天祥ARM視頻TXA全部課件第一部分共四個(gè)部分

1、 第一部分嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程概述TX-2440A 嵌入式視頻教程1 出品：天祥電子網(wǎng)址：第一講 嵌入式基礎(chǔ)知識2嵌入式系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)的定義： 以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，且軟硬件可裁減，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗的嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3嵌入式系統(tǒng)的定義廣義的嵌入式系統(tǒng) 凡是帶有微處理器的專用系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)。如單片機(jī)系統(tǒng)和帶OS的ARM系統(tǒng)。 各類單片機(jī)系統(tǒng)，在完成較為單一的專業(yè)功能時(shí)具有簡潔高效的特點(diǎn)。但是由于他們沒有操作系統(tǒng)，所以管理硬件和軟件的能力有限，在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多任務(wù)功能時(shí)往往困難重重，甚至無法實(shí)現(xiàn)。4嵌入式系統(tǒng)的定義狹義的嵌入式系統(tǒng) 是指那

2、些使用嵌入式微處理器構(gòu)成的獨(dú)立系統(tǒng)，具有操作系統(tǒng),完成特定功能，用于特定場合5嵌入式系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了各種通用計(jì)算機(jī)一臺通用計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備中就包含了5-10個(gè)嵌入式微處理器：鍵盤、鼠標(biāo)、軟驅(qū)、硬盤、顯示卡、顯示器、Modem、網(wǎng)卡、聲卡、打印機(jī)、掃描儀、數(shù)字相機(jī)、USB集線器等均是由嵌入式處理器控制的在制造工業(yè)、過程控制、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費(fèi)類產(chǎn)品等方面均是嵌入式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域6嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用 消費(fèi)電子嵌入式應(yīng)用信息家電智能玩具軍事電子通信設(shè)備移動(dòng)存貯工控設(shè)備智能儀表汽車電子網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 工業(yè) 軍事國防電子商務(wù) 網(wǎng)絡(luò)7嵌入式系統(tǒng)的組成 總

3、體上嵌入式系統(tǒng)可以劃分成硬件和軟件兩部分 硬件一般由高性能的微處理器和外圍的接口電路組成 軟件一般由實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和其上運(yùn)行的應(yīng)用軟件構(gòu)成8嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)與PC機(jī)在硬件開發(fā)平臺上對比設(shè)備名稱嵌入式系統(tǒng)PCCPU嵌入式處理器（ARM，MIPS,Score+）CPU（Intel、AMD等）內(nèi)存SDRAM芯片SDRAM或DDR內(nèi)存條存儲設(shè)備Flash芯片硬盤輸入設(shè)備觸摸屏，按鍵鼠標(biāo)、鍵盤、麥克等輸出設(shè)備LCD顯示器其它設(shè)備音頻芯片、USB芯片、網(wǎng)卡芯片等主板集成或外接卡9嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)與PC機(jī)在軟件開發(fā)平臺上對比名稱嵌入式系統(tǒng)PC引導(dǎo)代碼Bootloader引導(dǎo)，針對不同電路進(jìn)行移植主板的BIOS

4、引導(dǎo)，無須改動(dòng)操作系統(tǒng)Linux、WinCE、VxWorks等，需要移植Windows、Linux等，無需移植驅(qū)動(dòng)程序每個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)針對電路板進(jìn)行開發(fā)或移植，一般不能直接下載使用操作系統(tǒng)含有大多數(shù)驅(qū)動(dòng)程序,或下載直接使用開發(fā)環(huán)境交叉編譯本機(jī)編譯協(xié)議棧需要移植操作系統(tǒng)或第三方提供10嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi)核小 嵌入式系統(tǒng)一般是應(yīng)用于小型電子裝置的，系統(tǒng)資源相對有限，所以內(nèi)核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多專用性強(qiáng) 嵌入式系統(tǒng)的個(gè)性化很強(qiáng)，其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結(jié)合非常緊密，一般要針對硬件進(jìn)行系統(tǒng)的移植系統(tǒng)精簡 嵌入式系統(tǒng)一般不要求其功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上過于復(fù)雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)成本，同時(shí)也利于系統(tǒng)安全

