天祥ARM視頻TXA全部課件第一部分共四個部分

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： 以應用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，且軟硬件可裁減，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗的嚴格要求的專用計算機系統(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)。如單片機系統(tǒng)和帶OS的ARM系統(tǒng)。 各類單片機系統(tǒng)，在完成較為單一的專業(yè)功能時具有簡潔高效的特點。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，在實現(xiàn)復雜的多任務功能時往往困難重重，甚至無法實現(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)的應用遠遠超過了各種通用計算機一臺通用計算機的外部設(shè)備中就包含了5-10個嵌入式微處理器：鍵盤、鼠標、軟驅(qū)、硬盤、顯示卡、顯示器、Modem、網(wǎng)卡、聲卡、打印機、掃描儀、數(shù)字相機、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、消費類產(chǎn)品等方面均是嵌入式計算機的應用領(lǐng)域6嵌入式系統(tǒng)的應用 消費電子嵌入式應用信息家電智能玩具軍事電子通信設(shè)備移動存貯工控設(shè)備智能儀表汽車電子網(wǎng)絡設(shè)備 工業(yè) 軍事國防電子商務 網(wǎng)絡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 軟件一般由實時操作系統(tǒng)和其上運行的應用軟件構(gòu)成8嵌入式系統(tǒng)的特點與PC機在硬件開發(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、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)的特點與PC機在軟件開發(fā)平臺上對比名稱嵌入式系統(tǒng)PC引導代碼Bootloader引導，針對不同電路進行移植主板的BIOS

4、引導，無須改動操作系統(tǒng)Linux、WinCE、VxWorks等，需要移植Windows、Linux等，無需移植驅(qū)動程序每個設(shè)備驅(qū)動針對電路板進行開發(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)動程序,或下載直接使用開發(fā)環(huán)境交叉編譯本機編譯協(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)的特點系統(tǒng)內(nèi)核小 嵌入式系統(tǒng)一般是應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 嵌入式系統(tǒng)的個性化很強，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)計及實現(xiàn)上過于復雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)成本，同時也利于系統(tǒng)安全

5、實時性操作系統(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、實時性專用的開發(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)計的系統(tǒng)中。 嵌入式處理器通常把通用計算機中許多由板塊完成的任務集成在芯片內(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)備是指在一個嵌入式系統(tǒng)當中，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 人機接口：LCD、觸摸屏、鍵盤等16嵌入式操作系統(tǒng)用戶的其它應用程序都建立在OS之上 OS將CPU時間、中斷、I/O、定時器等資源都包裝起來，留給用戶一個標準的API，并根據(jù)各個任務的優(yōu)先級，合理地在不同任務之間分配CPU時間主要功能： 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，同時支持更多的平臺2. WinCE WinCE的缺點是體積龐大，價格昂貴，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，微軟不得不應付來自Linux等免費系統(tǒng)的沖擊19嵌入式操作系統(tǒng)3. VxWorks VxWorks是美國WindRiver公司專門為實時嵌入式系統(tǒng)設(shè)計開發(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，在實時嵌入

8、式操作系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)一席之地，但其昂貴的價格讓不少廠商望而卻步4. C/OS C/OS是一個典型的實時操作系統(tǒng)。它是研究和學習實時操作系統(tǒng)的重要選擇。 特點：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個任務。20嵌入式軟件組成應用層：特定的應用程序 文件系統(tǒng)/圖形用戶應用程序接口OS層： 實時操作系統(tǒng)驅(qū)動層：設(shè)備驅(qū)動程序、HAL、BSP21嵌入式開發(fā)分類硬件開發(fā)： 電路設(shè)計 驅(qū)動開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)： Linux開發(fā) WINCE開發(fā)軟件開發(fā)： 應用程序 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、如何學習嵌入式24第二講 如何學習嵌入式嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程視頻內(nèi)容介紹學習嵌入式的方法25嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程裸機開發(fā)： 對于功能簡單僅包括應用程序的嵌入式系統(tǒng)一般不使用操作系統(tǒng)，僅有應用程序和設(shè)備驅(qū)動程序帶操作系統(tǒng)的開發(fā)： 當設(shè)計較復雜的程序時，可能就需要一個操作系統(tǒng)（OS）來管理控制內(nèi)存、多任務、周邊資源等，現(xiàn)代高性能嵌入式系統(tǒng)應用越來越廣泛，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) 啟動加載程序 操作系統(tǒng)內(nèi)核 根文件系統(tǒng) 設(shè)備驅(qū)動 應用程序27嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程通?；趌inux系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)步驟如下：開發(fā)目標硬件系統(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)動程序：led,adc等驅(qū)動開發(fā)上層的應用程序：如QT GUI開發(fā)28必備的基礎(chǔ) 計算機操作能力 操作系統(tǒng)原理 單片機基礎(chǔ) C語言基礎(chǔ) 獨立解決問題的能力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自由軟件運動的精神領(lǐng)袖、GNU計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: 符合POSIX標準 多用戶、多任務 豐富的網(wǎng)絡功能 良好的可移植性 支持數(shù)十種文件系統(tǒng)格式 開源、免費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. 通常內(nèi)核由中斷服務程序, 進程調(diào)度程序,內(nèi)存管理程序和網(wǎng)絡、進程間通信等系統(tǒng)服務程序共同組成.42Linux內(nèi)核 內(nèi)核獨立于普通應用程序,它一般處于系統(tǒng)態(tài),擁有受保護的內(nèi)存空間和訪問硬件的所有權(quán)

