《微机原理与嵌入式系统》chapter8ADS集成开发环境的使用-PPT课件
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精品课件-微机原理与嵌入式系统-第8章
第 8 章 ARM 开发工具ADS
1) 指令集模拟器 ADS集成开发环境提供了指令集模拟器(ARMUL)，可使用户在 PC机上完成基于处理器寄存器和存储器的程序调试工作。由于指 令集模拟器不能模拟外设的工作情况，与真实的硬件环境相差较 大，因此即使用户使用指令集模拟器调试通过的程序，也还要在 真实的硬件环境下再调试。指令集模拟器调试只能作为一种初步 调试，主要是用于用户程序的模拟运行，用来检查语法、程序的 结构和程序算法等错误。用户最终必须在真实的硬件环境中实际 运行调试，完成整个应用的开发。
AXD是基于Windows操作系统平台的ARM调试器，它提供了一 个功能完备的调试环境，可用于调试C、C++和汇编语言级编写的 用户代码。在AXD中打开ELF格式映像文件后，可以选择全速运行 代码、设置断点或单步运行代码，可以查看各个寄存器、存储器 单元及变量的值等。
第 8 章 ARM 开发工具ADS
第 8 章 ARM 开发工具ADS
PC机处理器是X86系列芯片，与ARM7 TDMI的指令集不相同。 因此，在ARM ADS集成开发环境上编写的源程序需要经过交叉编 译器，才能生成运行在目标板上的ARM7机器语言程序。ARM ADS 包含了C、C++和汇编语言等的交叉编译器，在PC平台上，能将C、 C++和汇编语言等语言源程序编译成ARM7指令集的机器语言目标 程序。所谓交叉编译，是指在某一机型上编译出另外一个机型的 目标代码。
第 8 章 ARM 开发工具ADS
第8章 ARM 开发工具 ADS
8.1 ADS简介 8.2 ADS中的工程管理工具CodeWarrior IDE 8.3 ADS中的调试工具AXD 8.4 ADS环境汇编程序设计实例 本章小结 习题
ADS集成开发环境的使用教材(PPT 180页)
• 嵌入式系统的开发必然有其自身的许多特点：软硬件可配置、功能可 靠、成本低、体积小、功耗低、实时性强。嵌入式系统受 功能和具体应用环境的约束，其开发流程就就不同于一般 的通用计算机系统。
• 嵌入式系统设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程， 系统是指任何由硬件、软件或者两者的结合而构成的功能设备。
ARM RISC 的优势, 使产品开发人员能够很好的应用尖端的片上系统
技术。
•
该工具是专为基于ARM RISC的处理器而设计的, 它可加速并简
化嵌入式开发过程中的每一个环节，使得开发人员只需通过一个集成
软件开发环境就能研制出ARM产品，在整个开发周期中,开发人员无
需离开CodeWarrior开发环境, 因此节省了在操作工具上花的时间,使
得开发人员有更多的精力投入到代码编写上来，Code Warrior IDE 主
窗口如图6-12所示。
图6-12 ADS集成开发环境界面
ADS的CodeWarrior集成开发环境(IDE)为管理和开发项目提供了简单多 样化的图形用户界面。针对ARM的配置面板为用户提供了在CodeWarrior IDE集成环境下配置各种ARM开发工具的能力。用户可以使用ADS的 CodeWarrior IDE为ARM和Thumb处理器开发用C，C++或ARM汇编语言的 程序代码。
图6-4 ADS安装步骤一 在图6-4所示的界面中，双击执行SETUP.EXE，进入安装界面。点击 Browse，确定安装目录，或者按照默认目录安装。并点击Next,如图6-5所示。
图6-5 ADS安装步骤二
• 在图6-6所示的界面中选择安装类型，选Full 类型安装。并点击Next。
图6-6 ADS安装步骤三
• 嵌入式系统设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程， 系统是指任何由硬件、软件或者两者的结合而构成的功能设备。
ARM RISC 的优势, 使产品开发人员能够很好的应用尖端的片上系统
技术。
•
该工具是专为基于ARM RISC的处理器而设计的, 它可加速并简
化嵌入式开发过程中的每一个环节，使得开发人员只需通过一个集成
软件开发环境就能研制出ARM产品，在整个开发周期中,开发人员无
需离开CodeWarrior开发环境, 因此节省了在操作工具上花的时间,使
得开发人员有更多的精力投入到代码编写上来，Code Warrior IDE 主
窗口如图6-12所示。
图6-12 ADS集成开发环境界面
ADS的CodeWarrior集成开发环境(IDE)为管理和开发项目提供了简单多 样化的图形用户界面。针对ARM的配置面板为用户提供了在CodeWarrior IDE集成环境下配置各种ARM开发工具的能力。用户可以使用ADS的 CodeWarrior IDE为ARM和Thumb处理器开发用C，C++或ARM汇编语言的 程序代码。
图6-4 ADS安装步骤一 在图6-4所示的界面中，双击执行SETUP.EXE，进入安装界面。点击 Browse，确定安装目录，或者按照默认目录安装。并点击Next,如图6-5所示。
