第05章ARM嵌入式系统开发环境 共80页

嵌入式系统及其开发应用（第二版）
第5章 ARM嵌入式系统开发环境
5.1 基本原理 5.2 实验及其要求
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5.1 基本原理
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绝大多数的Linux软件开发都是以Native方式进行的， 即本机（Host）开发、调试，本机运行的方式。这种 方式通常不适合嵌入式系统的软件开发，因为嵌入式 系统没有足够的资源在本机运行开发工具和调试工具。 通常，嵌入式系统的软件开发采用一种交叉编译调试 的方式，交叉编译调试环境建立在宿主机上，宿主机 可以是一台PC或工作站，对应的目标板也称为开发板 或实验板。图5.1给出了这种交叉编译环境的示意图。 开发时使用宿主机上的交叉编译、汇编及链接工具形 成可执行的二进制代码，这种可执行代码不能在宿主 机上执行而只能在目标板上执行，因此需要把可执行 文件下载到目标板上运行。一般调试的方法包括串口 调试和以太网口调试。
SemitARM9200开发板要求minicom设置COM1为所选串口，波 特率为115 200bps，无硬件流控，8位数据位，1位停止位，无奇 偶校验，即8N1。
注意：串口线、JTAG线严禁带电拔插！
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5.1 基本原理
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（2）NFS服务器的配置 首先在Redhat Linux PC上shell提示符[root…]#下输入
setup命令，弹出如图5.10所示的菜单。 选择System services项，按回车键进入系统服务选项菜单，
选中[*]nfs项，然后退出setup界面返回命令提示符： vim /etc/exports 将这个默认的空文件修改为只有如下一行内容： / (rw) //即根目录可读写，/和(rw)之间要留空格 然后保存退出（:wq），执行如下命令启动NFS服务： /etc/rc.d/init.d/nfs restart 或 service nfs restart Shutting down NFS mountd: [ OK ] Shutting down NFS daemon: [ OK ] Shutting down NFS quotas: [ OK ]
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5.1 基本原理
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实验箱的实物图分别如图5.2和图5.3所示，开发 板及接口、CDMA模块及电源、GPS模块及电源 、Zigbee模块及电源、IEEE 802.11g无线网卡 的实物图分别如图5.4～图5.8所示。另外，GSM 天线在实验箱的最低层，取出来后装在图5.3中 GSM天线底座的位置上。
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三通道16位的定时/计数器（TC）；
两线接口（TWI）；
IEEE 1149.1 JTAG标准扫描接口。
核心板各个部分的构成如图5.9所示。
内存部分：1片168Mb数据宽度的Flash，共16MB Flash（Intel 28F128J3C，如有不同型号，则是完 全兼容的器件）；两片16M16b数据宽度的SDRAM （HY 57V561620B T，如有不同型号，则是完全兼 容的器件）构成64MB SDRAM。
数量 1块 1块 1块 1块 1根 1根 1块 1根 2根 1根
表5.1 SemitARM9200实验箱上 层
模块名称 SemitARM9200开发底板 SemitARM9200 核心板 7.5V 1200mA电源 7.5V 800mA电源 GSM天线 耳机
数量 1块 1块 1块 4块 1根 1副
表5.2 SemitARM9200实验箱下 层
：进入mnt目录
mkdir cdrom
：建立cdrom目录
mount /dev/cdrom /mnt/cdrom ：mount插入的光盘
cd /mnt/cdrom 录
：进入CDROM所在目
./arminst
：执行安装程序
回车
：开始安装嵌入式实验系统软件
注意：进入中文环境是为了能够看到安装启动时的一些中文提 示信息，若没有中文环境也无所谓，只是会看到一些乱码而已 ，用户只需输入y并按回车键即可完成全部安装（建议在安装 前启动时就将串口线连好）。安装时，当前用户必须是root。
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最后选择Linux启动以后进入X模式还是文本模式，这个 可以根据自己的爱好决定。进入文本模式时，启动花费的 时间少一些。即使进入X Windows，也可以按Ctrl + Alt +Fx（x在默认情况下可以是1，2，…，6）组合键，输 入安装RedHat时设置的用户名（root或已经建立的其他 用户）和密码，即可进入操作系统的Shell提示符，如： [rootlocalhost root]#。
执行完毕后，会在根目录下生成工作目录：/home/arm，该 目录含有Linux内核、应用程序源代码及各个工具软件。
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5.1 基本原理
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安装完系统后，安装程序自动配置Minicom终端程序，通常在宿主 机上用Minicom观察开发板输出到串口的调试信息，也可以通过串 口向开发板发送命令。Minicom类似于Windows下的超级终端程 序。
