第二章ADS1课件.ppt

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1、第二章第二章ADS1.2开发环境创建与简介开发环境创建与简介主要内容主要内容v2.1 ADS1.2开发环境创建开发环境创建v2.2 ADS集成开发环境的使用集成开发环境的使用v2.3 用用AXD进行代码仿真、调试进行代码仿真、调试v2.4 ARM C语言程序的基本规则和系统初始语言程序的基本规则和系统初始化程序化程序2.1.1 ADS1.2概述概述v上一章我们讲过，做为嵌入式控制器的单片机，由上一章我们讲过，做为嵌入式控制器的单片机，由于受其本身资源限制，其应用程序都不能在其本身于受其本身资源限制，其应用程序都不能在其本身上开发。开发其应用程序，还需要一台通用计算机，上开发。开发其应用程序，还

2、需要一台通用计算机，我们也称这台通用计算机为我们也称这台通用计算机为“宿主机宿主机”，在，在“宿主宿主机机”上要安装有集成开发环境。上要安装有集成开发环境。vADS是是ARM集成开发环境，它主要包括编译器、链集成开发环境，它主要包括编译器、链接器、调试器、接器、调试器、C和和C+库等，是库等，是ARM公司推出的公司推出的新一代新一代ARM集成开发工具。最新版本是集成开发工具。最新版本是ADS1.2，该版本支持包括该版本支持包括Windows和和Linux在内的多种操作在内的多种操作环境。环境。ADS1.2的组成如下：的组成如下：1. 编译器编译器vADS提供多种编译器，以支持提供多种编译器，以

3、支持ARM和和Thumb（在（在ARM体系中数据和指令采用体系中数据和指令采用16位字长）指令的编译，位字长）指令的编译，主要有：主要有：v armcc：是：是ARM C编译器。编译器。v tcc：是：是Thumb C编译器。编译器。v armcpp：是：是ARM C+编译器。编译器。v tcpp：是：是Thumb C+编译器。编译器。v arm asm：是：是ARM和和Thumb的汇编语言编译器。的汇编语言编译器。 2. 链接器链接器varmlink是是ARM链接器。该命令既可以链接器。该命令既可以将编译得到的一个或多个目标文件和相将编译得到的一个或多个目标文件和相关的一个或多个库文件进行链

4、接，生成关的一个或多个库文件进行链接，生成一个可执行文件，也可以将多个目标文一个可执行文件，也可以将多个目标文件链接成一个目标文件，以供进一步的件链接成一个目标文件，以供进一步的链接链接。 .符号调试器符号调试器varmsd是是ARM和和Thumb的符号调试器，能进的符号调试器，能进行源码级程序调试。用户可以在用行源码级程序调试。用户可以在用C或汇编或汇编语言写的代码中进行单步调试、设置断点、语言写的代码中进行单步调试、设置断点、查看变量值和内存单元的内容。查看变量值和内存单元的内容。4. fromELFv将将ELF格式的文件转换为各种格式的输出文格式的文件转换为各种格式的输出文件，包括件，包

5、括BIN（二进制）格式映像文件、（二进制）格式映像文件、Motorola32位位S格式映像文件、格式映像文件、Intel32位格位格式映像文件和式映像文件和Verilog十六进制文件。十六进制文件。FromELF命令也能够为输入映像文件产生文命令也能够为输入映像文件产生文本信息，例如代码和数据长度。本信息，例如代码和数据长度。5. armarvarmar是是ARM库函数生成器，它将一系列库函数生成器，它将一系列ELF格式的目标文件以库函数的形式集合在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一起。用户可以把一个库传递给一个链接器以代替几个以代替几个ELF文件。文件

6、。6. CodeWarriorvCodeWarrior集成开发环境（集成开发环境（IDE）为管理）为管理和开发项目提供了简单多样化的图形用户界和开发项目提供了简单多样化的图形用户界面，用户可以使用面，用户可以使用ADS的的CodeWarriorIDE为为ARM和和Thumb处理器开发用处理器开发用C、C+或者或者ARM汇编语言编写的程序代码。今后我们要汇编语言编写的程序代码。今后我们要经常使用经常使用CodeWarrior集成开发环境（集成开发环境（IDE）来开发我们的来开发我们的C语言程序。语言程序。7. 调试器调试器vADS中含有中含有3个调试器，即个调试器，即AXD、Armsd和和ADW