图6-5 ADS安装步骤二
• 在图6-6所示的界面中选择安装类型，选Full 类型安装。并点击Next。
图6-6 ADS安装步骤三
嵌入式系统的PPT课件
地址
指令寄存器
控制器
指令
数据通道
输入
输出
中央处理器
地址 数据
程序存储器
指令0 指令1 指令2
数据存储器
数据0 数据1 数据2
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CISC和RISC
CISC：复杂指令集（Complex Instruction Set Computer）
具有大量的指令和寻址方式 8/2原则：80%的程序只使用20%的指令 大多数程序只使用少量的指令就能够运行。 RISC：精简指令集（Reduced Instruction Set Computer) 在通道中只包含最有用的指令 确保数据通道快速执行每一条指令 使CPU硬件结构设计变得更为简单
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CISC与RISC的数据通道
开始
IF
ID
ALU MEM REG
退出
微操作通道
开始
IF
ID
REG ALU MEM
退出
单通数据通道
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CISC的背景和特点
背景:存储资源紧缺, 强调编译优化 增强指令功能，设置一些功能复杂的指令，把一些原来由
软件实现的、常用的功能改用硬件的（微程序）指令系统 来实现 为节省存储空间，强调高代码密度，指令格式不固定，指 令可长可短，操作数可多可少 寻址方式复杂多样，操作数可来自寄存器，也可来自存储 器 采用微程序控制，执行每条指令均需完成一个微指令序列 （微程序） CPI > ５，指令越复杂，CPI越大。
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CISC与RISC的对比
类别
CISC
指令系统 指令数量很多
RISC 较少，通常少于100
执行时间 编码长度
有些指令执行时间很长，如 整块的存储器内容拷贝；或 将多个寄存器的内容拷贝到 存贮器
嵌入式系统与集成开发技术概述 ppt课件
基本的流程如下：
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复位代码 ——》硬件初始化代码——》启动代码——》操作系统代码——》执行任务
嵌入式系统软件开发程序员如果选择了合适的操作系统的话，那他就只需要做两件事情： 一是编写外设的驱动程序，如果操作系统没有提供的话；二是编写应用程序。
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3.2嵌入式软件技术面临挑战
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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1.2 嵌入式系统的现状
嵌入式系统是计算机的一种应用形式，通常指嵌入在主设备中的微处理机系统，此类计 算机一般不被设备使用者在意，亦称埋嵌入式计算机，典型机种如微控制器、微处理器 和DSP等。 计算机应用的普及、互联网技术的实用以及纳米微电子技术的突破，正有力推动着 21 世纪工业生产、商业活动、科学实验和家庭生活等领域自动化和信息化进程。全过程自 动化产品制造、大范围电子商务活动、高度协同科学实验以及现代化家庭起居，为嵌入 式产品造就了崭新而巨大的商机。除了沟通信息高速公路的交换机、路由器和Modem，构 建CIMS所需的DCS和机器人以及规模较大的家用汽车电子系统。最有产量效益和时代特征 的嵌入式产品应数因特网上的信息家电 (Internet Appliances), 如 Web 可视电话、 Web 游 戏机、 Web PDA( 俗称电子商务、商务通 ) 、 WAP 电话手机、以及多媒体产品，如 STB( 电视 机顶盒)、DVD播放机、电子阅读机。 1、我国软件产业已经具备一定的规模 我国软件产业起步于80年代前期，起步相对较晚，但发展速度较快，现在已经具备一 定的产业规模。特别是在国务院《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发 〔2000〕18号)文件颁发后，我国软件产业更得到蓬勃发展。信息产业部最近公布了2001 年我国软件产值百强企业。其中，华为与中兴公司位居百强的第一和第二位。
教学课件 微机原理与嵌入式接口技术(刘显荣)
逻辑或运算相当于数字电路中的或门 电路， 运算符号为“ ”， 也可以用“+” 表示。
运算法则： 0Λ0=0； 0Λ1=1； 1Λ0=1； 1Λ1=1。 常用于使某些位置 1 的置位操作。
两个完全相同的数进行异或 运算的结果为 0， 因此常用异或 运算进行清零操作。 利用异或
运算法则， 还可以对指定位进
假设有符号数 x， 它的原码表示形式为[x] 原。