5、實(shí)時(shí)性操作系統(tǒng) 這是嵌入式軟件的基本要求，而且軟件要求固化存儲，以提高速度，軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性、實(shí)時(shí)性專用的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境11嵌入式系統(tǒng)的組成12嵌入式系統(tǒng)的組成硬件部分： 嵌入式微處理器 外圍硬件設(shè)備軟件部分： 嵌入式操作系統(tǒng) 特定的應(yīng)用程序13嵌入式處理器 嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心部件，與通用處理器的最大差異在于其大多工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中。 嵌入式處理器通常把通用計(jì)算機(jī)中許多由板塊完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)趨于小型化，并具有高效率、高可靠性等特征。 目前，市面上有1000多種嵌入式處理器芯片，包括ARM系列、MIPS系列、PowerPC系列

6、等等。14嵌入式處理器15外圍硬件設(shè)備 外圍設(shè)備是指在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中，嵌入式處理器以外的完成存儲、通信、調(diào)試、顯示等輔助功能的其它部件，根據(jù)外圍設(shè)備的功能可分為以下3類： 存儲器：SRAM、DRAM、NAND FLASH、 NOR FLASH等 接口：并口、RS232串口、SPI串行接口、USB通用串行總線、以太網(wǎng)接口等 人機(jī)接口：LCD、觸摸屏、鍵盤等16嵌入式操作系統(tǒng)用戶的其它應(yīng)用程序都建立在OS之上 OS將CPU時(shí)間、中斷、I/O、定時(shí)器等資源都包裝起來，留給用戶一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的API，并根據(jù)各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級，合理地在不同任務(wù)之間分配CPU時(shí)間主要功能： 處理器管理 存儲器管理 設(shè)備管理

7、文件管理 用戶接口管理17嵌入式操作系統(tǒng)18嵌入式操作系統(tǒng)1. 嵌入式Linux Linux本身所具備的源碼開放、內(nèi)核可裁減等種種特性使其成為一種重要的嵌入式操作系統(tǒng) 隨著嵌入式Linux技術(shù)的成熟，定制更加方便，同時(shí)支持更多的平臺2. WinCE WinCE的缺點(diǎn)是體積龐大，價(jià)格昂貴，不完全開放源碼。因此隨著嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域日益激烈的競爭，微軟不得不應(yīng)付來自Linux等免費(fèi)系統(tǒng)的沖擊19嵌入式操作系統(tǒng)3. VxWorks VxWorks是美國WindRiver公司專門為實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的操作系統(tǒng)軟件。VxWorks擁有良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，在實(shí)時(shí)嵌入

8、式操作系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)一席之地，但其昂貴的價(jià)格讓不少廠商望而卻步4. C/OS C/OS是一個(gè)典型的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它是研究和學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的重要選擇。 特點(diǎn)：源碼公開、代碼結(jié)構(gòu)清晰、可移植性好、可裁減、可固化、內(nèi)核屬于搶占式，最多可以管理60個(gè)任務(wù)。20嵌入式軟件組成應(yīng)用層：特定的應(yīng)用程序 文件系統(tǒng)/圖形用戶應(yīng)用程序接口OS層： 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)層：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、HAL、BSP21嵌入式開發(fā)分類硬件開發(fā)： 電路設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)： Linux開發(fā) WINCE開發(fā)軟件開發(fā)： 應(yīng)用程序 圖形界面22 第一部分嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程概述TX-2440A 嵌入式視頻教程23 出品：天祥電子網(wǎng)址：第二講

9、如何學(xué)習(xí)嵌入式24第二講 如何學(xué)習(xí)嵌入式嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程視頻內(nèi)容介紹學(xué)習(xí)嵌入式的方法25嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程裸機(jī)開發(fā)： 對于功能簡單僅包括應(yīng)用程序的嵌入式系統(tǒng)一般不使用操作系統(tǒng)，僅有應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序帶操作系統(tǒng)的開發(fā)： 當(dāng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜的程序時(shí)，可能就需要一個(gè)操作系統(tǒng)（OS）來管理控制內(nèi)存、多任務(wù)、周邊資源等，現(xiàn)代高性能嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛，操作系統(tǒng)使用成為必然發(fā)展趨勢26嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程帶操作系統(tǒng)的開發(fā)： 硬件開發(fā) 啟動(dòng)加載程序 操作系統(tǒng)內(nèi)核 根文件系統(tǒng) 設(shè)備驅(qū)動(dòng) 應(yīng)用程序27嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程通常基于linux系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)步驟如下：開發(fā)目標(biāo)硬件系統(tǒng)： 如選擇微處理器、Flash及

