嵌入式系統(tǒng)ARM實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)名稱： 實(shí)驗(yàn)一 基于ADS開發(fā)環(huán)境的設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)二 嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境的建立 實(shí)驗(yàn)三 嵌入式Linux環(huán)境下的程序設(shè)計(jì) 課程名稱 嵌入式系統(tǒng)B 班級(jí)學(xué)號(hào) B13010711 姓 名 馬俊民 開課時(shí)間 2015/2016學(xué)年 第1學(xué)期 實(shí)驗(yàn)一 基于ADS開發(fā)環(huán)境的程序設(shè)計(jì)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)ADS開發(fā)環(huán)境的使用；2、學(xué)習(xí)和掌握ADS環(huán)境下的匯編語(yǔ)言及C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；3、學(xué)習(xí)和掌握匯編語(yǔ)言及C語(yǔ)言的混合編程方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、編寫和調(diào)試匯編語(yǔ)言程序；2、編寫和調(diào)試C語(yǔ)言程序；3、編寫和調(diào)試匯編語(yǔ)言及C語(yǔ)言的混合程序；4、編寫程序測(cè)試多寄

2、存器傳送指令的用法。三、 實(shí)驗(yàn)原理ADS全稱為ARM Developer Suite，是ARM公司推出的新一代ARM集成開發(fā)工具?，F(xiàn)在常用的ADS版本是ADS1.2，它取代了早期的ADS1.1和ADS1.0。ADS用于無(wú)操作系統(tǒng)的ARM系統(tǒng)開發(fā)，是對(duì)裸機(jī)（可理解成一個(gè)高級(jí)單片機(jī)）的開發(fā)。ADS具有極佳的測(cè)試環(huán)境和良好的偵錯(cuò)功能，它可使硬件開發(fā)工作者更深入地從底層去理解ARM處理器的工作原理和操作方法，為日后自行設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)，為BootLoader的編寫和調(diào)試打基礎(chǔ)。1.ADS軟件的組成ADS由命令行開發(fā)工具、ARM運(yùn)行時(shí)庫(kù)、GUI開發(fā)環(huán)境（CodeWarrior和AXD）、實(shí)用程序、支持軟件等組

3、成。2.GUI開發(fā)環(huán)境ADS GUI開發(fā)環(huán)境包含CodeWarrior和AXD兩種，其中Code Warrior是集成開發(fā)工具，而AXD是調(diào)試工具。使用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程簡(jiǎn)單、方便，適用于初始化硬件代碼、啟動(dòng)代碼等。匯編語(yǔ)言具有一些相同的基本特征：1. 一條指令一行。2. 使用標(biāo)號(hào)（label）給內(nèi)存單元提供名稱，從第一列開始書寫。3. 指令必須從第二列或能區(qū)分標(biāo)號(hào)的地方開始書寫。4. 注釋必須跟在指定的注釋字符后面，一直書寫到行尾。在ARM匯編程序中，每個(gè)段必須以AREA作為段的開始，以碰到下一個(gè)AREA作為該段的結(jié)束，段名必須唯一。程序的開始和結(jié)束需以ENTRY和END來(lái)標(biāo)識(shí)。嵌入式C語(yǔ)言設(shè)

4、計(jì)是利用基本的C語(yǔ)言知識(shí)，面向嵌入式工程實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。為了使單獨(dú)編譯的C語(yǔ)言程序和匯編程序之間能夠相互調(diào)用，必須為子程序之間的調(diào)用規(guī)定一定的規(guī)則。ATPCS就是ARM程序和Thumb程序中子程序調(diào)用的基本規(guī)則。四、 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與關(guān)鍵代碼分析1. 創(chuàng)建項(xiàng)目工程在File菜單中選擇New命令，打開一個(gè)新建工程對(duì)話框。在Project選項(xiàng)卡下，選擇ARM Executable Image, 然后在Project name文本框里輸入項(xiàng)目名稱，點(diǎn)擊確定。彈出工程窗口。選擇File菜單中的New命令，選擇File標(biāo)簽頁(yè)，在File name文本框中輸入要?jiǎng)?chuàng)建的文件名。匯編程序以.s結(jié)尾，c程序以.

