嵌入式实验指导

嵌入式A8(S5PV210)实验指导

本实验采用华清远见A8实验箱--FS210，搭载三星生产的ARM-A8内核的单核处理器S5PV210。这款处理器曾用于制造三星TAB平板，性能比较强大。本课程实验旨在通过对实验箱的使用掌握基本的ARM-A系列芯片系统的嵌入式开发流程。包括四个实验：

1、裸机开发环境及linux操作系统下开发环境搭建

2、应用程序如何烧写到开发板中以及如何在线调试

3、裸机下实现开发板与PC机的串口通信

4、带操作系统下的嵌入式开发原理初识

通过四次试验，使同学们掌握嵌入式开发流程，理解有无操作系统在开发嵌入式系统过程中的区别，为以后深入学习嵌入式打下入门基础。

最后附有实验报告要求。

实验1：裸机开发环境及linux操作系统下开发环境搭建及Linux常

用命令及vi, gdb的使用

实验目的：

（1）掌握嵌入式开发环境搭建的基本流程

（2）掌握linux系统安装过程，熟悉基本的Linux指令操作

（3）理解交叉编译的意义

实验原理：

嵌入式软件开发不同于PC机的软件开发，由于不同硬件平台的指令系统不同，要想在个人计算机上编写嵌入式软件和程序就需要使用对应的嵌入式平台的开发环境，比如大家学过的51单片机，用的KEIL（keil-C51）软件就是针对51内核平台下的集成开发环境，keil-C51软件中集成了代码编写、交叉编译、链接、程序烧写、仿真等最主要功能，从而使51单片机软件开发者在一个软件中实现了整个的程序开发流程，方便快捷。

同理，ARM内核平台也有其相应的开发平台，包括IAR,KEIL FOR ARM这两个著名软件，这两个软件在开发不带操作系统以及带有小型嵌入式操作系统（如u\Cos，RT-thread，Vx-works等）的产品时非常方便，但在开发如linux、安卓系统的产品时力不能及。因此需要用到更通用些的开发环境，如eclipse、PC-linux系统。

Eclipse是一个开源的软件工程文件管理界面，当它的底层安装了不同的编译、仿真等工具后，就可以用来开发不同平台的软件，如安卓APP，FPGA软核代码，当然也包括ARM软件。

当需要开发带有linux内核的大型嵌入式系统时，通常要在linux操作系统下进行，因此安装linux操作系统是开发嵌入式高端产品的必由之路，linux的使用流程能够帮助你更好理解嵌入式开发的每个环节。

实验仪器及资料：

1个人电脑（建议安装winXP或win7-32b，更高版本系统可能导致驱动安装失败）

2 FS210试验箱

3 FS210试验箱配套资料（12G）

（资料下载地址：https://www.360docs.net/doc/bf3290255.html,/s/1gewoJAz）

实验内容及步骤：

一、裸机开发环境搭建(这一大步骤需要在实验课上完成，第二步可以回去自己做)

下面为win7-32b系统下软件安装流程，以后的实验都使用win7-32位系统进行，使用其他系统的同学请参照实验箱配套书籍进行操作。此实验手册不做介绍。把下载的实验箱资料解压（假设解压在桌面上）后：

