
9、mELF,该选项与Linker面板中的ARM fromELF选项结合来产生最终的编程文件。,CPU设置:,Linker设置:,在 Output format 下拉框中,为用户提供了多种可以转换的目标格式,这里选择 Plain binary,这是一个二进制格式的可执行文件,可以被烧写在目标板的 Flash中。 在 Output file name 文本域输入期望生成的输出文件存放的路径,或通过点击 Choose.按钮从文件对话框中选择输出文件路径。如果在这个文本域不输入路径名,则生成的二进制文件存放在工程所在的目录下。,在标签页 Output 中,Linktype 中提供了 3 种链接方式: P
10、artia :表示链接器只进行部分链接,经过部分链接生成的目标文件,可以作为以后进一步链接时的输入文件。 Simple :默认的链接方式,也是使用最为频繁的链接方式,它链接生成简单的 ELF 格式的目标文件,使用的是链接器选项中指定的地址映射方式。 Scattered :使得链接器要根据 scatter 格式文件中指定的地址映射,生成复杂的 ELF 格式的映像文件。一般情况下这个选项使用不太多。,在选中 Simple 方式后,就会出现 Simple image。 R0 Base:这个文本框设置包含有 R0 段的加载域和运行域为同一个地址,默认是 0 x8000。这里用户要根据硬件的实际 SDR
11、AM 的地址空间来修改这个地址,保证在这里填写的地址是程序运行时 SDRAM 地址空间所能覆盖的地址。 RW Base:这个文本框设置包含 RW 和 ZI 输出段的运行域地址。如果选中 split 选项,链接器生成的映像文件将包含 2 个加载域和 2 个运行域,此时,在 RW Base 中所输入的地址为包含 RW 和 ZI 输出段的域设置了加载域和运行域地址。,在 Options 选项中,需要注意的是 Image entry point 文本框。它指定映像文件的初始入口点地址值,当映像文件被加载程序加载时,加载程序会跳转到该地址处执行。如果需要,用户可以在这个文本框中输入下面格式的入口点。 入
12、口点地址:这是一个数值,例如-entry 0 x0。 符号:该选项指定映像文件的入口点为该符号所代表的地址处。比如:-entry int_handler。 在此处指定的入口点用于设置 ELF 映像文件的入口地址。 需要注意的是,这 里不可以用符号 main 作为入口点地址符号,否则将会出现“Image dose not have an entry point(Not specified or not set due to multiple choice)”的出错信息。,Layout选项在连接方式为Simple时有效,用来安排一些输入段在映像文件中的位置。在上图中,Place at Beginn
13、ing of Image选项用于指定某个输入段放置在它所在的运行时域的开头。,编译链接:,文件输出,9.2.4 AXD调试工具的使用,在软件开发的最初阶段,可能还没有具体的硬件设备。如果要测试所开发的软件是否达到了预期的效果,这可以由软件仿真来完成。 当然,也可以搭建一个PCB板,这个板上可以包含一个或多个处理器,在这个板上可以运行和调试应用软件。 只有当通过硬件或者是软件仿真所得到的结果达到了预期的效果,才算是完成了应用程序的编写工作。,调试器能够发送以下指令: 装载映像文件到目标内存; 启动或停止程序的执行; 显示内存,寄存器或变量的值; 允许用户改变存储的变量值。,进入AXD调试工具,在
14、菜单File中选择“Load image”选项,打开 Load Image对话框,找到要装载的.axf映像文件,点击“打开”按钮,就把映像文件装载到目标内存中了。,Docking windows,Docking toolbars,Registers,Source/ Disassembly,Memory,选择调试目标: 点击ADX窗口菜单【Options】选择【Configure Target】,即弹出Choose Target 窗口,在没有添加其它仿真驱动程序前,Target 项中只有两项,分别为ADP(JTAG 硬件仿真)和ARMUL(软件仿真)。,调试工具条,从左到右依次为: 全速运行(G
15、o) 停止运行(Stop) 单步运行(Step In),与Step 命令不同之处在于对函数调用语句,Step In 命令将进入该函数。 单步运行(Step),每次执行一条语句,这时函数调用将被作为一条语句执行。 单步运行(Step Out),执行完当前被调用的函数,停止在函数调用的下一条语句。 运行到光标(Run To Cursor),运行程序直到当前光标所在行时停止。 设置断点(Toggle BreakPoint),调试观察窗口工具条,从左到右依次为: 打开寄存器窗口(Processor Registers) 打开观察窗口(Processor Watch) 打开变量观察窗口(Context
16、Variable) 打开堆栈观察窗口(Back Trace) 打开存储器观察窗口(Memory) 打开反汇编窗口(Disassembly),处理器状态观察:,包括: 寄存器 变量 存储器,存储器窗口:,包括: 显示格式 修改操作,单步执行、断点:,添加变量进行观察:,9.2.5 Wiggler JTAG 仿真器的安装与应用,简介 H-JTAG调试代理 使用Wiggler JTAG 仿真器,简介,MagicARM2410 实验箱配套的Wiggler JTAG 仿真器,支持ADS1.2 集成开发环境,支持单步、全速及断点等调试功能。仿真器采用ARM 公司提出的标准20 脚JTAG 仿真调试接口,与计算机连接采用标准25 针并口(即打印机口)。,要使用Wiggler JTAG 仿真器来调试ARM 处理器,除了ADS1.2 集成开发环境外,还需要安装一个ARM 调试代理软件; 推荐使用H-JTAG 软件,H-JTAG 软件的特点如下: 支持ARM7/ARM9,支持自动检测和手动指定内核; 使用RDI 接口,支持SD