第9章ADS介绍及ARM汇编语言程序设计基础说课讲解
嵌入式系统设计 基于ARM9微处理器S3C2410A第9章 集成开发环境ADS介绍及ARM汇编语言程序设计南阳师范学院张帅,9.1 裸机开发环境,何谓“裸机”？ 裸机是指无操作系统下的ARM系统开发 其特点是所有硬件资源均开放 可以把它理解为一个高级单片机的开发 裸机开发的作用 更能深入地从底层去理解ARM CPU的操作过程及系统设计 为日后自行设计系统打下基础 为bootloader的编写打好基础,开发环境的作用,9.2 ADS IDE（集成开发环境),ARM应用软件的开发工具根据功能的不同，可以分为编辑软件、编译软件、汇编软件、链接软件、调试软件、嵌入式实时操作系统、函数库、评估板，JTAG仿真器以及在线仿真器等。 目前有多家公司可以提供以上不同类型的开发工具，用户采用ARM处理器进行嵌入式系统开发时，选择合适的开发工具可以加快开发进度，节省开发成本。,9.2.2 ADS开发工具集,1.命令行开发工具 ANSI C 编译器 - armcc and tcc ISO / Embedded C+ 编译器 - armcpp and tcpp ARM / Thumb 汇编器 arms Linker - armlink,2.图形开发工具： Windows 集成开发环境 CodeWarrior Debugger AXD (ARM eXtended Debugger) armsd ARM(符号调试器)可向前兼容 3.库文件： C and C+ 库 4.辅助工具/支持软件： 格式转换器 - fromelf 指令级仿真 ARMulator 库管理器 armar,fromELF： ARM映像文件转换工具 该命令将ELF格式的文件作为输入文件，将该格式转换为各种输出格式的文件，包括plain binary(BIN格式映像文件), Motorola 32-bit S-record format(Motorola 32位S格式映像文件), Intel Hex 32 format(Intel 32位格式映像文件)，和 Verilog-like hex format(Verilog 16进制文件) Armar： ARM库函数生成器将一系列ELF格式的目标文件以库函数的形式集合在一起，用户可以把一个库传递给一个链接器以代替几个ELF文件。 Flash downloader： 用于把二进制映像文件下载到ARM开发板上的Flash存储器的工具 ARMulator： ARM指令集仿真器，集成在ARM的调试器AXD中，它提供对ARM处理器的指令集的仿真，为ARM和Thumb提供精确的模拟，用户可以在硬件尚未做好的情况下，开发程序代码。,工具调用及流程,9.2.3 集成开发环境CodeWarrior使用,CodeWarrior集成开发环境为管理和开发项目提供了简单、多样化的图形用户界面。 用户可以使用ADS的CodeWarrior IDE为ARM处理器开发用C，C+，或ARM汇编语言的程序代码 。 全面的项目管理功能。 可以在CodeWarrior IDE为ARM配置以上所介绍的各种命令工具，实现对工程代码的编译，汇编和链接。,C/C+Browser,C/C+Sensitive Editor,ProjectManager,建立工程,ARM Executable Image：用于由ARM指令的代码生成一个 ELF格式的可执行映像文件。 ARM Object Library：用于由ARM指令的代码生成一个 armar 格式的目标文件库。 Empty Project：用于创建一个不包含任何库或源文件的工程。 Makefile Importer Wizard： 用于将 Visual C 的 nmake 或 GNU make 文件转入到CodeWarrior IDE 工程文件。 Thumb ARM Interworking Image：用于由 ARM指令和 Thumb 指令的混和代码生成一个可执行的ELF格式的映像文件。 Thumb Executable image：用于由 Thumb指令创建一个可执行的ELF格式的映像文件。 Thumb Object Library：用于由Thumb指令的代码生成一个 armar 格式的目标文件库。,新建文件,添加文件到工程,生成目标设置,每个工程项目都有下面3种生成目标： Debug：包含所有调试信息 DebugRel：包含部分调试信息 Release：不包含调试信息 注：若项目编译只是为了调试使用，则选择Debug或者DebugRel；若要生成最后可以运行的文件，则最好选择Release。,编译链接,进入编译链接设置：,设置窗口：,目标设置：,在Targets Settings选项组中，Post-Linker用于选择链接器输出文件的处理方式。用户可以选择的值如下： None:不进行连接的处理。 ARM fromELF：使用ARM工具fromELF处理链接器输出的ELF格式文件，它可以将ELF格式的文件转换为各种二进制文件格式。 Batch File Runner：在连接完成后运行一个DOS格式的批处理文件。 若用户在编译完成后只是用AXD来调试程序，建议选择None；若要生成最后的编程文件，建议选择ARM fromELF，该选项与Linker面板中的ARM fromELF选项结合来产生最终的编程文件。,CPU设置：,Linker设置：,在 Output format 下拉框中，为用户提供了多种可以转换的目标格式，这里选择 Plain binary，这是一个二进制格式的可执行文件，可以被烧写在目标板的 Flash中。 在 Output file name 文本域输入期望生成的输出文件存放的路径，或通过点击 Choose.按钮从文件对话框中选择输出文件路径。如果在这个文本域不输入路径名，则生成的二进制文件存放在工程所在的目录下。