例如， 假设用 8 位二进制数表示， 则 如果一个有符号数用 n 位二进制数表示， 除去 1 位符号位外， 用于表示数值的位数 为n－1 位， 则 n 位二进制数原码能表示有 符号数的范围为－2 n－1 +1≤x≤+2 n－1－1。
数值最左边一位为符号位， 用0 表示 正数， 用1 表示负数。 对于正数， 其反码 与原码相同； 对于负数， 数值位逐位取反， 即数值为 1 的位变成 0， 而数值为 0 的位 变成 1。 假设有符号数 x， 它的反码表示 形式为[x] 反 。
1. 二进制无符号数的运算 1) 加法运算 运算法则： 0 + 0 = 0； 1 + 0 = 1； 0 + 1
= 1； 1 + 1 = 0(产生进位)。
2) 减法运算 运算法则： 1－0 = 1； 0－0 = 0； 1－
1 = 0； 0－1 = 1(产生借位)。
3) 乘法运算 运算法则： 0×0=0； 0×1=0； 1×0=0； 1×1=1。
• 图 1.1 补码的时钟图
3. 运算溢出及其判断 前面的例子说明有符号数补码运算能 自动得出结果， 即使产生了进位， 其结果
也是正确的。 试问每次运算的结果都是正
确的吗？ 答案是否定的， 先看一个例子。
嵌入式开发课件.ppt
数据总线 序 / 数 据
地址总线 存 储
器
嵌入式系统开发及应用
2．哈佛（Harvard）
结构
哈佛结构的主要特点是
将程序和数据存储在不同的 存储空间中，即程序存储器
数据总线
程
和数据存储器是两个相互独
序
立的存储器，每个存储器独 立编址、独立访问。系统中
存
具有程序的数据总线与地址 总线，数据的数据总线与地 址总线。这种分离的程序总
大概有20%的比较简单的指令被反复使用。 • 精简指令集（Reduced Instruction Set Computer，RISC）体系
优先选取使用频率最高的、很有用但不复杂 的指令，避免使用复杂指令；固定指令长度，减 少指令格式和寻址方式种类。
嵌入式系统开发及应用
1.2.3 流水线技术
指令流水线是将一条指令分解成m个子过程，
嵌入式系统开发及应用
1.3.3 嵌入式DSP处理器
嵌入式DSP处理器（Digital Signal Processor，DSP）是专门用于信号处理方面的 处理器，芯片内部采用程序和数据分开存储和 传输的哈佛结构，具有专门硬件乘法器，采用 流水线操作，提供特殊的DSP指令，可用来快速 地实现各种数字信号处理算法，使其处理速度 比最快的CPU还快10---50倍。
目前主流的32位嵌入式微处理器系列主 要有ARM系列等。
ARM（Advanced RISC Machine）公司的 微处理器体系结构目前被公认为是嵌入式应用 领域领先的32位嵌入式RISC微处理器结构。
目前，70%的移动电话、手持PC采用了ARM处理器，许多芯片厂商都是ARM的授权用户，如Intel、 Samsung、TI等公司。
嵌入式系统开发及应用
微机原理与嵌入式系统基础培训教材
进行的操作。
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2．ARM Assembler设置
ARM Assembler ARM C Compiler ARM C++ Compiler Thumb C Compiler Thumb C++ Compiler
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8.1 嵌入式系统开发基础
8.1.1 嵌入式系统开发流程 8.1.2 嵌入式软件开发 8.1.3 ARM Developer Suite(ADS)的安装
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8.1.1嵌入式系统开发流程
1.系统定义与需求分析 2.系统设计方案的初步确立 3.初步设计方案性价比评估与方案评审论证 4.完善初步方案、初步方案实施 5.软硬件集成测试 6.系统功能性能测试及可靠性测试 重要方法：软硬件协同设计
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8.3.1建立工程
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7种可选择的工程类型。 ARM Executabl Image ：由ARM指令的代码生成ELF格式
的可执行映像文件； ARM Object Library ：由ARM指令的代码生成一个armar格
式的目标文件库； Empty Project ：创建一个不包含任何库或源文件的工程； Makefile Importer Wizard ：将Visual C的nmake或GNU
种文件是程序员输入的ARM汇编语言源文件，包含ARM 指令和Thumb指令。 CodeWarrior projeket file : Code Warrior的工程项目管 理文 件，扩展名是mcp。这种文件是程序员在建立工程项 目时生成的文件，包含工程项目内的所有源文件，也包含 这些源文件的调试信息。
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2．ARM Assembler设置