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当开发环境安装完毕后，会在根目录下生成两个目录：工作目录 /home/arm和交叉编译环境目录/usr/local/arm。
嵌入式开发通常要求宿主机配置有网络，支持NFS（为交叉开发时 mount所用），支持TFTP服务器（为下载映像文件所用）等，这些 将在后面介绍。
核心板和底板配合即构成一个最小的完整应用系统。 系统具有体积小、耗电低、处理能力强等特点，能够 装载和运行嵌入式Linux操作系统，用户可以在这个 系统平台上进行自主软件开发。
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5.1 基本原理
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AT91RM9200具有如下资源及接口： 16KB数据Cache，16KB指令Cache，写缓冲区； 虚拟内存管理单元NMU； 带有Debug调试的在片Emulator； 中级执行嵌入式Trace Macrocell； 16KB的内部SRAM和128KB的内部ROM； 外部总线接口（EBI）； 支持SDRAM、SRAM、Burst Flash和CompactFlash、
（1）安装步骤
建议完全安装Redhat9.0 Linux操作系统（http:提供 下载），可以使用系统所附光盘启动安装Redhat9.0 Linux。刚开始 安装不久，安装向导会弹出对话框询问安装服务器或工作站等，请选 择自定义（Custom）。安装过程中可以指定PC上网卡的IP地址。因 为本开发板在烧写时默认的IP为192.168.0.23，所以建议宿主机IP 地址也配置在此网段（192.168.0.X）。IP地址可以在安装时指定， 也可以在PC安装好以后指定IP。在配置防火墙（Firewall）时，选择 不安装防火墙（No Firewall）。在选择软件Package时，选择最后 一项：Everything，即完全安装。完全安装完以后，大概占用 4.8GB的硬盘空间。
保护的先进中断控制器； 7个外部中断源和一个快速中断源； 4个32位的PIO控制器可以达到122个可编程I/O引脚
（每个都有输入控制、可中断及开路的输出能力）； 20通道的外部数据控制器（DMA）； 10/100Mbps的以太网接口； 两个全速的USB2.0主接口和一个从口； 4个USART；
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图5.6 GPS模块及电源
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图5.7 Zigbee（主、从）模块及电源
图5.8 802.11g无线网卡
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SemitARM9200开发板由核心板和底板组成。核心 板在实验箱的最低层，取出来后装在图5.3中的核心 板插槽处。核心板上集成了Atmel的AT91RM9200 处理器，64MB SDRAM及16MB的Flash，为应用研 发提供了足够的空间。底板上则提供以下外设接口： 两个RS-232 串口（COM），一个USB Host接口， 两个USB Device接口，一个10/100Mbps自适应以 太网接口。
用串口线连接SemitARM9200开发板的ttys0和宿主机的COM1， 在宿主机任意目录下执行minicom，然后给开发板上电，就可以看 到开发板启动时显示出来的信息。开发板启动后运行一个简化的 shell进程，可以接受用户的控制，使用者可以输入一些简单的命令 ，如cd、ls来查看片上文件系统。运行程序直接输入程序名，/bin 下面都是可执行程序，用ps命令可以查看系统正在运行的进程。
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5.1 基本原理
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图5.2 实验箱上层
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5.1 基本原理
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图5.3 实验箱下层
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5.1 基本原理
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图5.4 SemitARM9200 开发板及接口
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5.1 基本原理
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图5.5 CDMA模块及电源
SemitARM9200实验箱分为上、下两层，它们 所包含的模块名称及其数量分别列于表5.1和表 5.2中。
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5.1 基本原理
模块名称 Zigbee模块（主） Zigbee模块（从） GPS模块 CDMA模块 GPS天线 CDMA天线 802.11g无线网卡 串口线（双公） 串口线（公母） 直连网线
注意：安装完成以后也可以修改\etc\inittab文件来选择 进入X Windows还是进入字符模式。