10、其它外設(shè)等建立交叉開發(fā)環(huán)境： 安裝交叉編譯工具鏈、安裝開發(fā)調(diào)試工具開發(fā)Bootloader：移植uboot，vivi移植linux內(nèi)核：如linux2.6.31內(nèi)核開發(fā)根文件系統(tǒng)：CRAMFS，YAFFS開發(fā)相關(guān)硬件的驅(qū)動(dòng)程序：led,adc等驅(qū)動(dòng)開發(fā)上層的應(yīng)用程序：如QT GUI開發(fā)28必備的基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)操作能力 操作系統(tǒng)原理 單片機(jī)基礎(chǔ) C語言基礎(chǔ) 獨(dú)立解決問題的能力29第二部分 開發(fā)板功能演示TX-2440A 嵌入式視頻教程30 出品：天祥電子網(wǎng)址：第三講 TX2440A開發(fā)板外圍硬件介紹31第三講 TX2440A開發(fā)板外圍硬件介紹核心板資源介紹底板資源介紹外圍模塊介紹32第二部分 開發(fā)

11、板功能演示TX-2440A 嵌入式視頻教程33 出品：天祥電子網(wǎng)址：第四講 TX2440A開發(fā)板功能演示34整板測試終端下硬件測試應(yīng)用程序演示QT圖形界面演示第四講 TX2440A開發(fā)板功能演示35第三部分 嵌入式平臺搭建TX-2440A 嵌入式視頻教程36 出品：天祥電子網(wǎng)址：第五講 Linux操作系統(tǒng)的安裝37Linux簡介作者:Linus Torvalds (芬蘭) 1991年9月,發(fā)布Linux0.01版本.官方網(wǎng)址:吉詳物:38Linux簡介Linus TorvaldsLinux的創(chuàng)始人Richard Stallman自由軟件運(yùn)動(dòng)的精神領(lǐng)袖、GNU計(jì)劃以及自由軟件基金會的創(chuàng)立者39L

12、inux簡介Linux的具有如下特點(diǎn): 符合POSIX標(biāo)準(zhǔn) 多用戶、多任務(wù) 豐富的網(wǎng)絡(luò)功能 良好的可移植性 支持?jǐn)?shù)十種文件系統(tǒng)格式 開源、免費(fèi)40Linux發(fā)行版Linux發(fā)行版 Red Hat Linux Fedora CentOS SuSE Debian Ubuntu 紅旗Linux41Linux內(nèi)核 用戶界面是操作系統(tǒng)的外在表象,內(nèi)核才是操作系統(tǒng)的內(nèi)在核心,系統(tǒng)的其它部分必須依靠內(nèi)核提供的服務(wù). 通常內(nèi)核由中斷服務(wù)程序, 進(jìn)程調(diào)度程序,內(nèi)存管理程序和網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)程間通信等系統(tǒng)服務(wù)程序共同組成.42Linux內(nèi)核 內(nèi)核獨(dú)立于普通應(yīng)用程序,它一般處于系統(tǒng)態(tài),擁有受保護(hù)的內(nèi)存空間和訪問硬件的所有權(quán)

13、限. 應(yīng)用程序在用戶空間執(zhí)行,它們只能看到允許它們使用的部分系統(tǒng)資源,并且不能使用某些特定的系統(tǒng)功能,不能直接訪問硬件.43Linux內(nèi)核 Linux內(nèi)核分類: 穩(wěn)定的和處于開發(fā)中的. Linux通過一個(gè)簡單的命名機(jī)制來區(qū)分穩(wěn)定的和處于開發(fā)中的內(nèi)核: 主版本號.從版本號.修訂版本號, 如2.6.10 若從版本號是偶數(shù),此內(nèi)核就是穩(wěn)定版本,若從版本號是奇數(shù),此內(nèi)核就是開發(fā)版本.44Linux桌面環(huán)境 KDE是運(yùn)行于UNIX及Linux、FreeBSD等類Unix操作系統(tǒng)上面的自由圖形工作環(huán)境,整個(gè)系統(tǒng)都是用QT程序庫開發(fā)完成 GNOME即GNU網(wǎng)絡(luò)對象模型環(huán)境 (The GNU Network