ARM Assembler ARM C Compiler ARM C++ Compiler Thumb C Compiler Thumb C++ Compiler
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8.1 嵌入式系统开发基础
8.1.1 嵌入式系统开发流程 8.1.2 嵌入式软件开发 8.1.3 ARM Developer Suite(ADS)的安装
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8.1.1嵌入式系统开发流程
1.系统定义与需求分析 2.系统设计方案的初步确立 3.初步设计方案性价比评估与方案评审论证 4.完善初步方案、初步方案实施 5.软硬件集成测试 6.系统功能性能测试及可靠性测试 重要方法：软硬件协同设计
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8.3.1建立工程
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7种可选择的工程类型。 ARM Executabl Image ：由ARM指令的代码生成ELF格式
的可执行映像文件； ARM Object Library ：由ARM指令的代码生成一个armar格
式的目标文件库； Empty Project ：创建一个不包含任何库或源文件的工程； Makefile Importer Wizard ：将Visual C的nmake或GNU
种文件是程序员输入的ARM汇编语言源文件，包含ARM 指令和Thumb指令。 CodeWarrior projeket file : Code Warrior的工程项目管 理文 件，扩展名是mcp。这种文件是程序员在建立工程项 目时生成的文件，包含工程项目内的所有源文件，也包含 这些源文件的调试信息。
Linux课件 8-2 ADS集成开发环境的使用
6.3.1 Code Warrior
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CodeWarrior集成开发环境(IDE)为管理和 开发项目提供了简单多样化的图形用户界 面 用户可以使用ADS的CodeWarrior IDE为 ARM和Thumb处理器开发用C，C++，或 ARM汇编语言的程序代码 全面的项目管理功能
• CodeWarrior for ARM是一套完整的集成开 发工具，充分发挥了ARM RISC 的优势 • 在整个开发周期中,开发人员无需离开 CodeWarrior开发环境，提高了效率
cpplib
• 这个子目录包含了Rogue Wave C++库和 C++支持函数库 • Rogue Wave C++库和C++支持函数库合在 一起被称为ARM C++库 • 与这些库相应的头文件安装在 e:\arm\adsv1_2\include目录下
6.3 GUI开发环境 (Code Warrior和AXD)
• armar
– ARM库函数生成器将一系列ELF格式的目标文件以库 函数的形式集合在一起，用户可以把一个库传递给一 个链接器以代替几个ELF文件。
• 与调试相关工具链在该集成环境中没有实 现 • 但与ARM调试器(AXD)能进行无缝地连接调 用
基本概念－target
• 在CodeWarrior IDE中所涉及到的target有 两种不同的语义
开发环境的作用
C/C++ C/C++ 汇编语言 编译器 编译器 汇编器
目标文件
目标文件
目标文件
连接器
可嵌入式系统开发模式
• 模拟方式 • 仿真方式 • 调试方式
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8.2.4 系统软件开发步骤
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8.3 程序的编辑
8.3.1建立工程 8.3.2建立文件 8.3.3添加文件到工程 8.3.4文件管理 8.3.5 编辑画面的设置 8.3.6 ADS 编辑功能介绍 8.3.7屏幕分割设置
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(2)通过编译器和连接器生成的文件 filename.h : 头文件。 filename.o : 编译器输出的ELF格式的目标文件。 filename.lst : 编译器输出的包含错误信息的列表 文件。 filename.axf : 连接器生成的可执行的映象文件。 symdefs : 格式文件，时连接器生成的全局符号 表文件。
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嵌入式软件开发流程图
8.2 ADS 1.2 集成开发环境介绍
8.2.1 8.2.2 8.2.3 8.2.4
Code Warrior IDE 简介 AXD调试器简介 ADS开发系统的系统资源 系统软件开发步骤