7、/ADU。v在在ARM体系中，可以选择多种调试方式，如体系中，可以选择多种调试方式，如Multi-ICE（Multi-processor In-Circuit Emulator）、）、ARMulator或或Angel。vMulti-ICE是一个独立的产品，是是一个独立的产品，是ARM公司自己的公司自己的JTAG在线在线仿真器，不是由仿真器，不是由ADS提供的。提供的。v ARMulator是一个是一个ARM指令集仿真器，集成在指令集仿真器，集成在ARM的调试的调试器器AXD中，提供对中，提供对ARM处理器的指令集的仿真，为处理器的指令集的仿真，为ARM和和Thumb提供精确的模拟。用户可以在硬

8、件尚未做好的情况提供精确的模拟。用户可以在硬件尚未做好的情况下开发程序代码，利用模拟器方式调试。下开发程序代码，利用模拟器方式调试。v Angel是是ARM公司常驻在目标机公司常驻在目标机Flash中的监控程序，只中的监控程序，只需通过需通过RS-232C串口与串口与PC主机相连，就可以对基于主机相连，就可以对基于ARM架架构处理器的目标机进行监控器方式的调试。构处理器的目标机进行监控器方式的调试。8. C和和C+库库vADS提供提供ANSI C库函数和库函数和C+库函数，库函数，支持被编译的支持被编译的C和和C+代码。用户可以代码。用户可以把把C库中的与目标相关的函数作为自己库中的与目标相关

9、的函数作为自己应用程序中的一部分，重新进行代码的应用程序中的一部分，重新进行代码的实现。这就为用户带来了极大的方便。实现。这就为用户带来了极大的方便。2.1.2 ADS1.2的安装的安装 vADS全称为全称为ARM Developer Suite，是，是ARM公司推出的新的一代公司推出的新的一代ARM集成开发工具。现集成开发工具。现在在ADS的最新版本是的最新版本是1.2，该版本支持包括，该版本支持包括Windows和和Linux在内的多种操作系统。在内的多种操作系统。v在在ADS1.2的安装盘中运行的安装盘中运行setup.exe，安装，安装ARM Developer Suite v1.2。

10、出现图。出现图2-1对对话框和图话框和图2-2对话框，同意产权协义，选省缺对话框，同意产权协义，选省缺安装路径安装路径(C:Program FilesARMvADS1.2)和典型安装模式和典型安装模式(Typiflcation)，按，按Next进入进入下一步，均按下一步，均按Next，开始安装，如图，开始安装，如图2-3示。示。v安装结束，安装许可文件（安装结束，安装许可文件（Install License），这一步可按安装向导进行，单），这一步可按安装向导进行，单击击“下一步下一步”按钮，会出现如图按钮，会出现如图2-4和图和图2-5所示的对话框。所示的对话框。v在图在图2-5对话框中的选浏

11、览（对话框中的选浏览（Browser）查许）查许可文件可文件,在在Program FilesARMADSV1_2license中选中选license.dat文件并打开，单击文件并打开，单击“下一步下一步”按按钮，如图钮，如图2-6，即可完成，即可完成ADS1.2的安装。的安装。v最后，程序还要注册，注册文件在最后，程序还要注册，注册文件在Program FilesARMADSV1_2文件夹中，单击注册文文件夹中，单击注册文件，即完成程序注册，如图件，即完成程序注册，如图2-7所示。所示。图2-6 选许可文件图2-7程序注册v安装成功并注册后，安装成功并注册后，CodeWarrior集成开发集成

