基于ARM的嵌入式开发技术
arm嵌入式实验报告
arm嵌入式实验报告ARM嵌入式实验报告近年来，随着科技的不断进步，嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用。
作为其中一种重要的嵌入式处理器架构，ARM架构以其高效能和低功耗的特点，成为了众多嵌入式系统的首选。
本实验报告将介绍我在ARM嵌入式实验中的学习和体会。
1. 实验背景和目的嵌入式系统是指将计算机技术应用于各种电子设备中，以完成特定任务的系统。
ARM架构作为一种低功耗、高性能的处理器架构，广泛应用于智能手机、平板电脑、物联网设备等领域。
本次实验的目的是通过学习ARM架构的基本原理和应用，了解嵌入式系统的设计和开发过程。
2. 实验内容本次实验主要包括以下几个方面的内容：2.1 ARM架构的基本原理首先，我们学习了ARM架构的基本原理，包括指令集、寄存器、内存管理等方面的知识。
ARM指令集具有丰富的指令种类和灵活的寻址方式，可以满足不同应用的需求。
同时，ARM处理器具有多个寄存器，用于存储和操作数据，提高了程序的执行效率。
此外，内存管理是嵌入式系统设计中非常重要的一环，ARM架构通过虚拟内存管理机制，实现了对内存的高效管理。
2.2 ARM开发工具的使用为了进行ARM嵌入式系统的开发，我们需要使用相应的开发工具。
本次实验中，我们学习了如何使用Keil MDK开发工具，进行ARM程序的编译、调试和下载。
Keil MDK提供了一套完整的开发环境，包括编译器、调试器和仿真器等，方便了我们进行ARM程序的开发和调试。
2.3 ARM嵌入式系统的设计和开发在掌握了ARM架构和开发工具的基本知识后，我们开始进行ARM嵌入式系统的设计和开发。
本次实验中，我们以一个简单的温度监测系统为例，设计了相应的硬件电路和软件程序。
硬件电路包括传感器、模拟转换电路和显示器等，用于采集和显示温度数据。
软件程序则负责控制硬件电路的运行，并将采集到的温度数据进行处理和显示。
3. 实验结果和分析通过实验，我们成功地设计和开发了一个基于ARM架构的温度监测系统。
基于ARM处理器的嵌入式系统设计
基于ARM处理器的嵌入式系统设计嵌入式系统指的是任何一种通过程序嵌入到硬件系统中，以实现特定功能的设备。
这些系统包括嵌入式计算机、嵌入式传感器、嵌入式测量设备等等。
嵌入式系统的设计必须遵循严格的硬件和软件要求，以实现高可靠性、高效性和低耗能等特性。
ARM处理器是一种高性能低功耗处理器。
由于其独特的架构和性能，ARM处理器已逐渐成为嵌入式系统中的首选处理器。
在工业控制、汽车电子、消费电子等领域中，ARM处理器已经得到广泛的应用。
基于ARM处理器的嵌入式系统设计需要注意以下几个方面：一、硬件设计嵌入式系统中，硬件设计是至关重要的。
硬件设计需要考虑到系统的高可靠性和稳定性。
在基于ARM处理器的嵌入式系统中，硬件设计需要考虑以下几点：1.选取适当的处理器。
根据系统的应用场景和性能要求，选择适当的ARM处理器。
比如，某些应用需要实现高计算性能，而某些应用则需要实现低功耗，需要选择不同的处理器。
2.电源设计。
对于嵌入式系统来说，电源设计尤为重要。
在选择电源时，需要考虑电压范围、电流要求、效率、可靠性等因素。
3.布线设计。
布线设计需要考虑到模拟信号与数字信号的分离、信号传输的完整性以及电磁干扰等问题。
4.外设设计。
根据系统的需求，需要选取合适的外设，包括存储器、通信接口、传感器接口等。
二、软件设计基于ARM处理器的嵌入式系统中，软件设计是至关重要的。
以下是一些需要注意的问题：1.Bootloader设计。
Bootloader是在系统上电时运行的第一个程序，用于初始化硬件、加载操作系统内核等。
Bootloader的设计需要考虑到硬件的初始化和操作系统内核的加载。
2.操作系统设计。
嵌入式系统中，通常会使用一些轻量级的操作系统，例如FreeRTOS、uC/OS等。
操作系统的设计需要考虑到性能、资源占用、任务优先级等因素。
3.应用程序设计。
应用程序设计需要考虑到系统的功能要求、通信协议等因素。
在应用程序设计中，需要注意代码复杂度，确保代码的可维护性和可扩展性。