5、c結(jié)尾。在Location文本框中指定文件的存放位置，選中Add to Project，在Targets中選中DebugRel，單擊確定關(guān)閉窗口。2.用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)10的階乘AREA EXAMPLE, CODE, READONLYENTRYstartMOV R0, #10MOV R1, #1LOOPMUL R0, R0, R1SUB R0, R0, 1CMP R0, #1BHI LOOPEND在這個(gè)程序中，我們首先對(duì)R0和R1賦值，將R0作為一個(gè)變量，而R1作為一個(gè)存貯階乘值的寄存器。在每進(jìn)行一次乘法之后，將R0減1。同時(shí)在做完減法后進(jìn)行判斷，如果此時(shí)R0大于1，則返回繼續(xù)乘法，否則結(jié)

6、束程序，輸出結(jié)果。3.用調(diào)用子程序的方法實(shí)現(xiàn)1!+2!+3!+10!，代碼如下：asmp.sAREA JC, CODE, READONLYEXPORT JCPENTRYJCPADDR3,R0,#1MOVR2,#1MOVR1,#1LOOPMULR0,R1,R2MOVR1,R0ADDR2,R2,#1CMPR2,R3BNELOOPNOPNOPMOVPC,LRENDPROGC.c#include <stdio.h>Extern int JCP(int N)int main()int res=0;int m=10;int i;for (i=1;i<=m;i+)res=res+JCP(i

7、);printf(“The result =%dn”,res);return 0;在這個(gè)程序中，主程序由c語(yǔ)言完成作求和，子程序由匯編語(yǔ)言寫成作階乘。5.實(shí)現(xiàn)字符串的逆序復(fù)制TEXT1=“HELLO”=>TEXT2=“OLLEH”AREA invstring, CODE, READONLYstartADRR1，TEXT1ADRR2，TEXT2MOVR3,#0LOOPLDRBR0，R1,#1ADDR3，R3，#1CMPR0，#0BNELOOPSUBR1，R1，#2LOOP1LDRBR0，R1,#-1STRBR0，R2,#1SUBR3，R3,#1CMPR3，#1BNELOOP1MOVR5，#

8、&55NOPTEXT1=“HELLO”，0ALIGNTEXT2=“OELLH”END五、實(shí)驗(yàn)小結(jié) 在這次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)了如何使用匯編程序進(jìn)行編程。對(duì)匯編程序編程一些基本的要求有了一定的了解，學(xué)習(xí)了C語(yǔ)言的語(yǔ)法和在其中調(diào)用匯編程序的方法。學(xué)會(huì)了利用CodeWarrior IDE開發(fā)C和ARM匯編代碼。學(xué)會(huì)了在AXD中進(jìn)行代碼調(diào)試的方法和過(guò)程，對(duì)AXD的調(diào)試有初步的了解。，實(shí)驗(yàn)二 嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境的建立一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境的建立方法2、 學(xué)習(xí)和掌握Linux常用命令3、學(xué)習(xí)和掌握vi編輯器的使用二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、搭建嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境2、熟悉L

9、inux的常用命令3、熟悉vi編輯器的常用命令三、實(shí)驗(yàn)原理Linux系統(tǒng)是UNIX系統(tǒng)的分支，是UNIX的微機(jī)版。Linux具有異常豐富的驅(qū)動(dòng)程序資源，支持各種主流的硬件設(shè)備與技術(shù)。Linux包含了現(xiàn)代的UNIX操作系統(tǒng)的所有功能特性，這些功能包括多任務(wù)、虛擬內(nèi)存、虛擬文件系統(tǒng)、進(jìn)程間通信、對(duì)稱所處理器、多用戶支持等。Vi編輯器是所有UNIX和Linux下的標(biāo)準(zhǔn)編輯器。它包含3種工作模式。嵌入式系統(tǒng)是專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它對(duì)系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴(yán)格的要求。大部分嵌入式系統(tǒng)沒有大容量存儲(chǔ)設(shè)備，一般不能安裝大型開發(fā)軟件，系統(tǒng)的開發(fā)需要采用交叉開發(fā)模式。四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程與關(guān)鍵代碼分析實(shí)

10、驗(yàn)用的是UP-NetARM2410-S試驗(yàn)箱，里面配有三星的芯片S3c2410X。打開電腦上VMWare軟件，在Windows系統(tǒng)下啟動(dòng)虛擬機(jī)里的Linux系統(tǒng)。接著需要1. 宿主機(jī)的環(huán)境搭建 下載并運(yùn)行VMWare，根據(jù)向?qū)?chuàng)建一臺(tái)新虛擬機(jī)并選擇Linux作為客戶操作系統(tǒng)，再根據(jù)向?qū)О惭bRedHat Linux 9.0。2. 虛擬機(jī)中啟動(dòng)Linux操作系統(tǒng) 使用root登陸，用戶名為root，密碼為123456。之后對(duì)共享文件設(shè)置進(jìn)行調(diào)整：打開settings界面，打開shared folders功能，同時(shí)將路徑設(shè)置到有課前下載的軟件的目錄下。3. 開發(fā)工具軟件的安裝（1）安裝gcc打開Li

11、nux后，打開終端窗口，在共享的目錄下找到install.sh并運(yùn)行，命令如下：ls. / install.sh安裝程序?qū)⒆詣?dòng)建立/arm2410s目錄，并將所有的開發(fā)軟件包安裝到/arm2410s 目錄下，同時(shí)自動(dòng)配置編譯環(huán)境，建立合適的符號(hào)鏈接。安裝完成后在目錄/opt/host/armv4l/bin/下應(yīng)該能看到主編譯器。（2）配置PATH路徑 vi .file將里面PATH變量改為PATH=$PATH:$HOME/bin:/opt/host/armv41/bin/;存盤后執(zhí)行 source .bash_profile以后armv4l-unknown-linux-gcc將

