開發(fā)環(huán)境及開發(fā)工具

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1、浙江大學(xué)計算機(jī)學(xué)院陳文智2005年3月(4)開發(fā)環(huán)境及開發(fā)工具嵌入式系統(tǒng)開發(fā)周期長和產(chǎn)品需要及時上市成為矛盾。選擇是一個問題，學(xué)習(xí)掌握嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用更需要時間。以開發(fā)工具和技術(shù)咨詢?yōu)榛A(chǔ)?的整體解決方案是迫切需要的。21.開發(fā)環(huán)境嵌入式系統(tǒng)，是指嵌入于宿主設(shè)備，智能地完成宿主設(shè)備功能的計算/控制系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，是以開發(fā)嵌入式系統(tǒng)為目的的工程開發(fā)環(huán)境。包括辦公環(huán)境支持、軟件支持、硬件設(shè)備支持。軟件支持，指集成開發(fā)環(huán)境與軟件模擬器等。硬件支持，指仿真器、目標(biāo)板、示波器、燒錄器等。嵌入式

2、軟件嵌入式應(yīng)用軟件嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式硬件嵌入式硬件模塊嵌入式處理器嵌入式開發(fā)工具31.1集成開發(fā)系統(tǒng)集成開發(fā)系統(tǒng)提供高效明晰的圖形化的嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)平臺，包括一整套完備的面向嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)和調(diào)試工具。一般包括編輯器、編譯器、連接器、調(diào)試器、工程管理器和底層調(diào)試接口設(shè)備（BDM/JTAG仿真器）等41.1.1編譯器嵌入式語言：ASM/Ada/C/C++/EC/Java/OP/STAPLEC++標(biāo)準(zhǔn)95年初在日本成立的EmbeddedC++技術(shù)委員5嵌入式c/c++編譯器交叉編譯能力：能夠在pc

3、/unix平臺上生成其他cpu平臺目標(biāo)代碼連接/定址器：因為無法提供dos/windows的動態(tài)定位執(zhí)行能力。嵌入式一般需要目標(biāo)代碼靜態(tài)定位到具體地址，定址器完成這一工作。啟動代碼：初始化處理器和c語言堆棧區(qū)等環(huán)境的匯編碼。EC++:針對嵌入式的一些實時要求等特點，對標(biāo)準(zhǔn)C++語言規(guī)范的修改擴(kuò)充。嵌入式C/C++開發(fā)環(huán)境6嵌入式C/C++開發(fā)環(huán)境提供目標(biāo)調(diào)試(remote/rommonitor)能力.另外還有其他一些地方需要注意，如I/O庫，大小尾段等。主流嵌入式編譯器：GNU、CADUL、Code

4、Warrior、GreenHill、Diab/SDS、IAR、BC/VC+Toolkit….等7（1）早期的FranklinSoftwareInc.的A51/C51與KeilSoftwareInc.的CA51/CA251/CA166赫赫有名。（2）TASKINGInc.的C/C++/EC++編譯器（3）CAD-ULInc.提供一整套工具開發(fā)X86和68K。（4）WindRiverSystems,Inc.的DiabC/C++CompilerSuite，應(yīng)用于pSOS系統(tǒng)。（5）IBM的HighC/C+

5、+Compiler，針對PowerPC。（6）GNU組織的免費編譯器GCC81.1.2調(diào)試器遠(yuǎn)程調(diào)試調(diào)試器還是運行于通用桌面操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序，被調(diào)試的程序則運行于基于特定硬件平臺的嵌入式操作系統(tǒng)（目標(biāo)操作系統(tǒng)）。9問題：調(diào)試器與被調(diào)試程序如何通信被調(diào)試程序產(chǎn)生異常如何及時通知調(diào)試器調(diào)試器如何控制、訪問被調(diào)試程序調(diào)試器如何識別有關(guān)被調(diào)試程序的多任務(wù)信息并控制某一特定任務(wù)調(diào)試器如何處理某些與目標(biāo)硬件平臺相關(guān)的信息（如目標(biāo)平臺的寄存器信息、機(jī)器代碼的反匯編等）。10兩種遠(yuǎn)程調(diào)試的方案一插樁（stub）二

6、片上調(diào)試（OnChipDebugging）111.1.2.1插樁（stub）在目標(biāo)操作系統(tǒng)和調(diào)試器內(nèi)分別加入某些功能模塊，二者互通信息來進(jìn)行調(diào)試。12步驟調(diào)試器與被調(diào)試程序的通信調(diào)試器與目標(biāo)操作系統(tǒng)通過指定通信端口（串口、網(wǎng)卡、并口）遵循遠(yuǎn)程調(diào)試協(xié)議進(jìn)行通信。被調(diào)試程序產(chǎn)生異常及時通知調(diào)試器目標(biāo)操作系統(tǒng)的所有異常處理最終都要轉(zhuǎn)向通信模塊，告知調(diào)試器當(dāng)前的異常號；調(diào)試器據(jù)此向用戶顯示被調(diào)試程序產(chǎn)生了哪一類異常。13調(diào)試器控制、訪問被調(diào)試程序調(diào)試器的這類請求實際上都將轉(zhuǎn)換成對被調(diào)試程序的地址空間或

7、目標(biāo)平臺的某些寄存器的訪問，目標(biāo)操作系統(tǒng)接收到這樣的請求可以直接處理。對于沒有虛擬存儲概念的簡單的嵌入式操作系統(tǒng)而言，完成這些任務(wù)十分容易。調(diào)試器識別有關(guān)被調(diào)試程序的多任務(wù)信息并控制某一特定任務(wù)由目標(biāo)操作系統(tǒng)提供相關(guān)接口。目標(biāo)系統(tǒng)根據(jù)調(diào)試器發(fā)送的關(guān)于多任務(wù)的請求，調(diào)用該接口提供相應(yīng)信息或針對某一特定任務(wù)進(jìn)行控制，并返回信息給調(diào)試器。14調(diào)試器處理與目標(biāo)硬件平臺相關(guān)的信息第2條所述調(diào)試器應(yīng)能根據(jù)異常號識別目標(biāo)平臺產(chǎn)生異常的類型也屬于這一范疇，這類工作完全可以由調(diào)試器獨立完成。支持多種目標(biāo)平臺正是G

8、NUGDB的一大特色。15目標(biāo)操作系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程調(diào)試協(xié)議的通信模塊（包括簡單的設(shè)備驅(qū)動）多任務(wù)調(diào)試接口改寫異常處理的有關(guān)部分定義一個設(shè)置斷點的函數(shù)16目標(biāo)操作系統(tǒng)添加的這些模塊統(tǒng)稱為“插樁”若駐留于ROM中則稱為ROMmonitor17通用操作系統(tǒng)也有具備這類模塊編譯運行于Alpha、Sparc或PowerPC平臺的LINUX內(nèi)核時若將kgdb開關(guān)打開，就相當(dāng)于加入了插樁。18調(diào)試過程19Stub的本質(zhì)軟件接管目標(biāo)系統(tǒng)的全部異常處理（exceptionhandler）及