基于ARM嵌入式系统的设计及其应用
基于ARM嵌入式系统的设计及其应用ARM嵌入式系统是一种基于ARM架构设计的嵌入式计算系统。
ARM架构有着低功耗、高性能和高度可扩展性的特点，所以广泛应用于嵌入式系统。
本文将探讨ARM嵌入式系统的设计原理和其在各个领域的应用。
首先，ARM嵌入式系统的设计需要考虑以下几个方面。
首先是硬件设计，包括选择ARM核心的版本和配置，以及外围设备的选择和接口定义。
其次是软件设计，包括操作系统、驱动程序和应用软件的开发。
最后是系统集成和测试，将硬件和软件进行结合，开展系统级的调试和验证。
ARM嵌入式系统的应用场景非常广泛，下面将介绍几个典型的应用领域。
1.智能手机和平板电脑：ARM嵌入式系统在智能手机和平板电脑上得到了广泛的应用。
其低功耗和高性能的特点使得这些设备具有长久的电池续航时间和流畅的用户体验。
2.物联网：ARM嵌入式系统在物联网领域也有着重要的应用。
它可以用于连接各种智能设备，如智能家居、智能工业设备等，实现设备之间的通信和数据交换。
3.汽车电子：ARM嵌入式系统在汽车电子领域得到了广泛的应用。
它可以用于驱动系统、车载娱乐系统以及车载通信系统等。
ARM嵌入式系统的低功耗和高性能可以提供更好的性能和用户体验。
4.工业控制：ARM嵌入式系统在工业控制领域也有着重要的应用。
它可以用于监控和控制系统，实现自动化生产和设备的远程监控。
5.医疗设备：ARM嵌入式系统在医疗设备领域也得到了广泛的应用。
它可以用于心率监测、血压监测等医疗设备。
ARM嵌入式系统的低功耗和高性能可以提供可靠的性能和长久的使用时间。
总的来说，ARM嵌入式系统在各个领域具有广泛的应用。
其低功耗、高性能和高度可扩展性的特点使得它成为了嵌入式系统设计的首选。
而且，随着技术的不断发展，ARM嵌入式系统将会在更多的领域得到应用，为各行业带来更高效、更智能的解决方案。
ARM开发教程之ARM体系的嵌入式系统BSP的程序设计
ARM开发教程之ARM体系的嵌入式系统BSP的程序设计简介：ARM公司在32位RISC的CPU开发领域不断取得突破，其结构已经从V3发展到V6。
BSP（Board Support Package）板级支持包介于主板硬件和操作系统之间，其功能与PC 机上的BIOS相类似，主要完成硬件初始化并切换到相应的操作系统。
BSP是相对于操作系统而言的，不同的操作系统对应于不同定义形式的BSP，例如VxWorks的BSP和Linux的BSP相对于某一CPU来说，尽管实现的功能一样，可是写法和接口定义是完全不同的。
另外，仔细研究所用的芯片资料也十分重要，例如尽管ARM在内核上兼容，但每家芯片都有自己的特色。
所以这就要求BSP程序员对硬件、软件和操作系统都要有一定的了解。
本文介绍基于ARM体系的嵌入式应用系统初始化部分BSP的程序设计。
本文引用的源码全部是基于HMS320C7202芯片设计，并已成功运行。
1 ARM开发教程之初始化过程尽管各种嵌入式应用系统的结构及功能差别很大，但其系统初始化部分完成的操作有很大一部分是相似的。
嵌入式系统的启动流程如图1所示。
1.1 设置入口指针启动程序首先必须定义指针，而且整个应用程序只有一个入口指针。
一般地，程序在编译链接时将异常中断向量表链接在0地址处，并且作为整个程序入口点。
入口点代码如下：ENTRY（_start）；开始1.2 ARM开发教程之设置异常中断向量表ARM要求中断向量表必须放置在从0开始、连续8×4字节的空间内。
各异常中断向量地址以及中断的算是优先级如表1：表1 各异常中断的中断向量地址以及中断的处理优先级中断向量地址异常中断类型异常中断模式优先级（6最低）0x0 复位特权模式（SVC）10x4 未定义中断未定义指令中止模式（Undef) 60x8 软件中断（SWI）特权模式（SVC）60x0c 指令预取中止中止模式50x10 数据访问中止中止模式20x14 保留未使用未使用0x18 外部中断请求（IRQ）外部中断（IRQ）模式40x1c 快速中断请求（FIQ）快速中断（FIQ）模式 3每当一个中断发生后，ARM处理器便强制把程序计数器（PC）指针置为向量表中对应中断类型的地址值。
