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理清ARM開發(fā)思路的四個必看知識點

作者: 時間:2018-08-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

由于涉及編程,學(xué)習(xí)單片機系統(tǒng)對于從事的設(shè)計者來說是有些困難的,學(xué)習(xí)知識不難,難的是理清其中的開發(fā)思路,找到一個好的起點。本文就將從這一步入手,為大家介紹初次接觸開發(fā)應(yīng)該從哪幾方面來理清開發(fā)思路。

本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/201808/386513.htm

做個最小系統(tǒng)板:如果從沒有做過的開發(fā),建議一開始不要貪大求全,把所有的應(yīng)用都做好,因為ARM的啟動方式和dsp或單片機有所不同,往往會遇到各種問題,所以建議先布一個僅有Flash、SRAM或SDRAM、CPU、JTAG、和復(fù)位信號的小系統(tǒng)板,留出擴展接口。使最小系統(tǒng)能夠正常運行,任務(wù)就完成了一半,好在ARM的外圍接口基本都是標準接口,如果已有這些硬件的布線經(jīng)驗?zāi)蔷透昧恕?/p>

寫啟動代碼

根據(jù)硬件地址先寫一個能夠啟動的小代碼,包括以下部分:初始化端口、屏蔽中斷、把程序拷貝到SRAM中、完成代碼的重映射、配置中斷句柄,連接到C語言入口。也許一些示例程序當中bootloader會有很多東西,但是不要被這些復(fù)雜的程序所困擾,因為這是設(shè)計開發(fā)板過程中需要設(shè)計,并不包含在ARM設(shè)計范疇中。

研究芯片資料

盡管ARM在內(nèi)核上兼容,但每家芯片都有自己的特色,編寫程序時必須考慮這些問題。尤其是女孩子,在這兒千萬別有依賴心理,總想拿別人的示例程序修改,卻越改越亂。

了解操作系統(tǒng)程序

在ARM的應(yīng)用開放源代碼的程序很多,要想提高自己,就要多看別人的程序,linux,uc/os-II等等這些都是很好的原碼。

硬件

如果設(shè)計者自己制作硬件,每個廠家基本上都有針對該芯片的DEMO板原理圖。如果先將原理圖消化。在以后做設(shè)計時就能做到對資源的分配心中有數(shù)。器件的DATSHEET一定要好好消化。

最小系統(tǒng)板

很多人會問,做最小系統(tǒng)板是2層還是4層好?答:只有AT91可以用兩層板,其他的最少4層;44b0的地和電源處理好也可用兩層板;談四層板和33歐電阻:選用四層板不僅是電源和地的問題,高速數(shù)字電路對走線的阻抗有要求,二層板不好控制阻抗。33歐電阻一般加在驅(qū)動器端,也是起阻抗匹配作用的;布線時要先布數(shù)據(jù)地址線,和需要保證的高速線;在高頻的時候,PCB板上的走線都要看成傳輸線。

傳輸線有其特征阻抗,學(xué)過傳輸線理論的都知道,當傳輸線上某處出現(xiàn)阻抗突變(不匹配)時,信號通過就會發(fā)生反射,反射對原信號造成干擾,嚴重時就會影響電路的正常工作。采用四層板時,通常外層走信號線,中間兩層分別為電源和地平面,這樣一方面隔離了兩個信號層,更重要的是外層的走線與它們所靠近的平面形成稱為“微帶”(microstrip)的傳輸線,它的阻抗比較固定,而且可以計算。

對于兩層板就比較難以做到這樣。這種傳輸線阻抗主要于走線的寬度、到參考平面的距離、敷銅的厚度以及介電材料的特性有關(guān),有許多現(xiàn)成的公式和程序可供計算。33歐電阻通常串連放在驅(qū)動的一端(其實不一定33歐,從幾歐到五、六十歐都有,視電路具體情況),其作用是與發(fā)送器的輸出阻抗串連后與走線的阻抗匹配,使反射回來(假設(shè)解收端阻抗沒有匹配)的信號不會再次反射回去(吸收掉),這樣接收端的信號就不會受到影響。

接收端也可以作匹配,例如采用電阻并聯(lián),但在數(shù)字系統(tǒng)比較少用,因為比較麻煩,而且很多時候是一發(fā)多收,如地址總線,不如源端匹配易做。這里梭說的高頻,不一定是時鐘頻率很高的電路,是不是高頻不止看頻率,更重要是看信號的上升下降時間。通??梢杂蒙仙?或下降)時間估計電路的頻率,一般取上升時間倒數(shù)的一半,比如如果上升時間是1ns,那么它的倒數(shù)是1000MHz,也就是說在設(shè)計電路是要按500MHz的頻帶來考慮。

有時候要故意減慢邊緣時間,許多高速IC其驅(qū)動器的輸出斜率是可調(diào)的。Linux自身具備一整套工具鏈,容易自行建立嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境和交叉運行環(huán)境,并且可以跨越嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中的仿真工具(ICE)的障礙。內(nèi)核的完全開放使人們可以自己設(shè)計和開發(fā)出真正的硬實時系統(tǒng),軟實時系統(tǒng)在Linux中也容易得到實現(xiàn)。強大的網(wǎng)絡(luò)支持使得可以利用Linux的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧將其開發(fā)成為嵌入式的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。Linux提供了完成嵌入功能的基本內(nèi)核和所需要的所有用戶界面,它是多面的。它能處理嵌入式任務(wù)和用戶界面。

一個小型的嵌入式Linux系統(tǒng)只需要下面三個基本元素:*引導(dǎo)工具*Linux微內(nèi)核,由內(nèi)存管理、進程管理和事務(wù)處理構(gòu)成*初始化進程如果要讓它能干點什么且繼續(xù)保持小型化,還得加上:*硬件驅(qū)動程序*提供所需功能的一個或更多應(yīng)用程序。再增加功能,或許需要這些:*一個文件系統(tǒng)(也許在ROM或RAM)中*TCP/IP網(wǎng)絡(luò)堆棧。

本文從啟動代碼、芯片資料、操作系統(tǒng)程序、最小系統(tǒng)版這四個方面來為新手進行講解,在針對ARM開發(fā)思路時首先需要從這四個方面來進行入手,那么在之后的學(xué)習(xí)過程中就會覺得豁然開朗而不是一頭霧水,因此建議各位新手花上幾分鐘來閱讀本文,相信會有意想不到的收獲。



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