（1）安装GCC编译器和Yagarto工具包（圈住的两个都装，安装位置随意）：（已经安装）

（2）安装FS-JTAG调试软件（安装位置随意）：（已经安装）

（3）安装FS-JTAG驱动：

①如图所示用USB线连接JTAG仿真器和电脑

②<我的电脑>--右键--管理--设备管理器，如图

会出现两个带黄色叹号的设备（下图中的两个未知设备不必管它，只关心那两个“USB<=>JTAG&RS232”即可）

鼠标放在“USB<=>JTAG&RS232”上--右键--更新驱动程序软件，如图

选择第二项：

④浏览选择驱动位置并点击下一步，安装完成

注意：在win764位以及更高版本系统中会出现提示“驱动数字签名不可用”或者“哈希

值不可用“的问题，而且有的电脑可以解决，有的不能解决，同学们自行百度。

⑤重复第三步和第四步，直到使设备管理器里面没有带叹号的设备（一共三次）

（4）安装JRE

（5）安装串口线驱动

①如图所示链接串口线

②打开设备管理器按照“（3）安装JTAG驱动”方法安装串口驱动

（6）解压Eclipse，并打开

①

②自行在D盘新建一个Eclipse文件夹，并把上图压缩包解压至Eclipse文件夹中

③下图是D盘下解压的eclipse，将其发送到桌面，留待以后使用

④双击打开eclipse，设定工作路径（即以后你用eclipse新建的软件工程的默认保存位置），点击Workbench。如下图：

至此，可用于开发ARM裸机程序的开发环境搭建完成。

二、操作系统开发环境搭建（这一步可以回宿舍自己做，实验室电脑已经安装好，只需要在做第四个实验之前完成这一步骤就可以了，建议做完第二个实验之后做这一步）

（1）环境搭建前的准备

①检查主机配置

②检查自己的电脑是否支持虚拟化技术（只有支持虚拟化技术的CPU才能运行虚拟机软件）

如果显示有下图红圈中的VT-x，则表示支持虚拟化技术

如果支持就继续实验，不支持的话，实验一下面的步骤和实验四没法做

③继续，打开计算机的虚拟化功能：关机重启计算机，重启时按下F2按键进入下图状态，按照下图操作

准备工作完成，下面进入环境搭建流程

（2）环境搭建与初级设置

①安装VMware Player,双击下图程序安装

②解压Ubuntu系统镜像到D盘新建文件夹中（其他磁盘也可以）

解压后在D盘中：

③打开虚拟机，进行初级配置

④编辑虚拟机设置

⑤分别修改各项配置参数1、内存。2、处理器。3、网络适配器。4、共享目录

虚拟机内存分配大小根据自己的电脑配置修改，如果是2G内存，则分配约1G即可，如果大于等于4G内存，则分配大于1G即可。本机内存4G，如下图分配1.5G给虚拟机。

查看处理器的配置：计算机--右键--属性

可以看到，我的计算机为双核四线程（看不懂的可以用鲁大师查看）

我的计算机为双核，每个核心为双线程。

因此设置如下（下图中所谓核心数量=内核数x每个内核的线程数）

网络适配器为桥接模式：

上图桥接到了有线网卡上，因为我们后面要用有线网卡往开发板烧写程序至于无线网卡，需要取消掉对它的桥接

共享目录添加：添加--下一步--浏览--下一步--完成

初级配置完成⑥打开虚拟机

⑦

密码为1，回车

打开了!!!

如何关闭！！！

到现在为止，linux开发环境的配置还没有结束，但是第二个和第三个实验的开发环境早已经可以使用了。

至于linux下的开发环境搭建还差一点点，留在第四个实验时接着介绍! （三）Linux常用命令及vi, gdb的使用

一、常用命令使用介绍

1．ls 命令

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ls 以默认方式显示当前目录文件列表

ls –a 显示所有文件包括隐藏文件

ls –l 显示文件属性，包括大小，日期，符号连接，是否可读写及是否可执行

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2.cd 命令

cd dir 切换到当前目录下的dir 目录

cd .. 切换到到上一级目录

cd ~ 切换到用户目录，比如是root 用户，则切换到/root 下

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3．rm 命令

rm file 删除某一个文件

rm -rf dir 删除当前目录下叫dir 的整个目录

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4.cp 命令

cp source target 将文件source 复制为target

cp –av soure_dir target_dir 将整个目录复制，两目录完全一样

cp –fr source_dir target_dir 将整个目录复制，并且是以非链接方式复制，当source 目录带有符号链接时，两个目录不相同

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5.mv 命令

mv source target 将文件或者目录source 更名为target

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6.diff 命令

diff -ruN dir1 dir2 > 比较目录1 与目录2 中的文件

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7.echo 命令

echo m essage 显示一串字符

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8.cat 命令

cat file 显示文件的内容，和DOS 的type 相同

cat file | more 显示文件的内容并传输到more 程序实现分页显示，使用命令less file可实现相同的功能more 分页命令，一般通过管道将内容传给它，如ls | more

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9.du 命令

du 计算当前目录的容量

du -sm /root 计算/root 目录的容量并以M 为单位

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10.find 命令

find -name file 在/path 目录下查找看是否有文件file

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11.grep 命令

grep -r “chars”./ 在当前目录的所有文件查找字串chars -r 表示递归查找子目录

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12.vi 的使用

vi file 编辑文件file

vi 原基本使用及命令：

vi 分为编辑状态和命令状态。输入命令要先按ESC，退出编辑状态，然后输入命令。

常用命令有：

:x(退出) :x!(退出不保存) :w(保存文件)

:w!(不询问方式写入文件) :r file(读文件file)