基于arm的嵌入式系统原理及应用教程答案
基于ARM的嵌入式系统原理及应用教程答案一、引言嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，主要用于嵌入到其他设备或系统中，以实现特定的功能。
ARM（Advanced RISC Machine）是一种基于精简指令集计算（RISC）的处理器架构，广泛应用于嵌入式系统中。
本文将介绍基于ARM的嵌入式系统的原理及应用教程答案。
二、ARM架构概述ARM架构是一种高效且灵活的处理器设计，适用于各种应用场景。
ARM处理器具有较低的功耗和较高的性能，因此成为了嵌入式系统的首选。
ARM架构支持多种指令集和处理器核心，可以满足不同的需求。
三、ARM嵌入式系统的原理1. 硬件层面在ARM嵌入式系统中，硬件部分主要包括处理器、外设和存储器等组件。
ARM处理器通常由一个或多个处理器核心组成，每个处理器核心都有自己的寄存器和执行单元。
外设包括各种输入输出设备，如键盘、鼠标、显示器等。
存储器包括RAM（随机访问存储器）和ROM（只读存储器），用于存储程序和数据。
2. 软件层面ARM嵌入式系统的软件层面主要包括操作系统和应用软件。
操作系统负责管理系统资源、调度任务和提供服务，常见的嵌入式操作系统有Linux和RTOS等。
应用软件是运行在嵌入式系统上的具体应用程序，可以根据需求进行开发和安装。
3. 嵌入式系统设计流程嵌入式系统的设计流程包括需求分析、系统设计、硬件设计、软件设计和系统测试等阶段。
在需求分析阶段，明确系统的功能和性能要求。
系统设计阶段确定硬件和软件的整体方案。
硬件设计阶段将方案转化为电路图和PCB设计。
软件设计阶段包括编写应用程序和驱动程序。
最后，在系统测试阶段验证系统的功能和性能。
四、ARM嵌入式系统的应用ARM嵌入式系统广泛应用于各个领域，包括消费电子、通信、工业控制等。
1. 消费电子在消费电子领域，ARM嵌入式系统被广泛用于智能手机、平板电脑、数字摄像机等设备。
ARM处理器的低功耗和高性能使得这些设备能够实现复杂的计算和图形处理。
基于ARM芯片的小型嵌入式系统设计与程序开发
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文 章 编 号 ： ０ —９４ （ ０ —０ ６ —０ １ ７ １ ２ ０） ０ ６ ０ｌ ９ ００ ２
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随 着 社 会 信 息 化 的 日 益 加 强 ， 算 机 计 和 网 络 已 经 全 面 渗 透 到 日常 生 活 的 每 一 个 角 落 。 于 我 们 每 个 人 来 说 ， 要 的 已 经 不 对 需 仅 仅 是 那 种 放 在 桌 面 上 处 理 文 档 、 行 工 作 进 管 理 和 声 场 控 制 的计 算 机 “ 器 ” 任 何 一 个 机 。
基于ARM的嵌入式系统开发
基于 Ａ Ｍ 的嵌入式 系统 开发 Ｒ
６ Ｓ Ｒ Ｍ存储器。 Ｄ Ａ ）Ｄ Ａ Ｓ Ｒ Ｍ存储器作 为系统 系统及用户数据、 堆栈均位于 Ｄ Ｃ转 换 器 ， ￥ Ｃ ５ ０ 给 ３ ４ １ Ｂ及 其 他 需 要 ３ ３ 电 运行时的主要区域 ， ．Ｖ ＤＡ Ｙ ７ ６ １２ 源的外围电路供 电；Ｖ到 ３ ３ ５ ． Ｖ的转换 ， 可选用 Ｓ Ｒ Ｍ 存储 器 中 。可选 用 Ｈ ５ Ｖ ４ ６０芯片 作 Ｌｎ ａ ｅｈ ｏ ｇ ｉｅｒ ｃ ｎ ｌ ｙ的 Ｌ １ ８ Ｔ ｏ Ｔ ０ Ｘ系 列 。 为 Ｓ Ｒ Ｍ存储器 ， Ｙ ７ ６ １２ ＤＡ Ｈ ５Ｖ ４ ６０为 １ 位数据宽 ６ ２ 复位 电路 。复 位 电路 可 完成 系 统 上 电 复位 度 ， 片 容 量 为 ８ ） 单 ＭＢ，系 统 选 用 的 两 片 Ｈ ５ Ｖ ４６０并联 构 建 ３ Ｙ ７ ６ １２ ２位 的 Ｓ Ｒ Ｍ 存 储 器 ＤＡ 和在系 统工作 时 用户 按键 复 位 。
维普资讯
第２ ７卷第 ３期
２０ ０ ７年 ５月
孝感学院学报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩ ＡＯＧ ＵＮＩ ＡＮ ＶＥＲＳＴＹ Ｉ