12、开发环境（环境（IDE）就可以使用了。为了方便，我）就可以使用了。为了方便，我们在桌面上创建一个快捷键，在们在桌面上创建一个快捷键，在C:Program FileARMADSv1-2Bin文件夹中有一个快捷文件夹中有一个快捷键图标，如图键图标，如图2-8所示，将其发送到桌面。所示，将其发送到桌面。v图图2-8 IDE快捷键图标快捷键图标图2-8 IDE快捷键图标v打开计算机，双击打开计算机，双击IDE快捷键图标，就可进快捷键图标，就可进入入CodeWarrior集成开发环境，然后打开了集成开发环境，然后打开了一个例子项目一个例子项目bmw.mcp。如图。如图2-9所示。所示。图2-9 Code

13、Warrior集成开发环境2.2 ADS集成开发环境的使用集成开发环境的使用v和和MCS-51单片机的开发环境单片机的开发环境KeilC一样，一样，ADS对用户的程序进对用户的程序进行项目管理，一个行项目管理，一个ADS项目中可项目中可以包括汇编语言程序、以包括汇编语言程序、C/C+语语言程序、言程序、C语言头文件、库文件等语言头文件、库文件等等，这些文件还可以以文件夹的等，这些文件还可以以文件夹的形式加入项目，本节介绍形式加入项目，本节介绍ADS集集成开发环境的使用。成开发环境的使用。建立一个新工程建立一个新工程图2-10 建立一个新工程v运行运行ADS1.2集成开发环境（集成开发环境（Co

14、deWarrior for ARM Developer Suite），点击），点击File|New,在在New对话框中，选择对话框中，选择Project栏，栏，其中共有其中共有7项，项，ARM Executable Image是是ARM的通用模板。选中它即可生成的通用模板。选中它即可生成ARM的执的执行文件，如图行文件，如图2-10所示。所示。v在在Project name栏中输入项目的名称，以及栏中输入项目的名称，以及在在Location中输入其存放的位置，按确定保中输入其存放的位置，按确定保存项目。系统会在项目名称后面自动加上存项目。系统会在项目名称后面自动加上ADS项目后缀项目后缀.mc

15、p后保存。后保存。 2.2.2 开发环境设置开发环境设置v1. 在新建的工程中，选择在新建的工程中，选择Debug版本，如图版本，如图2-11，使用，使用Edit|Debug Settings菜单对菜单对Debug版本进行参数设置。版本进行参数设置。图2-11选择Debug版本2. 在图在图2-12中，点击中，点击Debug Setting 按钮，弹按钮，弹出出2-13图，选中图，选中Target Setting图2-12选Debug Setting图2-13选Target Setting在Post-linker栏中选中ARM fromELF项。按OK确定。 图2-14选要编译的CPU类型3.

16、 在如图2-14中，点击ARM Assembler ，在Architecture or Processer 栏中选ARM920T。这是项目选择的CPU类型。4在如图在如图2-15中，点击中，点击ARM C Compliler ，在，在Architecture or Processer栏中也选栏中也选ARM920T。这。这是是C语言要编译的语言要编译的CPU核。核。图2-15选要编译的CPU核。v5. 在如图在如图2-16中，点击中，点击ARM linker ，在，在outpur栏中设定程序的代码段地址，以及数栏中设定程序的代码段地址，以及数据使用的地址。图中的据使用的地址。图中的RO Base

17、栏中填写程栏中填写程序代码存放的起始地址，序代码存放的起始地址，RW Base栏中填写栏中填写程序数据存放的起始地址。程序数据存放的起始地址。RW Base地址要地址要是是SDRAM的地址。的地址。图2-16填写程序代码存放的起始地址在在options栏中，如图栏中，如图2-17，Image entry point要填要填写程序代码的入口地址写程序代码的入口地址 图2-17填写程序代码的入口地址在在Layout栏中，如图栏中，如图2-18，在，在Place at beginning of image框内，需要填写项目的入口程序的目标文件名框内，需要填写项目的入口程序的目标文件名图2-18填写项

