嵌入式学习指南（二）

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常用嵌入式系统处理器和操作系统
        处理器
        常用嵌入式系统处理器主要包括ARM 处理器，Power PC 处理器，基于MIPS 内核的嵌入式处理器，软核处理器（如Altera 的Nios和Xilinx的MicroBlaze等）和DSP（数字信号处理器）等。
        ARM 处理器的主要特点是具有较高的性能功耗比。ARM处理器被广泛的应用在手机，PDA等领域，其中较为著名的有Intel 公司生产的基于ARM 内核的XScale系列处理器。由于所有公司生产的基于ARM内核的处理器具有相同的编程模型，在手持和电池供电的系统中，基于ARM的嵌入式系统处理器往往被首先选用。PowerPC（简称PPC）处理器具有较强的运算性能和数据吞吐能力，在网络和数据通信领域基于PPC的嵌入式系统处理器有着广泛的应用。其中Motorola公司生产的MPC860/MPC8260被大量地应用在嵌入式网络产品中。MIPS 处理器的特点表现在十分强大的处理能力上。作为高性能处理器，MIPS处理器适用于网络、企业及高级消费类电子应用，特别是在机顶盒系统中，MIPS处理器具有较高的市场占有率。随着可编程器件的规模不断扩大，使得人们能够根据需要定制处理器，并方便的将针对某种特殊应用定制的处理器方便的在可编程器件内部实现。除了处理器外，计算机系统还需要许多其他构成部分，比如在多通道媒体数据处理系统中，经常需要使用可编程器件来实现高速的数据处理功能，使用软核DSP来实现复杂的数字信号处理算法，同时还需要处理器进行事务处理，软核处理器将可编程器件，DSP同处理器结合在一起，为系统级设计提供了极大的灵活性。DSP（数字信号处理器）有别于通用处理器，集中表现在其强大的数字信号处理能力上。在DSP 内部提供了硬件乘累加器，处理器在设计上对于特殊的寻址方式做了优化，一些DSP 还支持零耗循环（Zero OverheadLoop）。为了方便嵌入式系统设计，主流DSP 一般也都提供了丰富的外设。特别值得一提的是ADI 公司的Blackfin 系列DSP 和TI 公司的DM64X系列DSP，两种处理器都提供了丰富的片上外设，非常适用嵌入式系统应用。      

操作系统
       Window CE.NET/5.0
       作为Microsoft的产品，Window CE.NE/5.0提供了功能完备的平台开发工具Platform  Builder和应用开发工具Embedded Visual C++/Visual Studio 2003。WindowsCE由于拥有广大使用者所熟悉的windows界面，系统提供了众多驱动程序，并且有完备的文档支持。对于应用开发而言，熟悉Windows系统开发的程序员很容易转到WindowsCE 应用程序的开发。Windows CE将会是一个非常有前途的嵌入式操作系统。
       VxWorks
       VxWorks是由Windriver（风河）公司出品的嵌入式实时操作系统，大名鼎鼎的火星登陆车就是使用了VxWorks。Windriver为VxWorks 提供了集成开发环境tornado。
       υC/OSII
       υC/OS是由Jean Labrosse设计编写的开放源代码的嵌入式实时操作系统，笔者最早接触的嵌入式操作系统就是它。阅读并深入理解υC/OS的源代码对于理解实时系统是大有裨益的。
       ARM Linux
       ARM linux是由Russell King和其他开发者开发移植的用于ARM 处理器的linux操作系统。 ARM Linux系统在GNU GPL下发布。

    υCLinux
       υClinux 是适用于没有MMU 的嵌入式处理的LinuxOS 版本。υ Clinux 同样在GNU GPL发布。

     嵌入式系统开发过程中的常见问题和解决方法
         Bootloader如何写入Flash ？
         初学者一般都会遇到如何将程序写入处理器的问题。对于不同的处理器，可以采用不同的方法。例如Intel的Xscale处理器可以使用Intel公司提供的JFlash工具烧写。对于具有JTAG调试工具软件的处理器，可以使用如下思路：编写一段程序，这段程序能将位于SDRAM/SRAM 固定地址中的数据写入Flash中。烧写时，首先，将这段软件下载到SDRAM 中，然后通过调试软件将要写入Flash的数据下载到SDRAM/SRAM的某个固定地址开始的缓冲区，然后通过调试器开始执行程序，将数据写入Flash。除此以外，网络上还提供了很多专用的写Flash的工具，开发者可以根据自己的需要选用。(现在明白了我在学的那个BF533为什么先下个flashProgramer.dxe先了)
       什么是arm-elf-gcc？
       arm-elf-gcc是一个交叉C语言编译器。我们在PC平台下编译程序，编译器运行的处理器同生成的代码将要运行的处理器相同。但是，在PC 
机上编译ARM程序时，编译器运行的处理器同生成的代码运行的处理器不同，这种编译器叫做交叉编译器。其中的elf是指编译器生成的目标文件格式。(其实我们平时用的单片机编译器如GCC—AVR等已是交叉编译器了，我到现在才弄清楚什么是交叉编译器)
      走了哪条编译路径？
      系统程序和驱动程序往往包含很多的编译选项，很多选项都是在编译时通过命令行定义的，如果想知道编译的是那一段程序可以使用如下的方法：
                  #ifdef PLAT_AAA
                  #error Code for Platform AAA