ＶＯ ２ Ｎ ３ Ｌ． ７ Ｏ．
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基 于 Ａ Ｍ 的嵌 入 式 系 统 开 发 Ｒ
发中广泛使用的开发板为例 ， 介绍基于 Ｓ Ｃ ５０ ３Ａ １Ｂ Ｓ Ｃ ５０ ３Ａ １Ｂ芯片的功能非常强大 ， 支持 的外围 芯片 的 Ａ Ｍ７开发 板 的设 计和 调 试过程 。 Ｒ 设 备和接 口也非 常 多 ， 实 际 的系 统 设 计 中应 按 在
１ １ Ａ Ｍ 芯 片的选 择 ． Ｒ
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3 嵌入式系统的设计方法
3、逐一测试各功能模块的性能
4、整机联调
测试：
用于验证设计的产品是否满足应用的需求
1、功能与性能测试 2、可靠性测试（温度、湿度、振动、冲击、运输 等情况） 3、容错测试 4、长时间、极端情况
文档编制：
非常重要的一环，不可忽视
1、设计报告 2、测试报告 3、产品说明书 4、用户手册 5、维修与安装手册 6、其他
基于ARM处理器的应用系统设计
1、系统设计概述
2、单元电路设计
3、存储器系统设计
4、通过JTAG访问外设
系统设计概述
S3C2410A处理器详解
S3C2410A在包含ARM920T核的同时，增加了丰富的外围资源，如下图所示。 主要片内外围模块包括： 1个LCD控制器，支持STN和TFT液晶显示屏； 外部存储器管理（SDRAM控制器和芯片选择逻辑）； 3个通道的UART； 4个通道的DMA，支持存储器和I/O口之间的传输，以猝发模式提高传输率； 4个具有PWM功能的16位定时/计数器和1个16位内部定时器，支持外部时 钟源； 8通道的10位ADC，最高速率可达500kB/s，10位分辨率； 触摸屏接口； IIS总线接口； 2个USB主机接口，1个USB设备接口； 2个SPI接口； SD卡接口和MMC卡接口； 16位看门狗定时器； 117位通用I/O口和24位外部中断源； 8通道10位AD控制器； 电源管理。
嵌入式系统开发过程
嵌入式软件的开发与传统的软件有许多共同点， 它继承了许多传统软件开发的开发习惯。但由于嵌入式 软件运行于特定的目标环境，与传统软件的开发又有着 很大的不同。
嵌入式系统的开发特点
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缺点：需要目标板，且目标板工作基本正常（至少 MCU工作正常），仅适用于有调试接口的芯片
PC
接 口
BDM/JTAG Debugger
Target
16
嵌入式系统的调试（5）
全仿真调试（Emulator）
这种方式用仿真器完全取代目标板上的MCU，因而目 标系统对开发者来说完全是透明的、可控的。仿真器与 目标板通过仿真头连接，与主机有串口、并口、网口或 USB口等连接方式。由于仿真器自成体系，调试时既可 以连接目标板，也可以不连接目标板（Stand alone）。
主基模块TB（Tanto Base） 端口追踪模块PT（Port Trace） 总线链接模块BL（Bus Link） 总线追踪模块BT（Bus Trace） 仿真头PL（Port Link）
主机连接方式：串口/USB/网口 统一的调试界面，支持C/C++，支持RTOS调试 开放的体系结构，兼容性好
22
进行检测工作的控制部分； • ScanPlus TPG： 产生线路检测文件； • ScanPlus ADO： 高级诊断部分； • ScanPlus Debugger：可以对线路板故障部分进
行在线细化、逐步和定制的测试，以找 出故障原因，并提供详细的真值表； • ScanPlus Merge： 可以进行整合测试，可以对母 板及其带有的多块子板进行整合测试， 以节省测试时间和手续；
Undef :
未定义指令模式
System : 系统模式
2种工作状态
ARM
Thumb
支持ARM/Thumb的交互工作
5
ARM的应用
6
关于嵌入式系统
典型的嵌入式系统的一般由以下几部分组成