13、限. 應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通過一個簡單的命名機制來區(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,整個系統(tǒng)都是用QT程序庫開發(fā)完成 GNOME即GNU網(wǎng)絡對象模型環(huán)境 (The GNU Network

14、Object Model Environment)，GNU計劃的一個重要組成部分。GNOME是GNU計劃的默認桌面。GNOME采用GTK圖形庫開發(fā)完成45Linux發(fā)展歷程Linux在桌面領(lǐng)域的應用46Vmare簡介 VMWare是一個“虛擬機”軟件.它使用戶可以在一臺機器上同時運行多個操作系統(tǒng). 多個操作系統(tǒng)在主系統(tǒng)的平臺上,可像Windows應用程序那樣切換.而且每個操作系統(tǒng)都可以進行虛擬的分區(qū)、配置而不影響真實硬盤的數(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服務器 Samba是在Linux和UNIX

15、系統(tǒng)上實現(xiàn)SMB協(xié)議的一個免費軟件，由服務器及客戶端程序構(gòu)成。 SMB協(xié)議通常是被windows系統(tǒng)用來實現(xiàn)磁盤和打印機共享 49配置smb,nfs服務器 NFS是Net 的簡寫,即網(wǎng)絡文件系統(tǒng).網(wǎng)絡文件系統(tǒng)是FreeBSD支持的文件系統(tǒng)中的一種NFS允許一個系統(tǒng)在網(wǎng)絡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的多個版本，或者說多個克隆，最流行的有：elvis、nvi、vile、vim，每個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標準的C編譯器，它在需要的時候調(diào)用其它組件（預處理器、匯編器、連接器）。gcc GCC 很多人把GCC看成只是一個C編譯器，其實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識別的主要文件擴展名如下： .c C語言代碼 .C, .cc C+語言代碼 .i 預處理后的C語言代碼 .ii 預處理后的C+語言代碼 .s, .S 匯編語言代碼 .o 目標代碼 .a 靜態(tài)鏈接庫（程序編譯時使用） .so 動態(tài)鏈接庫（程序運行時使用）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是一種代碼維護工具,其主要任務是根據(jù)Makefile文件定義的規(guī)則和步驟，完成整個軟件項目的代碼生成和維護工作。GNU make將整個軟件項目的代碼分開放在幾個小的源文件中，在改動其中一個文件的時候，可以只對該文件進行重

19、新編譯，然后重新鏈接所有的目標文件。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)核間的一個接口。shell是一個命令解釋器，它從輸入設(shè)備讀取命令，再將其轉(zhuǎn)

20、為計算機可以了解的指令，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.交叉編譯實例分析69編譯原理gcc/g+在執(zhí)行編譯的時候，只要分四個階段 ：1、預處理階段，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一步生成目標代碼；4、用連接器把生成的目標代碼和系統(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)行編譯的時候，只要分四個階段 ： 1.預處理,不生成文件 預處理器cpp 2.將預處理后的文件轉(zhuǎn)換成匯編語言,生成.s的文件 編譯器egcs 3.由匯編變?yōu)槟繕舜a(機器代碼)生成.o的文件 匯編器as 4.連接目標代碼,生成可執(zhí)行程序 鏈接器ld 71編譯原理gcc常用編譯選項:-c 只生成object文件，不鏈接-S 只把文件編譯成為匯編代碼-E 只運行C預編譯器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:-g 生成可被gdb使用的標準調(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 指定鏈接時需要的其它函數(shù)庫 “LIBRARY”7