基于新手進(jìn)行arm開(kāi)發(fā)的思路詳解

　　由于涉及編程，學(xué)習ARM單片機系統對于從事電子電路的設計者來(lái)說(shuō)是有些困難的，學(xué)習知識不難，難的是理清其中的開(kāi)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(kāi)發(fā)應該從哪幾方面來(lái)理清開(kāi)發(fā)思路。

　　做個(gè)最小系統板：如果從沒(méi)有做過(guò)ARM的開(kāi)發(fā)，建議一開(kāi)始不要貪大求全，把所有的應用都做好，因為ARM的啟動(dòng)方式和dsp或單片機有所不同，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、和復位信號的小系統板，留出擴展接口。使最小系統能夠正常運行，任務(wù)就完成了一半，好在A(yíng)RM的外圍接口基本都是標準接口，如果已有這些硬件的布線(xiàn)經(jīng)驗那就更好了。
 

　　寫(xiě)啟動(dòng)代碼

　　根據硬件地址先寫(xiě)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中bootloader會(huì )有很多東西，但是不要被這些復雜的程序所困擾，因為這是設計開(kāi)發(fā)板過(guò)程中需要設計，并不包含在A(yíng)RM設計范疇中。

　　研究芯片資料

　　盡管ARM在內核上兼容，但每家芯片都有自己的特色，編寫(xiě)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(lài)心理，總想拿別人的示例程序修改，卻越改越亂。

　　了解操作系統程序

　　在A(yíng)RM的應用開(kāi)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

　　如果設計者自己制作硬件，每個(gè)廠(chǎng)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。在以后做設計時(shí)就能做到對資源的分配心中有數。器件的DATSHEET一定要好好消化。

　　最小系統板

　　很多人會(huì )問(wèn)，做最小系統板是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，高速數字電路對走線(xiàn)的阻抗有要求，二層板不好控制阻抗。33歐電阻一般加在驅動(dòng)器端，也是起阻抗匹配作用的;布線(xiàn)時(shí)要先布數據地址線(xiàn)，和需要保證的高速線(xiàn);在高頻的時(shí)候，PCB板上的走線(xiàn)都要看成傳輸線(xiàn)。
 

　　傳輸線(xiàn)有其特征阻抗，學(xué)過(guò)傳輸線(xiàn)理論的都知道，當傳輸線(xiàn)上某處出現阻抗突變(不匹配)時(shí)，信號通過(guò)就會(huì )發(fā)生反射，反射對原信號造成干擾，嚴重時(shí)就會(huì )影響電路的正常工作。采用四層板時(shí)，通常外層走信號線(xiàn)，中間兩層分別為電源和地平面，這樣一方面隔離了兩個(gè)信號層，更重要的是外層的走線(xiàn)與它們所靠近的平面形成稱(chēng)為“微帶”(microstrip)的傳輸線(xiàn)，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(xiàn)阻抗主要于走線(xiàn)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)，有許多現成的公式和程序可供計算。33歐電阻通常串連放在驅動(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(xiàn)的阻抗匹配，使反射回來(lái)(假設解收端阻抗沒(méi)有匹配)的信號不會(huì )再次反射回去(吸收掉)，這樣接收端的信號就不會(huì )受到影響。

　　接收端也可以作匹配，例如采用電阻并聯(lián)，但在數字系統比較少用，因為比較麻煩，而且很多時(shí)候是一發(fā)多收，如地址總線(xiàn)，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，更重要是看信號的上升下降時(shí)間。通?？梢杂蒙仙?或下降)時(shí)間估計電路的頻率，一般取上升時(shí)間倒數的一半，比如如果上升時(shí)間是1ns，那么它的倒數是1000MHz，也就是說(shuō)在設計電路是要按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I(mǎi)C其驅動(dòng)器的輸出斜率是可調的。Linux自身具備一整套工具鏈，容易自行建立嵌入式系統的開(kāi)發(fā)環(huán)境和交叉運行環(huán)境，并且可以跨越嵌入式系統開(kāi)發(fā)中的仿真工具(ICE)的障礙。內核的完全開(kāi)放使人們可以自己設計和開(kāi)發(fā)出真正的硬實(shí)時(shí)系統，軟實(shí)時(shí)系統在Linux中也容易得到實(shí)現。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(kāi)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核和所需要的所有用戶(hù)界面，它是多面的。它能處理嵌入式任務(wù)和用戶(hù)界面。

　　一個(gè)小型的嵌入式Linux系統只需要下面三個(gè)基本元素：*引導工具*Linux微內核，由內存管理、進(jìn)程管理和事務(wù)處理構成*初始化進(jìn)程如果要讓它能干點(diǎn)什么且繼續保持小型化，還得加上：*硬件驅動(dòng)程序*提供所需功能的一個(gè)或更多應用程序。再增加功能，或許需要這些：*一個(gè)文件系統(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、操作系統程序、最小系統版這四個(gè)方面來(lái)為新手進(jìn)行講解，在針對ARM開(kāi)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)習過(guò)程中就會(huì )覺(jué)得豁然開(kāi)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。