玩转ARM基本功
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我是稀里糊涂的走上了嵌入式开发的道路,回想起来,多亏了身边的几位朋友,是在与他们的闲侃中慢慢的走上了这条道路:从最早的电路设计,PCB打板,电路调试,模拟仿真,单片机开发到后来的ARM开发,回想起来,心里也是诚惶诚恐,如履薄冰。
我开始做电子是用的AVR单片机,从I/O、按键…到内存、外设玩了一通。工作之后,才开始玩ARM。在项目中逐渐对ARM开发有了一些感悟。
学习ARM有两个目的,看你是那种:1、长见识,顺便玩玩;2、工作需要,从事ARM开发。这就要分开对待了。
如果是长见识,随便玩玩,为日后的工作做准备,那么就应该挑选市场上很成熟的ARM7、ARM9等资料比较多,玩的人比较多,出现问题容易解决;如果是工作需要,就没有这么多选择,必须按照功能要求,开始征服特定的片子。
不管哪种目的,学习起来步骤我感觉差不多,先裸板,后上操作系统:
之所以这么安排,是因为听了很多大牛的建议和意见。正所谓“万丈高楼平地起”,基础很重要。在上操作系统之前,一定要对底层代码特别是裸板程序有一定的认识。这样,对于操作系统中涉及底层的问题就会少很多。
现在以我学习ARM11(s3c6410-1176JZF)的经历介绍写一些基本功。
首先:要有一定的电子基础。
这不是废话吗,既然玩ARM当然都是懂电子的呀。其实不然!电子基础可深可浅,怎么是个头?会IC放大器,搭建信号处理电路,这是信号处理中的基本功。对于ARM开发来说,我感觉重点在信号走线、滤波、稳压和保持片子性能稳定上(分析一个ARM板子就会明白这些道理)。
我谈下我的见解:明白ARM板子中除集成IC之外的元器件的作用,最常见的是电容作用、驱动LED呀、扬声器呀、串口连接、存储器连接、LCD屏幕连接等等。看到串口,想起怎么连接;看到按键,想起怎么识别……基本上在硬件上可以将整个系统连接起来。
其次,有一定的英文阅读能力。
我在开发的时候以Linux应用完全开发手册、6410手册和ARM1176jzf内核手册为基础。这三个文档一个中文,两个英文,页数总和有2500页。如果没有耐心,想尽快完成开发,这无异于缘木求鱼。6410的手册是对ARM11芯片的介绍和寄存器的总体介绍:包括GPIO设置,相机接口、Nandflash控制器、DRAM控制器等。1176jzf是对1176jzf处理器的设置的介绍。
对于简单的GPIO设置,我们可以查阅6410的GPIO章节,
从中可以看出各组管脚的功能:各组管脚是混合复用(除了GPI和GPJ两组),依据单片机知识,如果是管脚复用,必须通过相应寄存器设置才能达到相应要求,这时,我们需要看GPIO的寄存器设置章节:
对于GPA组,
可以看出端口A具有读写功能,并且有相应的地址,从存储器映射图中可以看出,端口A可以通过配置相应寄存器(也就是相应的地址)为合适的数值,就能完成相应的操作。
对于GPA0管脚来说,通过配置其为0000或者0001或者0010将其定义为输入、输出或者串口模式,具体操作及分如下:
通过三个操作,可以讲GPA0设置为输出功能,如果外界LED,可以实现LED灯的控制。
此外,还有数据寄存器,上拉控制寄存器,配置休眠和上拉休眠等寄存器,其操作原理一样,将相应的寄存器地址放入一寄存器,写入数值,即完成相应配置。
第三、要有一点汇编和c语言的基础。
为什么这么说呢,首先看下配置I/O口为简单输入输出的ARM的启动代码:
在6410的启动代码中,需要以汇编语言的形式设置、配置寄存器,现在将这部分进行简单的分析:
在写裸板程序的起始,需以 .globl 为开始,通过
将外设地址映射到外设地址,通过
将存储器大小设置为256M,具体怎么实现的呢,查看1176jzf手册:
有此可见,6410手册和1176jzf手册对于裸板程序是一利器。
第四、举一反三,融会贯通,利用网络。
一个6410手册有1378页,一个1176jzf有972页,看完是一项可望不可及的任务,因此善于举一反三,融会贯通是必须的。另外还需要有Google大神的帮助。在开发过程中,如果碰到新功能,新接口没有使用过,这时,Google大神就可以发挥其大神的作用,带领你完成任务。
如在写堆栈操作中,需要将各寄存器的数值进行保存,需要使用stmdb指令,如果不熟悉,可以用Google大神进行帮助。
通过介绍,可以明白具体的操作。
虽然ARM更新速度很快,但是也不是出来一个新产品就让我们从头开始学习新技术,只要熟悉掌握了一种MCU,通过举一反三,可以将技术扩大到应有的领域。
最后借用孔老夫子的一句话“学而不思则罔,思而不写则殆”来表达嵌入式开发者——至少我是这样的心情。