1.引言
ARM是Advanced RISC Machines(高级精简指令系统处理器)的缩写,是ARM公司提供的一种微处理器知识产权(IP)核。
ARM的应用已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场。基于ARM 技术的微处理器应用约占据了32位RISC 微处理器75%以上的市场份额。揭开你的手机、MP3、 PDA,嘿嘿,里面多半藏着一个基于ARM的微处理器!
ARM内核的数个系列(ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、SecurCore、Xscale、StrongARM),各自满足不同应用领域的需求,无孔不入的渗入嵌入式系统各个角落的应用。这是一个ARM的时代!
有人的地方就有江湖(《武林外传》),有嵌入式系统的地方就有ARM。
构建一个复杂的嵌入式系统,仅有硬件是不够的,我们还需要进行操作系统的移植。我们通常在ARM平台上构建Windows CE、Linux、Palm OS等操作系统,其中Linux具有开放源代码的优点。
日前,笔者作为某嵌入式ARM(硬件)/Linux(软件)系统的项目负责人,带领项目组成员进行了下述工作:
(1)基于ARM920T内核S3C2410A CPU的电路板设计;
(2)ARM处理下底层软件平台搭建:
a.Bootloader的移植;
b.嵌入式Linux操作系统内核的移植;
c.嵌入式Linux操作系统根文件系统的创建;
d.电路板上外设Linux驱动程序的编写。
本文将真实地再现本项目开发过程中作者的心得,以便与广大读者共勉。第一章将简单地介绍本ARM开发板的硬件设计,第二章分析Bootloader的移植方法,第三章叙述嵌入式 Linux的移植及文件系统的构建方法,第四章讲解外设的驱动程序设计,第五章给出一个已构建好的软硬件平台上应用开发的实例。
如果您有良好的嵌入式系统开发基础,您将非常容易领会本文讲解地内容。即便是您从来没有嵌入式系统的开发经历,本文也力求让您读起来不觉得生涩。您可以通过如下email与作者联系:21cnbao@21cn.com。
2.ARM体系结构
作为一种RISC体系结构的微处理器,ARM微处理器具有RISC体系结构的典型特征。还具有如下增强特点:
(l)在每条数据处理指令当中,都控制算术逻辑单元(ALU)和移位器,以使ALU和移位器获得最大的利用率;
(2)自动递增和自动递减的寻址模式,以优化程序中的循环;
(3)同时Load和Store多条指令,以增加数据吞吐量;
(4)所有指令都条件执行,以增大执行吞吐量。
ARM体系结构的字长为32位,它们都支持Byte(8位)、Halfword(16位)和Word(32位)3种数据类型。
ARM处理器支持7种处理器模式
USER 普通程序执行的模式 FRQ 用于告诉数据传输或者通道处理 IRQ 用于通用中断处理 SUPERVISOR操作系统的保护模式 ABORT 用于实现虚拟或者存储保护 UNDEFINED支持软件模式或者硬件协议处理 SYSTEM运行特权操作系统任务