SPARC高性能處理器集成開發(fā)環(huán)境及其編譯器設(shè)計與實現(xiàn)

　　引言

　　嵌入式系統(tǒng)迅猛發(fā)展的今天，廣泛的應(yīng)用和需求使嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)不再局限于只能由相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的專家來完成，各種優(yōu)秀集成開發(fā)環(huán)境(IDE，Integration Develop Environment)的出現(xiàn)，大大降低了工程人員的開發(fā)門檻[1]，使得嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)變得相對簡單。目前，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)使用的開發(fā)平臺多種多樣，從ARM公司的SDT到ADS，再到RVDS，以及風(fēng)河公司的Tornado和其他公司提供的各種專用開發(fā)工具;這些IDE一般都是由文件管理器、編譯器、匯編器、鏈接器、調(diào)試器等組件和工具組成。在這些開發(fā)環(huán)境中，編譯程序起著核心作用，鏈接程序、調(diào)試程序、程序管理等工具直接依靠編譯程序所產(chǎn)生的結(jié)果工作，而且其它工具的構(gòu)造也常常要用到編譯的原理、方法和技術(shù)，因此，IDE與編譯器是密不可分的。

　　本文針對空間SPARC高性能處理器的IDE及其C編譯器進行研究，從而完成SPARC處理器的軟件開發(fā)環(huán)境的設(shè)計和實現(xiàn)。

　　1、處理器體系構(gòu)架

　　空間SPARC高性能處理器是一款SPARC v8兼容[1] [2] [3]的高性能SoC，它在片上包含整數(shù)處理單元，浮點處理單元，獨立的指令和數(shù)據(jù)Cache，硬件乘法器和除法器，外部可編程輸入端口的中斷控制器，帶有跟蹤緩沖器的硬件調(diào)試單元，兩個24位定時器，32個通用I/O接口，一個看門狗，三個串行通信接口，能夠支持PROM、SRAM、SDRAM和I/O映射空間訪問的外部存儲器控制器，具有軟件可控的省電工作模式，具有可實現(xiàn) PCI主機橋(Host bridge)和從屬橋(Guest bridge)功能的PCI控制器等，只要加上存儲器和與應(yīng)用相關(guān)的外圍電路，就可以構(gòu)成完整的單板計算機系統(tǒng)。其體系框圖如下所示：

　　2、集成開發(fā)環(huán)境

　　好的集成開發(fā)環(huán)境可以提供設(shè)計、仿真、驗證、分析、并行開發(fā)的能力，嵌入式系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境更是整合了各方的資源與一身。由于系統(tǒng)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)彼此之間都是有相互聯(lián)系的，設(shè)計的結(jié)果好壞和正確要在仿真和驗證中取得，仿真驗證的數(shù)據(jù)又可以反過來指導(dǎo)設(shè)計，所以說單純的隔離設(shè)計中的各個部分的設(shè)計是不合理的，集成環(huán)境可以為設(shè)計者提供這樣一個平臺，使得設(shè)計者和驗證者共享數(shù)據(jù)，彼此之間協(xié)同工作使得設(shè)計更加的合理。

　　2.1 總體設(shè)計

　　嵌入式集成開發(fā)環(huán)境針對SPARC高性能處理器的軟件系統(tǒng)設(shè)計要求和設(shè)計能力進行改進，希望能夠提供給用戶和系統(tǒng)開發(fā)工程師一個比較完備的、易用的開發(fā)工具，其主要功能應(yīng)包括以下幾個方面：

• 應(yīng)用程序開發(fā)，包括編輯、編譯
• 應(yīng)用程序調(diào)試
• 軟件工程管理
• 軟件仿真環(huán)境
• 操作系統(tǒng)配置管理
• 集成環(huán)境配置管理

　　集成開發(fā)環(huán)境的總體設(shè)計框圖如下所示：

　　2.2 集成開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)

　　作為高性能控制SPARC高性能處理器的專用集成開發(fā)環(huán)境，設(shè)計實現(xiàn)了軟件開發(fā)環(huán)境SPE-C，使用C語言做為其編程語言，運用SPARC V8平臺適用的BMSPARC編譯套件，能在本地Win32的環(huán)境下運行。

　　它具備集成開發(fā)環(huán)境所有必要的功能，包括集成的源代碼編輯，工程管理，編譯調(diào)試，環(huán)境設(shè)置等功能，方便用戶基于SPARC v8兼容處理器的應(yīng)用開發(fā)和程序調(diào)試。

　　它還具有一般開發(fā)環(huán)境所普遍具有的易用性和方便性。調(diào)試部分功能包括斷點、逐語句/過程運行、查看和修改寄存器堆/存儲器/片上寄存器、指令跟蹤等，實現(xiàn)了調(diào)用棧和變量的查看等。

　　SPE-C軟件開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)的主要特點包括：

• 編程語言為C語言
• 支持BMSPARC編譯器
• 集成調(diào)試功能
• 新建工程提供系統(tǒng)初始化模版框架
• 提供可供修改的全定制鏈接腳本
• 創(chuàng)建生成文件腳本
• 工程管理，分類函數(shù)預(yù)覽
• 支持中英文兩種語言
• 文件函數(shù)預(yù)覽
• 代碼編輯，語法高亮
• 變量屬性提示
• 函數(shù)瀏覽及快速檢索，快速定位(文內(nèi)及工程)及文字替換
• 支持打印及系統(tǒng)統(tǒng)計
• 文件內(nèi)書簽功能

　　SPE-C軟件開發(fā)環(huán)境為用戶提供了高效、便捷的開發(fā)和調(diào)試環(huán)境，現(xiàn)在該軟件已經(jīng)設(shè)計完成并通過第三方評測，可以隨時提供給用戶使用。