:%s/oldchars/newchars/g(将所有字串oldchars 换成newchars) i 进入编辑插入状态

ESC 退出编辑状态

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13.man 命令

man ls 读取关于ls 命令的帮助

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14.启动关闭计算机命令

reboot 重新启动计算机

halt 关闭计算机

init 0 关闭所有应用程序和服务，进入纯净的操作环境

init 1 重新启动应用及服务

init 6 重新启动计算机

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15.tar 命令

tar -xfzv file.tgz 将文件file.tgz 解压

tar -zcvf file.tgz 将文件或目录压缩为file.tgz

gzip directory.tar 将覆盖原文件生成压缩的directory.tar.gz

gunzip directory.tar.gz 覆盖原文件解压生成不压缩的directory.tar。

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16．dmesg,uname 命令

dmesg 显示kernle 启动及驱动装载信息

uname -a 显示操作系统的类型

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17.string 命令

string file 显示file 文件中的ASCII 字符内容

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18．rpm 命令

rpm -ihv program.rpm 安装程序program 并显示安装进程

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19.文件目录管理命令

su root 切换到超级用户

chmod a+x file 将file 文件设置为可执行，脚本类文件一定要这样设置一个，否则得用bash

file 才能执行

chmod 666 file 将文件file 设置为可读写

chown user /dir 将/dir 目录设置为user 所有

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20．mknod 命令

mknod /dev/hda1 b 3 1 创建块设备hda1，主设备号为3，从设备号为1，即master 硬盘的第一个分区

Mknod /dev/tty1 c 4 1 创建字符设备tty1,主设备号为4，众设备号为1，即第一个tty 终端

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Touch /tmp/running在/tmp 下创建一个临时文件running，重新启动后消失

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21.磁盘管理的命令

fdisk /dev/hda 就像执行了dos 的fdisk 一样

mount -t ext2 /dev/hda1 /mnt 把/dev/hda1 装载到/mnt 目录

df 显示文件系统装载的相关信息

mount -t nfs 192.168.1.1:/sharedir /mnt 将nfs 服务的共享目录sharedir 加载到/mnt/nfs 目录

umount /mnt 将/mnt 目录卸载，/mnt 目录必须处于空闲状态

sync 刷新缓冲区，使内容与磁盘同步，

mkfs.ext2 /dev/hda1 格式化/dev/hda1 为ext2 格式

dd if=/dev/zero of=root.ram bs=1024,count=1024 生成一个大小为1M 的块设备，可以把它当作硬盘的一个分区来用

22．程序开发有关命令

gcc hello.c -o hello 将hello.c 编译成名为hello 的二进制执行文件

ldd program 显示程序所使用了哪些库

23．系统有关命令

ps 显示当前系统进程信息

ps –ef 显示系统所有进程信息

kill -9 500 将进程编号为500 的程序杀死

top 显示系统进程的活动情况，按占CPU 资源百分比来分

free 显示系统内存及swap 使用情况

time program 在program 程序结束后，将计算出program 运行所使用的时间

网络命令

Ifconfig -a eth0 192.168.1.2 捆绑网卡1 的IP 地址为192.168.1.2

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24、登录网络服务器

telnet 192.168.1.1 登陆IP 为192.168.1.1 的telnet 服务器

ftp 192.168.1.1 登陆到ftp 服务器

实验思考

Linux 下命令有哪几种可使用的通配符？分别代表什么含义？

实验2 烧写应用程序到开发板中以及在线调试

实验目的：

掌握如何把自己编写好的软件下载到开发板上

实验原理：

PC机通过JTAG工具把开发者编译好的可执行文件下载到开发板中，有的时下载到芯片内部的flash中，以后芯片上电后就会自动执行flash中的代码。也有的芯片内部没有flash，而是把可执行文件烧到开发板上的flash中，大型程序往往存储在外部磁盘，比如个人电脑里有一个ROM用于开机时的初始化工作，之后调用了C盘里的windows操作系统，嵌入式平台可以外接SD卡，MMC等，他们都可以存储程序。

本试验把一个已经编译好的软件烧写到开发板的RAM中，这个程序只有几KB，不会引导外部存储中的其他可执行文件。

把程序烧写到RAM中是一种快捷的调试手段，这样可以在不修改flash中的引导程序的前提下，在线调试程序，当断开仿真器后，开发板会重新复位，RAM 中的程序被清除，重新加载flash中的程序。

通过对一个现有的点亮LED灯的程序，使大家掌握eclipse软件的使用流程。实验仪器及资料：

1个人电脑（建议安装winXP或win7-32b，更高版本系统可能导致安装失败）

2 FS210试验箱

3 FS210试验箱配套资料（12G）

实验内容及步骤：

（1）准备工作：

①关闭电源的情况下，开发板上的拨码开关需要拨到如图状态（1000），这是一个用于开机启动配置的开关，拨到不同位置，启动的系统来自不同的存储器。

②连接开发板与电脑，如下图

③使用串口终端调试软件Putty。

（把这个软件复制到桌面，因为以后实验多次用到）

④查看自己电脑的串口号，如图，本机CH340的串口为COM5，（至于COM7，它是FS-JTAG上面的串口，暂时不必管它）