教学系统介绍

时间：2023-10-27 百科知识版权反馈

【摘要】：Embest ARM教学系统包括μVision IDE集成开发环境，ULINK USB－JTAG仿真器，Embest EduKit－Ⅲ开发板、各种连接线、电源适配器以及实验指导书等．基本实验模型示意图如图4－1所示：（1）μVision是一个基于窗口的软件开发平台，它集成了功能强大的编辑器、工程管理器以及make工具．μVision IDE集成的工具包括C编译器、宏汇编器、链接／定位器和十六进制文

4．1　教学系统介绍

Embest ARM教学系统包括μVision IDE集成开发环境，ULINK USB－JTAG仿真器，Embest EduKit－Ⅲ开发板、各种连接线、电源适配器以及实验指导书等．基本实验模型示意图如图4－1所示：

图4－1　实验模型示意图

4．1．1　μVision集成开发环境

（1）μVision是一个基于窗口的软件开发平台，它集成了功能强大的编辑器、工程管理器以及make工具．μVision IDE集成的工具包括C编译器、宏汇编器、链接／定位器和十六进制文件生成器．μVision有编译和调试两种工作模式，两种模式下设计人员都可查看并修改源文件．图4－2是编译模式下典型的窗口配置，μVision IDE由多个窗口、对话框、菜单栏、工具栏组成．其中菜单栏和工具栏用来实现快速的操作命令；工程工作区（Project Workspace）用于文件管理、寄存器调试、函数管理、手册管理等；输出窗口（Output Window）用于显示编译信息、搜索结果以及调试命令交互等；内存窗口（Memory Window）可以以不同格式显示内存中的内容；观测窗口（Watch ＆Call Stack Window）用于观察、修改程序中的变量以及当前的函数调用关系；工作区（Workspace）用于文件编辑、反汇编输出和一些调试信息显示；外设对话框（Peripheral Dialog）帮助设计者观察片内外围接口的工作状态．

（2）μVision IDE主要功能特点及组件．

μVision IDE可在Windows 98、2000、NT、XP及7等操作系统上运行，主要支持基于ARM7、ARM9、Cortex－M3系列处理器，其主要特点如下：

①μVision集成了一个能自动配置工具选项的设备数据库．

②工业标准的RealView　C／C＋＋编译器能产生代码容量最小、运行速度最快的高效应用程序，同时它包含了一个支持C＋＋STL的ISO运行库．

③集成在μVision的在线帮助系统提供了大量有价值的信息，可加速应用程序开发速度．

④包含大量的例程，帮助开发者快速配置ARM设备，以及开始应用程序的开发．

⑤μVision集成开发环境能帮助工程人员开发稳健、功能强大的嵌入式应用程序．

⑥μVision调试器能够精确地仿真整个微控制器，包括其片上外设，使得在没有目标硬件的情况下也能测试开发程序．

⑦包含标准的微控制器和外部Flash设备的Flash编程算法．

⑧ULINK USB－JTAG仿真器可以实现Flash下载和片上调试．

⑨RealView RL－ARM具有网络和通信的库文件以及实时软件．

⑩还可使用第三方工具扩展μVision的功能．μVision还支持GNU的编译器．

图4－2　μVision IDE开发环境软件界面

μVision IDE包含以下功能组件，能加速嵌入式应用程序开发过程：

①功能强大的源代码编辑器．

②可根据开发工具配置的设备数据库．

③用于创建和维护工程的工程管理器．

④集汇编、编译和链接过程于一体的编译工具．

⑤用于设置开发工具配置的对话框．

⑥真正集成高速CPU及片上外设模拟器的源码级调试器．

⑦高级GDI接口，可用于目标硬件的软件调试和Keil ULINK仿真器的连接．

⑧用于下载应用程序到Flash ROM中的Flash编程器．

⑨完善的开发工具手册、设备数据手册和用户向导．

μVision IDE使用简单、功能强大，是设计者完成设计任务的重要保证．μVision IDE还提供了大量的例程及相关信息，有助于开发人员快速开发嵌入式应用程序．