18、目的入口6. 在如图在如图2-19中，这是设置要下载到中，这是设置要下载到flash中的二进中的二进制文件。制文件。图2-19设置输出文件名v7. 到此，在到此，在ADS1.2中的基本设置已经完成，中的基本设置已经完成，可以将该新建的空的项目文件作为模板保存可以将该新建的空的项目文件作为模板保存起来。首先，要将该项目工程文件改一个合起来。首先，要将该项目工程文件改一个合适的名字，如适的名字，如S3C2410 ARM.mcp等，然后，等，然后，在在ADS1.2软件安装的目录下新建一个合适的软件安装的目录下新建一个合适的模板目录名，如，模板目录名，如，S3C2410 ARM Executable

19、Image，再将刚刚设置完的，再将刚刚设置完的S3c2410 ARM.mcp项目文件存放到该目录项目文件存放到该目录下即可。这样，就能在图下即可。这样，就能在图2-19中看到该模板。中看到该模板。v8. 新建项目工程后，就可以执行菜单新建项目工程后，就可以执行菜单Project|Add Files把和工程有关的文件加入，把和工程有关的文件加入，ADS1.2不能自动进行文件分类，用户必须通不能自动进行文件分类，用户必须通过过Project|Create Group来创建文件夹，然来创建文件夹，然后把加入的文件选中，移入文件夹。或者鼠后把加入的文件选中，移入文件夹。或者鼠标放在文件填加区，右键点击

20、，如图标放在文件填加区，右键点击，如图2-20图2-20工程所有相关的文件加入项目v先选先选Add Files，加入文件，再选，加入文件，再选Create Group，创建文件夹，然后把文件移入文件，创建文件夹，然后把文件移入文件夹内。读者可根据自己习惯，更改夹内。读者可根据自己习惯，更改Edit|Preference窗口内文本编辑的颜色、字窗口内文本编辑的颜色、字体大小、形状、变量、函数的颜色等等设置。体大小、形状、变量、函数的颜色等等设置。如图如图2-21。v对不同的编辑内容选不同的颜色，可以达到对不同的编辑内容选不同的颜色，可以达到阅读和调试方便的效果。阅读和调试方便的效果。图2-21更

21、改文本编辑的颜色2.2.3 其他开发环境介绍其他开发环境介绍vIAR（瑞典爱亚软件技术咨询公司）（瑞典爱亚软件技术咨询公司） Embedded Workbench for ARM 是是IAR Systems 公司为公司为ARM 微处理器开发的一个微处理器开发的一个集成开发环境，下面简称集成开发环境，下面简称IAR EWARM。比。比较其他的较其他的ARM 开发环境，开发环境，IAR EWARM 具有具有入门容易、使用方便和代码紧凑等特点。入门容易、使用方便和代码紧凑等特点。2.3 用用AXD进行代码仿真、调试进行代码仿真、调试v项目建立并加入相应文件后，项目建立并加入相应文件后，“目标机目标机

22、”和和“宿主机宿主机”通过叫通过叫JTAG的仿真器进行连接，的仿真器进行连接，然后用然后用AXD进行代码仿真、调试。本节介绍进行代码仿真、调试。本节介绍用用AXD进行代码仿真、调试的方法和步骤。进行代码仿真、调试的方法和步骤。2.3.1 AXD简介简介v项目建立并加入相应文件后，以项目为单位项目建立并加入相应文件后，以项目为单位进行编译。在进行编译。在Code Warrior IDE开发环境中开发环境中双击双击Make, 如图如图2-22所示所示 图2-22 Make界面v在同一界面双击在同一界面双击Debug键，如图键，如图2-23所示进所示进入入AXD，AXD界面如图界面如图2-24所示。

23、所示。图2-23 进入AXD图2-24 AXD界面v1. 在在AXD中打开调试文件中打开调试文件 选择选择File Load image命令，打开命令，打开Load image对话框，找到要装入的对话框，找到要装入的.axf映像文件，映像文件，单击单击“打开打开”按钮，就可以把映像文件装按钮，就可以把映像文件装载到目标内存中，如图载到目标内存中，如图2-25所示。所示。v2查看存储器、寄存器、变量内容查看存储器、寄存器、变量内容 选择选择AXD的的Processor Views Memory命命令或按令或按Ctrl +M键后，查看或修改存储器中的键后，查看或修改存储器中的值，如图值，如图2-2