14、Object Model Environment)，GNU計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分。GNOME是GNU計(jì)劃的默認(rèn)桌面。GNOME采用GTK圖形庫開發(fā)完成45Linux發(fā)展歷程Linux在桌面領(lǐng)域的應(yīng)用46Vmare簡介 VMWare是一個(gè)“虛擬機(jī)”軟件.它使用戶可以在一臺機(jī)器上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng). 多個(gè)操作系統(tǒng)在主系統(tǒng)的平臺上,可像Windows應(yīng)用程序那樣切換.而且每個(gè)操作系統(tǒng)都可以進(jìn)行虛擬的分區(qū)、配置而不影響真實(shí)硬盤的數(shù)據(jù).47Linux安裝 安裝VMware6.5 安裝RedHat9.0操作系統(tǒng) 安裝VMware Tools48配置smb,nfs服務(wù)器 Samba是在Linux和UNIX

15、系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)SMB協(xié)議的一個(gè)免費(fèi)軟件，由服務(wù)器及客戶端程序構(gòu)成。 SMB協(xié)議通常是被windows系統(tǒng)用來實(shí)現(xiàn)磁盤和打印機(jī)共享 49配置smb,nfs服務(wù)器 NFS是Net 的簡寫,即網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng).網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)是FreeBSD支持的文件系統(tǒng)中的一種NFS允許一個(gè)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上與它人共享目錄和文件。通過使用NFS，用戶和程序可以象訪問本地文件一樣訪問遠(yuǎn)端系統(tǒng)上的文件。50第三部分 嵌入式平臺搭建TX-2440A 嵌入式視頻教程51 出品：天祥電子網(wǎng)址：第六講 Linux操作系統(tǒng)全面分析52Linux操作系統(tǒng)全面分析1.Linux常用命令2.Vi編輯器3.gcc編譯器4.make,makefile5.

16、Shell編程6.Linux系統(tǒng)編程入門53Linux常用命令Linux命令格式:# command -options parameter1 parameter2 .如：ls -l /home參考：Linux指令詳解54Vi 簡介Vi是最早的一種交互式可視化文本編輯器，功能強(qiáng)大，它可以用來編寫代碼（如C、HTML、java等）、記錄簡短信息、或者作為格式化文本系統(tǒng)（如groff和troff)的輸入。55Vi 簡介Linux提供了vi的多個(gè)版本，或者說多個(gè)克隆，最流行的有：elvis、nvi、vile、vim，每個(gè)克隆都具有比最初的vi更多的特性。Red Hat Linux提供的/bin/vi，

17、是vim的最小版本，加載起來很快。此外還提供了/usr/bin/vim，是vim的完全功能版。56Vi 的基本操作參考：Linux指令詳解 Vim中文手冊使用vi自帶教程#vimtutor57gcc 簡介 gcc是符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的C編譯器，它在需要的時(shí)候調(diào)用其它組件（預(yù)處理器、匯編器、連接器）。gcc GCC 很多人把GCC看成只是一個(gè)C編譯器，其實(shí)GCC是GNU Compiler Collection的簡稱，目前GCC可以支持C，C+，ADA，JAVA，F(xiàn)ortran，PASCAL等多種高級語言，GCC主要包括以下一些工具： cpp(預(yù)處理器)， gcc(C編譯器)，g+(C+編譯器)等編譯