μVision IDE有编译和调试两种工作模式．编译模式用于维护工程文件和生成应用程序；调试模式下，则可以用功能强大的CPU和外设仿真器来测试程序，也可以使用调试器经Keil ULINK USB－JTAG适配器（或其他AGDI驱动器）来连接目标系统测试应用程序．ULINK仿真器能用于下载应用程序到目标系统的Flash ROM中．

在嵌入式软件开发时，完成设计和编码后，即开始调试程序，这是软件开发的第三步．一个几千行的程序，其编译可达到没有一个警告，然而在运行时却可能达不到正常的设计需求、甚至系统会因无法运行起来而崩溃，更为难以查找的是系统运行只是在偶然的情况下出现问题或崩溃．当程序不能顺利运行，而又不能简单、直观地分析、知道问题的症结所在时，就该使用调试器来监视此程序的运行了．μVision IDE调试器提供程序装载、执行、运行控制和监视所需要的强大的窗口调试环境，支持源码显示和调试，同时可以观察各类调试信息．μVision IDE具有功能强大的调试器，用于调试和测试应用程序，它提供了两种操作模式：仿真模式和GDI驱动器模式．可以在Options for Target－Debug对话框内进行选择，如图4－3所示．

图4－3　调试器操作模式的选择

①仿真模式．

仿真模式可在无目标系统硬件情况下，仿真微控制器的许多特性．可在目标硬件准备好之前，把μVision调试器配置为软件仿真，可以测试和调试所开发的嵌入式应用，μVision能仿真大量的外围设备包括串口、外部I／O及时钟等．在为目标程序选择CPU时，相应外围接口就从设备库中被选定．

②GDI驱动器模式．

GDI驱动模式下，可使用高级GDI驱动器，例如ULINK ARM Debugger来连接目标硬件．对μVision来说，以下几种驱动器均可用于连接目标硬件：

JTAG／OCDS适配器：连接到片上的调试系统，如AMR Embedded ICE．

监视器：可以集成在用户硬件上、也可以集成在许多评估板上．

仿真器：连接到目标硬件的CPU引脚上．

测试硬件：例如Infineon SmartCard ROM监视器，或Philips SmartMX DBox．

4．1．2　ULINK USB－JTAG仿真器

JTAG仿真器也称为JTAG调试器，是通过ARM芯片的JTAG边界扫描口进行调试的设备．JTAG仿真器连接比较方便，通过现有的JTAG边界扫描口与ARM CPU核通信，属于完全非插入式（即不使用片上资源）调试，它无需目标存储器，不占用目标系统的任何端口，而这些是驻留监控软件所必需的．

另外，由于JTAG调试的目标程序是在目标板上执行，仿真更接近于目标硬件，因此，许多接口问题，如高频操作限制、AC和DC参数不匹配，电线长度的限制等被最小化了．使用集成开发环境配合JTAG仿真器进行开发是目前采用最多的一种调试方式．ULINK USB－JTAG仿真器如图4－4（a）所示．

ULINK USB－JTAG仿真器支持Philips、Samsung、Atmel、Analog Devices、Sharp、ST等众多厂商ARM7及ARM9内核的ARM微控制器，其将PC机的USB端口与用户的目标硬件相连（通过JTAG或OCD），使用户可在目标硬件上调试代码．通过使用KeilμVision IDE／调试器和ULINK USB－JTAG仿真器，用户可以方便地编辑、下载和在实际的目标硬件上测试嵌入式的程序，并且具有三个LED灯分别显示RUN、COM和USB状态．使用ULINK USB－JTAG仿真器可以实现以下功能：

①USB通讯接口高速下载用户代码．

②存储区域／寄存器查看．

③快速单步程序运行．

④添加多个程序断点．

⑤运行实时程序．

⑥片内Flash编程．

⑦运行实时程序．