理清ARM開發(fā)思路的四個必看知識點(diǎn)

由于涉及編程，學(xué)習(xí)ARM單片機(jī)系統(tǒng)對于從事電子電路的設(shè)計(jì)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(diǎn)。本文就將從這一步入手，為大家介紹初次接觸ARM開發(fā)應(yīng)該從哪幾方面來理清開發(fā)思路。
做個最小系統(tǒng)板：如果從沒有做過ARM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?yàn)锳RM的啟動方式和dsp或單片機(jī)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(kuò)展接口。使最小系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，任務(wù)就完成了一半，好在ARM的外圍接口基本都是標(biāo)準(zhǔn)接口，如果已有這些硬件的布線經(jīng)驗(yàn)?zāi)蔷透昧恕?br/>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(dāng)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?yàn)檫@是設(shè)計(jì)開發(fā)板過程中需要設(shè)計(jì)，并不包含在ARM設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)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(jì)時(shí)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(shí)要先布數(shù)據(jù)地址線，和需要保證的高速線；在高頻的時(shí)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(dāng)傳輸線上某處出現(xiàn)阻抗突變（不匹配）時(shí)，信號通過就會發(fā)生反射，反射對原信號造成干擾，嚴(yán)重時(shí)就會影響電路的正常工作。采用四層板時(shí)，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(jì)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(jì)算。33歐電阻通常串連放在驅(qū)動的一端（其實(shí)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?yàn)楸容^麻煩，而且很多時(shí)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(shí)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(shí)間。通常可以用上升（或下降）時(shí)間估計(jì)電路的頻率，一般取上升時(shí)間倒數(shù)的一半，比如如果上升時(shí)間是1ns，那么它的倒數(shù)是1000MHz，也就是說在設(shè)計(jì)電路是要按500MHz的頻帶來考慮。
有時(shí)候要故意減慢邊緣時(shí)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(yùn)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(jì)和開發(fā)出真正的硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)，軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)在Linux中也容易得到實(shí)現(xiàn)。強(qiáng)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(jìn)程管理和事務(wù)處理構(gòu)成*初始化進(jìn)程如果要讓它能干點(diǎn)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(jìn)行講解，在針對ARM開發(fā)思路時(shí)首先需要從這四個方面來進(jìn)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。