24、6所示。所示。 图2-26 查看或修改存储器中的值v3. 查看或修改存储器地址在查看或修改存储器地址在 Memory Start address文本框图上，用户可文本框图上，用户可以根据要查看或修改的存储器地址输入起始以根据要查看或修改的存储器地址输入起始地址，在下面的表格中会列出连续的地址，在下面的表格中会列出连续的64个地个地址。因为址。因为I/O模式控制寄存器和模式控制寄存器和I/O数据控制数据控制寄存器都是寄存器都是32位的控制寄存器，所以从位的控制寄存器，所以从0 x00000000开始的连续开始的连续4个地址空间存放的个地址空间存放的是是I/O模式控制寄存器的值，从图中可以读出模式

25、控制寄存器的值，从图中可以读出该控制寄存器的值，数据控制寄存器的内容，该控制寄存器的值，数据控制寄存器的内容，注意因为用的是小端模式，所以读数据时注注意因为用的是小端模式，所以读数据时注意高地址中存放的高字节，低地址存放的是意高地址中存放的高字节，低地址存放的是低字节。低字节。 v4. 断点设置、查看断点设置、查看 在程序调试时经常设置断点，即在程序的某在程序调试时经常设置断点，即在程序的某处设置断点，当程序执行到断点处即可停处设置断点，当程序执行到断点处即可停 下，这时开发人员可通过前面的方法查看寄下，这时开发人员可通过前面的方法查看寄存器、存储器或变量的值，以判定程序是否存器、存储器或变量

26、的值，以判定程序是否正常。设置断点的方法是将光标移到需设置正常。设置断点的方法是将光标移到需设置断点处，使用快捷键断点处，使用快捷键F9在此处设置断点。在此处设置断点。2.3.2 JTAG概述概述v在使用在使用AXD对项目进行调试时，整个软件调对项目进行调试时，整个软件调试工作都是在试工作都是在“宿主机宿主机”上进行的，但程序上进行的，但程序的运行是在的运行是在“目标目标”机上实现的。机上实现的。“宿主机宿主机”和和“目标目标”之间通过计算机并口使用一种叫之间通过计算机并口使用一种叫JTAG的仿真器相连接，实现信息的上传和下的仿真器相连接，实现信息的上传和下载。载。2.3.3 Nor和和Nan

27、d Flash的区别和使用的区别和使用v程序调试结束，要将其可执行文件烧写（或程序调试结束，要将其可执行文件烧写（或称固化）到目标机中某种称固化）到目标机中某种Flash中运行。中运行。Flash也叫非易失快闪存储器。也叫非易失快闪存储器。vNor和和Nand是现在市场上两种主要的非易失是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。闪存技术。Intel公司于公司于1988年首先开发出年首先开发出Nor Flash技术。技术。 v 1. 性能比较性能比较v 2. 容量和成本容量和成本v 3. 接口差别接口差别2.3.4 烧写烧写Flashv上节讲到，程序调试结束，要将其可执行文上节讲到，程序调试结束，要

28、将其可执行文件烧写（或称固化）到目标机中件烧写（或称固化）到目标机中Flash运行，运行，这个过程要通过一个转门的下载软件来进行，这个过程要通过一个转门的下载软件来进行，该软件有多款，它们的安装和使用请参考具该软件有多款，它们的安装和使用请参考具体设备。体设备。2.3.5 程序的运行程序的运行v 程序固化到程序固化到FLASH中后，运行前往往将其复中后，运行前往往将其复制到制到SDRAM中去，这样可以提高运行速度，中去，这样可以提高运行速度，作者在工作中，编写了一段将程序从作者在工作中，编写了一段将程序从FLASH中复制到中复制到SDRAM中去的中去的C语言模块，实践证语言模块，实践证据可用，

