理清ARM開發(fā)思路的四個(gè)必看知識(shí)點(diǎn)
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由于涉及編程,學(xué)習(xí)ARM單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)于從事電子電路的設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是有些困難的,學(xué)習(xí)知識(shí)不難,難的是理清其中的開發(fā)思路,找到一個(gè)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(lái)理清開發(fā)思路。
做個(gè)最小系統(tǒng)板:如果從沒有做過(guò)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(dòng)方式和dsp或單片機(jī)有所不同,往往會(huì)遇到各種問(wèn)題,所以建議先布一個(gè)僅有Flash、SRAM或SDRAM、CPU、JTAG、和復(fù)位信號(hào)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?/p>
寫啟動(dòng)代碼
根據(jù)硬件地址先寫一個(gè)能夠啟動(dòng)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(yǔ)言入口。也許一些示例程序當(dāng)中bootloader會(huì)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(guò)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(wèn)題。尤其是女孩子,在這兒千萬(wàn)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(gè)廠家基本上都有針對(duì)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(duì)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(huì)問(wèn),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(wèn)題,高速數(shù)字電路對(duì)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(dòng)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(guò)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(hào)通過(guò)就會(huì)發(fā)生反射,反射對(duì)原信號(hào)造成干擾,嚴(yán)重時(shí)就會(huì)影響電路的正常工作。采用四層板時(shí),通常外層走信號(hào)線,中間兩層分別為電源和地平面,這樣一方面隔離了兩個(gè)信號(hào)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(duì)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(dòng)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(lái)(假設(shè)解收端阻抗沒有匹配)的信號(hào)不會(huì)再次反射回去(吸收掉),這樣接收端的信號(hào)就不會(huì)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(shuō)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(hào)的上升下降時(shí)間。通??梢杂蒙仙?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(shuō)在設(shè)計(jì)電路是要按500MHz的頻帶來(lái)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(dòng)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(gè)小型的嵌入式Linux系統(tǒng)只需要下面三個(gè)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(dòng)程序*提供所需功能的一個(gè)或更多應(yīng)用程序。再增加功能,或許需要這些:*一個(gè)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(dòng)代碼、芯片資料、操作系統(tǒng)程序、最小系統(tǒng)版這四個(gè)方面來(lái)為新手進(jìn)行講解,在針對(duì)ARM開發(fā)思路時(shí)首先需要從這四個(gè)方面來(lái)進(jìn)行入手,那么在之后的學(xué)習(xí)過(guò)程中就會(huì)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(lái)閱讀本文,相信會(huì)有意想不到的收獲。