12、被自動(dòng)搜索到4. 宿主機(jī)上的開發(fā)環(huán)境配置（1）配置IP地址 ifconfig eth0 21命令配置了宿主機(jī)的IP地址。然后打開網(wǎng)絡(luò)配置窗口，重新探測(cè)MAC地址。 重新激活。（2）關(guān)閉防火墻單擊“Red”菜單“系統(tǒng)設(shè)置”“安全級(jí)別”打開“安全級(jí)別配置”窗口，選擇“無(wú)防火墻選項(xiàng)?！?（3）配置NFS。單擊“Red”菜單“系統(tǒng)設(shè)置”“服務(wù)器設(shè)置”“服務(wù)”，在“服務(wù)配置”窗口中勾選nfs，單擊“開始”（4）NFS設(shè)置單擊“Red”菜單“系統(tǒng)設(shè)置”“服務(wù)器設(shè)置”“NFS服務(wù)器”，打開“NFS服務(wù)器配置”窗口，設(shè)置NFS共享。然后在NFS服務(wù)器中增加主機(jī)IP地址的鏈接許可和目錄。完

13、成配置。5. 目標(biāo)機(jī)的信息輸出Windows系統(tǒng)下，“開始”“所有程序”“附件”“通訊”“超級(jí)終端”，新建一個(gè)通信終端。區(qū)號(hào)、電話號(hào)碼隨意輸入。設(shè)置每秒位數(shù)為“115200”，數(shù)據(jù)位為“8”，無(wú)奇偶校驗(yàn)，停止位為“1”，無(wú)數(shù)據(jù)流控制。單擊“確定”。6. 程序的運(yùn)行打開超級(jí)終端，啟動(dòng)Linux，屏幕顯示： /mnt/yaffs在超級(jí)終端上執(zhí)行掛載命令： /mnt mount t nfs 21:/arm2410s /mnt/nfs掛載成功后可執(zhí)行程序。五、實(shí)驗(yàn)小結(jié)在這次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)建立Linux交叉開發(fā)環(huán)境，學(xué)會(huì)了ls和vi，cd等常用的Linux命令，并掌握了Vi編輯器的使

14、用方法。同時(shí)知道了如何在搭建失敗時(shí)尋找錯(cuò)誤進(jìn)行排錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)三 嵌入式Linux環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握嵌入式Linux環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)方法2、學(xué)會(huì)編寫Makefile文件 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、熟悉嵌入式教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱的使用2、編寫C程序和Makefile文件3、編譯程序產(chǎn)生可執(zhí)行程序4、完成主機(jī)的掛載和程序的執(zhí)行三、實(shí)驗(yàn)原理在嵌入式Linux環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)方法有一下幾個(gè)步驟：1. 編寫源程序2. 編寫Makefile文件3. 編譯程序4. 運(yùn)行和調(diào)試程序5. 將生產(chǎn)的可執(zhí)行文件加入文件系統(tǒng)。前三個(gè)步驟在宿主機(jī)上完成，后面的步驟在目標(biāo)機(jī)上完成。四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程與關(guān)鍵代碼分析1. 建立工作目錄mk

15、dir hellocd hello2. 編寫源程序用vi編輯器編輯Hello.c文件 vi Hello.c在Vi中輸入源程序如下：#include <stdio.h>main()printf(“hello world n”);3編寫Makefile文件vi Makefile在vi中編輯Makefile文件如下：CC= armv4l-unknown-linux-gccEXEC = helloOBJS = hello.oCFLAGS +=LDFLAGS+= -staticall: $(EXEC)$(EXEC): (OBJS)$(CC) $(LDFLAGS) o $ $(OBJS)cle

16、an：-rm f $(EXEC) *.elf *.gdb *.o4.編譯程序在hello目錄下運(yùn)行“make”來(lái)編譯程序。make cleanmake編譯成功后，生成可執(zhí)行文件Hello.o。5.下載調(diào)試在宿主機(jī)上啟動(dòng)nfs服務(wù)，并將/arms2410s設(shè)置為共享目錄。接下來(lái)啟動(dòng)超級(jí)終端，建立通訊，掛載。/mnt mount t nfs 21:/arm2410s /mnt/nfs掛載成功后，進(jìn)入/mnt/nfs，再進(jìn)入/mnt/nfs/hello，直接運(yùn)行剛剛編譯生成的可執(zhí)行文件Hello.o，查看運(yùn)行結(jié)果cd hello. /hello可以看見“Hello world”只需要掛載一次便可，只要實(shí)驗(yàn)箱沒有重啟，就可以一直保持連接。反復(fù)修改、編譯、調(diào)試，直至程序調(diào)