,在标签页 Output 中，Linktype 中提供了 3 种链接方式： Partia ：表示链接器只进行部分链接，经过部分链接生成的目标文件，可以作为以后进一步链接时的输入文件。 Simple ：默认的链接方式，也是使用最为频繁的链接方式，它链接生成简单的 ELF 格式的目标文件，使用的是链接器选项中指定的地址映射方式。 Scattered ：使得链接器要根据 scatter 格式文件中指定的地址映射，生成复杂的 ELF 格式的映像文件。一般情况下这个选项使用不太多。,在选中 Simple 方式后，就会出现 Simple image。 R0 Base：这个文本框设置包含有 R0 段的加载域和运行域为同一个地址，默认是 0 x8000。这里用户要根据硬件的实际 SDRAM 的地址空间来修改这个地址，保证在这里填写的地址是程序运行时 SDRAM 地址空间所能覆盖的地址。 RW Base：这个文本框设置包含 RW 和 ZI 输出段的运行域地址。如果选中 split 选项，链接器生成的映像文件将包含 2 个加载域和 2 个运行域，此时，在 RW Base 中所输入的地址为包含 RW 和 ZI 输出段的域设置了加载域和运行域地址。,在 Options 选项中，需要注意的是 Image entry point 文本框。它指定映像文件的初始入口点地址值，当映像文件被加载程序加载时，加载程序会跳转到该地址处执行。如果需要，用户可以在这个文本框中输入下面格式的入口点。 入口点地址：这是一个数值，例如-entry 0 x0。 符号：该选项指定映像文件的入口点为该符号所代表的地址处。比如：-entry int_handler。 在此处指定的入口点用于设置 ELF 映像文件的入口地址。 需要注意的是，这 里不可以用符号 main 作为入口点地址符号，否则将会出现“Image dose not have an entry point(Not specified or not set due to multiple choice)”的出错信息。,Layout选项在连接方式为Simple时有效，用来安排一些输入段在映像文件中的位置。在上图中，Place at Beginning of Image选项用于指定某个输入段放置在它所在的运行时域的开头。,编译链接：,文件输出,9.2.4 AXD调试工具的使用,在软件开发的最初阶段，可能还没有具体的硬件设备。如果要测试所开发的软件是否达到了预期的效果，这可以由软件仿真来完成。 当然，也可以搭建一个PCB板，这个板上可以包含一个或多个处理器，在这个板上可以运行和调试应用软件。 只有当通过硬件或者是软件仿真所得到的结果达到了预期的效果，才算是完成了应用程序的编写工作。,调试器能够发送以下指令： 装载映像文件到目标内存； 启动或停止程序的执行； 显示内存，寄存器或变量的值； 允许用户改变存储的变量值。,进入AXD调试工具,在菜单File中选择“Load image”选项，打开 Load Image对话框，找到要装载的.axf映像文件，点击“打开”按钮，就把映像文件装载到目标内存中了。,Docking windows,Docking toolbars,Registers,Source/ Disassembly,Memory,选择调试目标： 点击ADX窗口菜单【Options】选择【Configure Target】，即弹出Choose Target 窗口，在没有添加其它仿真驱动程序前，Target 项中只有两项，分别为ADP(JTAG 硬件仿真)和ARMUL(软件仿真)。,调试工具条，从左到右依次为： 全速运行(Go) 停止运行(Stop) 单步运行(Step In)，与Step 命令不同之处在于对函数调用语句，Step In 命令将进入该函数。 单步运行(Step)，每次执行一条语句，这时函数调用将被作为一条语句执行。 单步运行(Step Out)，执行完当前被调用的函数，停止在函数调用的下一条语句。 运行到光标(Run To Cursor)，运行程序直到当前光标所在行时停止。 设置断点(Toggle BreakPoint),调试观察窗口工具条，从左到右依次为： 打开寄存器窗口(Processor Registers) 打开观察窗口(Processor Watch) 打开变量观察窗口(Context Variable) 打开堆栈观察窗口（Back Trace） 打开存储器观察窗口(Memory) 打开反汇编窗口(Disassembly),处理器状态观察：,包括： 寄存器 变量 存储器,存储器窗口：,包括： 显示格式 修改操作,单步执行、断点：,添加变量进行观察：,9.2.5 Wiggler JTAG 仿真器的安装与应用,简介 H-JTAG调试代理 使用Wiggler JTAG 仿真器,简介,MagicARM2410 实验箱配套的Wiggler JTAG 仿真器，支持ADS1.2 集成开发环境，支持单步、全速及断点等调试功能。仿真器采用ARM 公司提出的标准20 脚JTAG 仿真调试接口，与计算机连接采用标准25 针并口(即打印机口)。,要使用Wiggler JTAG 仿真器来调试ARM 处理器，除了ADS1.2 集成开发环境外，还需要安装一个ARM 调试代理软件； 推荐使用H-JTAG 软件，H-JTAG 软件的特点如下： 支持ARM7/ARM9，支持自动检测和手动指定内核； 使用RDI 接口，支持SDT2.51、ADS1.2、REALVIEW 和IAR 集成开发环境； 支持ARM/Thumb 模式； 支持Little Endian ” 。,9.5 ARM汇编语言程序调试,无论进行嵌入式系统软件开发还是硬件电路设计，调试永远是不可缺少的、非常重要的一个环节。通常嵌入式系统的调试方法和类型有很多种，最为常见的包括软件模拟调试、硬件仿真器在线调试、Wiggler线缆调试和Linux环境下的gdb程序调试。,9.5.1 A