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8.3.1建立工程
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7种可选择的工程类型。 ARM Executabl Image ：由ARM指令的代码生成ELF格式 的可执行映像文件； ARM Object Library ：由ARM指令的代码生成一个armar格 式的目标文件库； Empty Project ：创建一个不包含任何库或源文件的工程； Makefile Importer Wizard ：将Visual C的nmake或GNU make文件转入到CodeWarrior IDE 工程文件； Thumb ARM Executable Image：由ARM指令和Thumb指 令的混和代码生成一个可执行的ELF格式的映像文件； Thumb Executable image ：由Thumb指令创建的ELF格式 的映像文件； Thumb Object Library ：由Thumb指令的代码生成armar格 式的目标文件库。
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8.4.2图形界面的ARM汇编工具
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8.3.4文件管理
1.怎样打开一个文件 2.怎样打开一个工程项目 3.怎样保存文件和工程项目
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8.4程序的编译
8.4.1命令行开发工具 8.4.2图形界面的ARM汇编工具 8.4.3 ARM C编译器 8.4.4图形界面编译器的应用 8.4.5编译连接工程
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教学内容
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6
嵌入式系统开发基础 ADS 1.2 集成开发环境介绍 程序的编辑 程序的编译 程序的连接 程序的调试
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8.1 嵌入式系统开发基础
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8.3.2 建立文件
DebugRel ：使用该目标，在生成目标的时候， 会为每一个源文件生成调试信息； Debug：使用该目标为每一个源文件生成最完全 的调试信息； Release：使用该目标不会生成任何调试信息， 目标代码的优化等级最高。
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8.1.2嵌入式软件开发
在特定的EDA工具环境下面进行开发，通过 后再进行移植到硬件平台的工作。这样既可 以保证程序逻辑设计的正确性，同时使得软 件开发可平行甚至超前于硬件开发进程。
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8.2 ADS 1.2 集成开发环境介绍
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8.2.3 ADS开发系统的系统资源
(1)程序员通过编辑环境建立的文件 C source file : C语言源文件，扩展名是c。程序员输入的 C语言源文件。 C++ source file : C++语言源文件，扩展名cpp。程序员输 入的C++语言源文件。 Assemble source file : 汇编语言源文件，扩展名是s。这 种文件是程序员输入的ARM汇编语言源文件，包含ARM 指令和Thumb指令。 CodeWarrior projeket file : Code Warrior的工程项目管 理文 件，扩展名是mcp。这种文件是程序员在建立工程项 目时生成的文件，包含工程项目内的所有源文件，也包含 这些源文件的调试信息。
8.1.1 嵌入式系统开发流程 8.1.2 嵌入式软件开发 8.1.3 ARM Developer Suite(ADS)的安装
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8.1.1嵌入式系统开发流程
1.系统定义与需求分析 2.系统设计方案的初步确立 3.初步设计方案性价比评估与方案评审论证 4.完善初步方案、初步方案实施 5.软硬件集成测试 6.系统功能性能测试及可靠性测试 重要方法：软硬件协同设计
微机原理与嵌入式系统基础
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第 8章 ADS集成开发环境
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教学目的
掌握ADS集成开发环境的使用 ： 嵌入式系统开发流程 Code Warrior IDE的使用 AXD调试器的使用