18、器.58gcc 簡介gcc識別的主要文件擴(kuò)展名如下： .c C語言代碼 .C, .cc C+語言代碼 .i 預(yù)處理后的C語言代碼 .ii 預(yù)處理后的C+語言代碼 .s, .S 匯編語言代碼 .o 目標(biāo)代碼 .a 靜態(tài)鏈接庫（程序編譯時(shí)使用） .so 動(dòng)態(tài)鏈接庫（程序運(yùn)行時(shí)使用）59gcc 的使用參考：Linux指令詳解GCC中文手冊60GNU make工具的使用GNU make是一種代碼維護(hù)工具,其主要任務(wù)是根據(jù)Makefile文件定義的規(guī)則和步驟，完成整個(gè)軟件項(xiàng)目的代碼生成和維護(hù)工作。GNU make將整個(gè)軟件項(xiàng)目的代碼分開放在幾個(gè)小的源文件中，在改動(dòng)其中一個(gè)文件的時(shí)候，可以只對該文件進(jìn)行重

19、新編譯，然后重新鏈接所有的目標(biāo)文件。61GNU make工具的使用使用make編譯軟件源碼包一般步驟是：#./configure (生成Makefile文件)#make clean (進(jìn)行清理工作)#make (編譯源文件)#make install (安裝可執(zhí)行文件)62GNU make工具的使用參考：GNU make 中文手冊跟我一起寫Makefile主要了解：Makefile的規(guī)則Makefile中的變量63Shell 簡介shell是一種具備特殊功能的可執(zhí)行程序，它是介于使用者和 UNIX/linux 操作系統(tǒng)內(nèi)核間的一個(gè)接口。shell是一個(gè)命令解釋器，它從輸入設(shè)備讀取命令，再將其轉(zhuǎn)

20、為計(jì)算機(jī)可以了解的指令，然后執(zhí)行它。在Linux中，shell又不僅是簡單的命令解釋器，而且是一個(gè)全功能的編程環(huán)境。64Shell 簡介Linux系統(tǒng)中提供了好幾種不同的shell,如ash,bash等，它相當(dāng)于MS-DOS的COMMAND.COM什么是shell腳本程序? shell腳本程序就是按照一定的語法結(jié)構(gòu)把若干linux命令組織在一起,使這些命令按照我們的要求完成一定功能。它可以進(jìn)行類似程序的編寫,并且不需要編譯就能執(zhí)行.65Shell 簡介參考：Linux命令及shell(第13-18章)主要了解：shell變量條件測試控制結(jié)構(gòu)66第三部分 嵌入式平臺搭建TX-2440A 嵌入式視

21、頻教程67 出品：天祥電子網(wǎng)址：第七講 建立交叉編譯環(huán)境68第七講 建立交叉編譯環(huán)境1.編譯原理，gcc使用2.交叉編譯原理3.交叉編譯工具安裝使用4.交叉編譯實(shí)例分析69編譯原理gcc/g+在執(zhí)行編譯的時(shí)候，只要分四個(gè)階段 ：1、預(yù)處理階段，完成宏定義和include文件展開等工作；2、根據(jù)編譯參數(shù)進(jìn)行不同程度的優(yōu)化，編譯成匯編代碼；3、用匯編器把匯編代碼進(jìn)一步生成目標(biāo)代碼；4、用連接器把生成的目標(biāo)代碼和系統(tǒng)或用戶提供的庫連接起來，生成可執(zhí)行文件；70編譯原理gcc/g+在執(zhí)行編譯的時(shí)候，只要分四個(gè)階段 ： 1.預(yù)處理,不生成文件 預(yù)處理器cpp 2.將預(yù)處理后的文件轉(zhuǎn)換成匯編語言,生成.s的文件 編譯器egcs 3.由匯編變?yōu)槟繕?biāo)代碼(機(jī)器代碼)生成.o的文件 匯編器as 4.連接目標(biāo)代碼,生成可執(zhí)行程序 鏈接器ld 71編譯原理gcc常用編譯選項(xiàng):-c 只生成object文件，不鏈接-S 只把文件編譯成為匯編代碼-E 只運(yùn)行C預(yù)編譯器cpp，不生成文件-o 生成指定的輸出文件 72編譯原理gcc常用編譯選項(xiàng):-g 生成可被gdb使用的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試信息-IDIR 指定額外的頭文件搜索路徑DIR-LDIR 指定額外的庫函數(shù)搜索路徑DIR-lLIBRARY 指定鏈接時(shí)需要的其它函數(shù)庫 “LIBRARY”7