随着智能终端的快速发展,嵌入式系统已成为人们生活和社会发展中必不可少的重要组成部分。而ARM系列芯片由于其低功耗、高性能等优异特性,成为嵌入式系统中最为广泛使用的一种处理器,而其中ARM9系列则成为其重要代表之一。
本文将深入探究ARM9开发全过程,从入门到精通,助力初学者快速上手,进一步提高嵌入式系统开发的效率。
1. ARM9系列芯片介绍
ARM9是英国ARM公司1997年推出的高性能嵌入式CPU,采用32位RISC结构设计,具有高度的可扩展性、可靠性和低功耗性能。其采用的流水线技术、高速缓存控制以及ARM公司独有的Thumb指令集等功能,使其成为嵌入式系统中最为常用的处理器之一。
ARM9系列芯片依据需要,可拥有不同的功能和特性。常见的ARM9系列芯片包括ARM9TDMI、ARM926EJ-S、ARM966E-S等,其中,ARM926EJ-S可作为实际应用中的标准芯片,其运行频率可达到200MHz,集成了MMU和MPU,且具备高效的数据处理能力。
2. ARM9开发基础
2.1 硬件平台
作为嵌入式系统的一种,ARM9的开发需要用到相应的硬件平台,其中最为常见的包括以下几种:
(1) ARM开发板:开发板是硬件开发的重要组成部分,用于验证硬件设计的正确性以及测试软件。市面上存在大量ARM开发板,如ARM11、ARM9等,用户可根据需求进行选择。
(2) JTAG仿真器:JTAG仿真器用于通过软件测试硬件,调试和查找故障,并能实现对目标系统的烧写和下载调试等功能。
(3) 外部设备:如LED灯、按键、LCD屏幕等,用于验证硬件设计的正确性,以及测试软件功能。
2.2 开发工具
ARM9开发需要使用相应的工具,用于编译、下载、调试等操作,如编译工具、链接工具、下载工具、调试工具等。其中,Keil MDK-ARM是最为常见的ARM开发工具之一,可以支持ARM9系列芯片的开发,包含了C语言编译器、汇编器、链接器、调试器等多种工具,非常适合初学者使用。
3. ARM9开发流程
3.1 硬件设计
硬件设计包括电路设计、原理图设计、PCB设计等,为软件开发奠定了坚实的基础。硬件设计过程重要的是要根据实际需求进行设计,在相应的限制下选择合适的器件,并根据硬件和软件之间的通信方式确定相应的接口设计。
3.2 软件开发
软件开发过程包括移植、外设驱动、启动程序、应用程序开发等。其中,ARM9的软件开发采用C语言进行编写,并结合相应的汇编语言。
3.3 编译、链接、烧写
完成软件开发后,需要进行编译、链接,得到可执行文件。编译过程包括将C语言源代码编译为汇编语言源代码,然后将汇编源代码进行汇编,得到目标文件,最后将多个目标文件链接到一起生成可执行文件。可执行文件通过烧写工具,烧写到目标板上。
3.4 调试
对于初学者来说,调试可能是最为困难的环节。在调试过程中,需要使用JTAG仿真器等工具进行调试操作,常见的调试工具包括Keil uVision、IAR Embedded Workbench等。调试工具可以帮助用户完成各种调试操作,例如在源码级别上查看代码,单步执行程序等等。
4. ARM9开发应用实例
以LCD屏幕驱动为例,介绍ARM9的应用实例:
(1) 硬件设计:选择LCD屏幕,并根据LCD屏幕的接口设计进行硬件设计。
(2) 编写LCD屏幕驱动:在完成硬件设计后,编写LCD屏幕驱动程序。
(3) 编译、链接、烧写:对LCD屏幕驱动进行编译、链接,生成可执行文件。然后通过烧写工具,将可执行文件程序烧写到目标板上。
(4) 调试:通过JTAG仿真器等工具对LCD屏幕驱动进行调试和验证。
总结
本文围绕ARM9开发进行了全面深入的讲解,从硬件设计到软件开发、编译、链接、烧写以及调试等方面进行了详细介绍。希望本文能够让初学者更加熟练地掌握ARM9的开发过程,提高嵌入式系统开发的效率。