                  #else
                  #error Code NOT for Platform AAA

                  #endif

这样在编译的时候就知道，编译的是哪一条路经了。对于支持#pragma message( “I am here”)的编译器也可使用#pragma message预编译指令。
       我怎么知道那段代码在那个文件中？
       系统编程中经常需要使用在多个文件中搜索字符串，在windows平台下可以使用平台提供的多文件字符串搜索工具。在linux平台下，可以使用grep来搜索字符串。Grep的搜索功能十分强大，支持正则表达式搜索，熟练使用grep对于阅读系统和驱动程序代码是很有帮助的。
       系统是从那个文件开始运行的？
        对于Windows CE系统，一般从WINCE420\PLATFORM\YourPlatform\KERNEL\HAL目录的某个汇编文件中。对于Linux系统版本不同会存在一定差异，以arm处理器为例，一般会在linux2.4.x\arch\arm\kernel的head-armv.S中。
       程序执行到了那里？
       可以在程序中插入如下代码来实现
                  printf( “I am here %s, %d\n”,__FILE__, __LINE__);

代码将打出printf语句所在的文件名和行号。

       推荐书目
       Jean J.Labrosse MicroC/OS-II The Real-Time Kernel,Second Edition这本书是笔者接触嵌入式实时系统的入门书，在国内能够买到中文版。这本书较为清楚地讲述了实时系统的概念，各个组成部分的工作原理，特别是公开了实时系统内核的源代码，仔细研究定会受益匪浅。有个小的提示，对于初学者，这本书可以先不看第一章，直接从第二章看起。

     Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin,Greg Gagne Operating System Concepts笔者在教学过程中发现，无论是计算机还是电子工程专业都有很多学生对于操作系统的基本概念都没有搞清，很少有学生有完整的系统编程经验。Operating System Concepts这本书对操作系统的概念讲述只能用经典来形容。对于嵌入式系统有兴趣深入研究的同学，首先要把基础打好，这本书就成了必读之物了。
      Andrew S. Tanenbaum Computer Networks 提起Andrew S. Tanenbaum 学习计算机的同学一定都知道OPERATINGSYSTEMsesign and 
Implementation这本书，笔者对于Tanenbaum这样的教授由衷佩服。网络协议栈是嵌入式系统中的支柱性组成部分。愿意致力于网络深层技术研究的同学，这本书将为你们建立一个坚实的网络基础。
      Karim Yaghmour Building Embedded Linux Systems本书详尽的介绍了嵌入式linux系统的组成，基本概念和如何去建立各个部分。全书篇幅较小，可谓短小精悍。即可以作为嵌入式linux系统的入门读物，又是开发过程各个部分的指南。
      Advanced RISC Machines Ltd (ARM) ARM7 TDMI Data Sheet     Advanced RISC Machines Ltd (ARM) ARM920T Technical Reference Manual学习嵌入式系统不了解当前应用最广泛的嵌入式处理器怎么行？ ARM7 TDMI 的 data  sheet是学习ARM编程模型，指令集的好东西。在嵌入式系统中，MMU（内存管理单元）是很重要的部分，又是较难理解和掌握的部分。ARM920T Technical Reference Manual 正好可以帮你讲解这方面的内容。
      Perter Van Der LinDen Expert C Programming嵌入式系统级编程最常用的语言还是C 。很多同学都自认为自己的C语言学的很好，那好，就看看这本书吧，找找自己和Experts差距。

     嵌入式开发与桌面开发既有不同，又有非常大的联系，而且十分注重实际操作能力。搞桌面开发的人在一开始接触嵌入式的时候，通常转换不过来，这主要体现在定位上。如文中所说，你是谁，你要做什么？我对硬件的了解仅限于编程领域，PCB设计一窍不通，但并不能说你不懂硬件就不能从事嵌入式开发。一个系统的开发设计方方面面，在自己感兴趣和熟悉的领域做出自己的贡献才是最主要的。想系统学习嵌入式的朋友可联系郭老师QQ754634522
            1。硬件设计: 需要有硬件设计的经验，对各种嵌入式器件有很好的了解。
               2。系统移植：需要汇编经验，操作系统原理以及底层驱动的了解
               3。应用程序：需要桌面编程经验  

xiaoyan

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