29、可供参考，其中据可用，可供参考，其中ARM9init(void)程程序略。序略。 v主程序主程序v/-v#include def.hv#include 2410addr.hv#include 2410lib.hv#define ARM_ADDR 0X30000000； / 定义定义SDRAM地址地址vvoid (*run)(void )； /定义函数指针定义函数指针vvoid ARM9init(void)； /系统初始化程序系统初始化程序vvoid CopyFromFlashToRAM(U32 * FlashAddr,U32 *ArmAddr,U32 ul)；vvoid copy(void)；

30、vvoid main(void)v v run=(void(*)(void) ARM_ADDR；v ARM9init()；vcopy()；v run()；vv/-v/ 复制程序复制程序v/-vCopyFromFlashToRAM(U32 * pulFlashAddr,U32 *pulArmAddr,U32 ul)vvU32 *pulSource=pulFlashAddr；vU32 *pulDest=pulArmAddr；vU32 i；vul/=4；vfor(i=0；iul；i+)vv*pulDest+=*pulSource+；vvv/-v/ 调复制程序调复制程序v/-vcopy(void)vv

31、U32*p1；vU32*p2；vP1=(U32 * )0 x00200000；vP2=(U32 * )0 x30000000；vCopyFromFlashToRAM(p1,p2,0 x20000)；v2.4 ARM C语言程序的基本规则和系统初始化语言程序的基本规则和系统初始化程序程序v我们使用我们使用C语言来开发嵌入式项目，语言来开发嵌入式项目，ARM C语言程序的基本规则和普通语言程序的基本规则和普通C语言程序有一语言程序有一定区别，本节介绍定区别，本节介绍ARM C语言程序的基本规语言程序的基本规则同时，还讲解了系统初始化程序的编写。则同时，还讲解了系统初始化程序的编写。v系统初始化程序

32、的编写和项目调试的仿真器系统初始化程序的编写和项目调试的仿真器设置是初学者遇到的比较困难问题，本节介设置是初学者遇到的比较困难问题，本节介绍初学者如何绕过这些困难，顺利完成开发绍初学者如何绕过这些困难，顺利完成开发工作。工作。2.4.1 ARM使用使用C语言编程基本规则语言编程基本规则v在应用系统的程序设计中，若所有的编程任在应用系统的程序设计中，若所有的编程任务均由汇编语言来完成，其工作量巨大，并务均由汇编语言来完成，其工作量巨大，并且不易移植。由于且不易移植。由于ARM的程序执行速度较高，的程序执行速度较高，存储器的存储速度和存储量也很高，因此，存储器的存储速度和存储量也很高，因此，C语言

33、的特点得以充分发挥，使得应用程序语言的特点得以充分发挥，使得应用程序的开发时间大为缩短，代码的移植十分方便，的开发时间大为缩短，代码的移植十分方便，程序的重复使用率提高，程序架构清晰易懂，程序的重复使用率提高，程序架构清晰易懂，管理较为容易等等。因此，管理较为容易等等。因此，C语言的在语言的在ARM编程中具有重要地位。编程中具有重要地位。 汇编语言的子程序应满足下面汇编语言的子程序应满足下面3个条件：个条件：v .在子程序编写时，必须遵守相应的在子程序编写时，必须遵守相应的ATPCS规规v. 堆栈的使用要遵守相应的堆栈的使用要遵守相应的ATPCS规则；规则；v. 在汇编编译器中使用在汇编编译器

34、中使用atpcs选项。选项。 基本的基本的ATPCS规定，详情请见相关规定，详情请见相关PDF文档，文档，简单说明就是：简单说明就是：v 1. 汇编程序调用汇编程序调用C程序程序v 2. C程序调用汇编程序程序调用汇编程序2.4.2 初始化程序和开发环境设置初始化程序和开发环境设置系统的基本初始化内容一般包括：系统的基本初始化内容一般包括：v. 分配中断向量表分配中断向量表v. 初始化存储器系统初始化存储器系统 v. 初始化各工作模式的堆栈初始化各工作模式的堆栈v. 初始化有特殊要求的硬件模块初始化有特殊要求的硬件模块v. 初始化用户程序的执行环境初始化用户程序的执行环境v. 切换处理器的工作模式切换处理器的工作模式