嵌入式微处理器 外围硬件设备 嵌入式操作系统 应用程序
嵌入式系统的典型特征
专用 硬件 软件
7
嵌入式系统的开发——流程
20
其它ARM调试工具（1）
Multi-ICE
ARM公司出品 与ADS配套使用 支持不同的ARM内核 另有Multi-trace模块可选
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其它ARM调试工具（2）
TANTO（=Test and Analysis Tool）
德国Hitex公司出品， ARM、PowerPC等JTAG/BDM 调试工具 模块化结构：
• 模拟调试器：ARMulator • JTAG调试：AXD（与Multi-ICE配合）
支持所有ARM内核，最新版本：RealView2.0
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ARM的编译器（2）
EW-ARM 瑞典IRA公司出品
著名的嵌入式工具提供商，以提供编译器/协议栈/统一建模工具著称 主要产品：Embeded Workbench（EW）、Make APP、Visual State等
模块化结构，用户可根据自己的需求配置 通用性仿真工具，只需更换仿真头，
就可以调试其他CPU
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Trace32-ICD的特点（2）
强大、灵活的调试手段
丰富的断点类型 强大的运行控制 统一的命令集，支持批处理 高效灵活的脚本语言Practice
支持RTOS调试 支持FLASH在线编程 支持嵌入式软件测试 支持多CPU调试和多内核调试 个性化界面，用户可自行设计菜单、按键等
调试器/仿真器 主机（Host）及其工作平台 实时操作系统（可选） 目标评估系统（可选） 测试工具（软件/硬件/协议等，可选）
源程序 目标文件
其他辅助设备（可选）
典型的开发环境
可重定位程序
可执行文件
编译器 链接器 定位器
10
ARM的编译器（1）
ADS1.2
ARM公司出品 IDE环境，包括
ARM/Thumb汇编器：armasm ANSI C 编译器 - armcc 和 tcc ISO / Embedded C++ 编译器 - armcpp and tcpp 链接器 – armlink Windows 集成开发环境 – CodeWarrior 格式转换器 – fromelf 库管理器 - armar 调试器
2003年珠海ARM嵌入式开发/软件测试技术研讨会
基于ARM的 嵌入式开发技术
作者：皮永辉 深圳旋极历通科技有限公司 2003-9
内容提要
关于ARM 嵌入式系统的开发流程 基于ARM的开发技术与环境 ARM的SOC开发
2
关于ARM
ARM=Advanced RISC Machine
RISC 的典型代表 32位处理器技术 嵌入式领域的主力军
23
选择实时操作系统RTOS
对于复杂的嵌入式系统应考虑使用RTOS RTOS的作用：
提供API（应用编程接口）：操作系统为应用程序员提供 可供调用的API，允许程序员致力于应用程序的开发 简化系统设计：实时嵌入式系统比非实时系统更难设计. 使用实时多任务的内核能简化系统设计，可将复杂的应 用程序分为几个不同的任务，由内核去对他们协调处理
ARM的产品
ARM处理器内核，以IP的形式提供给IC生产厂家
硬核 软核
ARM开发工具、SOC开发工具、评估板等 ARM公司不生产芯片
3
ARM的特点（1）
ARM微处理器的主要特点
系列化：ARM7, ARM9, ARM10, … 独特的指令系统
32位架构，定长。
• 32位ARM指令 • 16位Thumb指令
Application
RTOS
Nucleus
BSP
Board Hardware
25
RTOS简介（2）
OSE
瑞典Enea公司出品 支持复杂的分布式系统 极强的处理能力 强大的纠错能力 支持软硬件热交换 严格的安全认证 强大的第三方支持 先进的消息传递机制 富有特色的链接管理（Link Handler） 支持绝大多数嵌入式微处理器，包括ARM
Bed-of-Nails Test Fixture 28
嵌入式系统的测试（3）
新技术，新方法
使用边界扫描测试技术可以有效地解决这些问题！ 边界扫描来源于IEEE Std 1149.1,是由联合测试行动 小组（Joint Test Action Group)制定的一种测试逻辑， 所以又称JTAG标准。 JTAG作为集成电路的一部分，可以完成以下功能：
优点：纯软件，价格较低，简单，软件调试能力较强 缺点：需要事先烧制Monitor（往往需多次试验才能 成功）且目标板工作正常，功能有限，特别是硬件调 试能力较差。
串 PC 口
Monitor
Target
15
嵌入式系统的调试（4）
BDM/JTAG调试
这种方式有一个硬件调试体。该硬件调试体与目标板通 过BDM、JTAG等调试接口相连，与主机通过串口、并 口、网口或USB口相连。待调试软件通过BDM/JTAG调 试器下载到目标板上运行。
ScanPLUS——工作原理
程序代码 网络表 结构表
器件型号 BSDL文件
确定产品需求 选择开发方案 设计与调试
测试
选择主要芯片 确定编程语言 选择开发环境 RTOS的使用 测试工具与其他
辅助设备
产品 8
嵌入式系统的开发——设计与调试
IDE 编译器
调试器
链接器
设 计
操作系统
软件测试
生 产
评估板
仿真器
逻辑分析仪
边界扫描测试仪
编程器
9
开发环境
什么是嵌入式开发环境：
编译器/汇编器/链接定位器
测试器件间的相互连线； 测试集成电路本身； 在线编程CPLD、FPGA、FLASH； JTAG仿真调试
Corelis公司的ScanPlus边界扫描测试仪
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嵌入式系统的测试（4）
ScanPLUS——边界扫描测试仪 美国Corelis出品 由硬件和软件两部分组成
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嵌入式系统的测试（5）
ScanPLUS的组成——软件 • ScanPlus Runner：检测执行、控制JTAG 控制器
嵌入式系统的调试有四种基本方法：
模拟调试（Simulator） 软件调试（Debugger） BDM/JTAG调试（BDM/JTAG Debugger） 全仿真调试（Emulator）
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嵌入式系统的调试（2）
模拟调试（Simulator）
调试工具和待调试的嵌入式软件都在主机上运行，由 主机提供一个模拟的目标运行环境，可以进行语法和 逻辑上的调试。
优点：功能非常强大，软硬件均可做到完全实时在线 调试 缺点：价格昂贵。
17
ARM的调试方式
模拟调试
ADS1.2：ARMulator Trace32：Simulator EW-ARM：C-spy
软件调试
ADS1.2：Angel（串口）
JTAG调试
ARM：Multi-ICE Trace32-ICD for ARM Hitex：Tanto for ARM
旋极公司提供如下支持ARM的实时操作系统：
Nucle（1）
Nucleus
美国ATI公司出品 微内核技术 模块化结构，可随意裁剪 提供完全源代码 无产品版税（Royalties Free） 无BSP开发，可移植性强 丰富的开发手段 支持绝大多数嵌入式微处理器， 包括ARM
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嵌入式系统的测试（6）
ScanPLUS的组成——软件
• ScanPlus Runner：可以进行CPLD的在线编程； • ScanPlus Flash Generator：Flash在线编程数据文件
的产生部分； • ScanPlus Flash Programmer：Flash在线编程执行部分
EW-ARM：针对ARM的集成开发环境：
C/C++编译器 C-SPY 模拟调试器 ROM-Monitor 多种级别代码优化方法，满足用户在速度、文件大小方面的要求 内建ARM特性优化器 支持多种断点模式 支持Nucleus, VxWorks等RTOS