開發(fā)板(demo board)是用來進行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的電路板,包括中央處理器、存儲器、輸入設備、輸出設備、數(shù)據(jù)通路/總線和外部資源接口等一系列硬件組件。開發(fā)板一般由嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者根據(jù)開發(fā)需求自己訂制,也可由用戶自行研究設計。開發(fā)板是為初學者了解和學習系統(tǒng)的硬件和軟件,同時部分開發(fā)板也提供的基礎集成開發(fā)環(huán)境和軟件源代碼和硬件原理圖等。常見的開發(fā)板有51、ARM、FPGA、DSP開發(fā)板。
開發(fā)板(demo board)是用來進行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的電路板,包括中央處理器、存儲器、輸入設備、輸出設備、數(shù)據(jù)通路/總線和外部資源接口等一系列硬件組件。在一般的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中,硬件一般被分成兩個平臺,一個是開發(fā)平臺(host),一個是目標平臺(target)即開發(fā)板。在此描述的開發(fā)平臺指的是使用計算機,通過傳輸?shù)慕缑妫绱?RS-232)、USB、并口、或者網(wǎng)絡(Ethernet)與目標平臺連接。開發(fā)板一般由嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者根據(jù)開發(fā)需求自己訂制,也可由用戶自行研究設計。開發(fā)板是為初學者了解和學習系統(tǒng)的硬件和軟件,同時部分開發(fā)板也提供的基礎集成開發(fā)環(huán)境和軟件源代碼和硬件原理圖等。常見的開發(fā)板有51、ARM、FPGA、DSP開發(fā)板。
嵌入式系統(tǒng)開發(fā),要先選定滿足自己開發(fā)所需型號CPU、FPGA、DSP,其次根據(jù)選定型號的CPU、FPGA、DSP等選擇支持選定芯片的開發(fā)板范圍。再次,優(yōu)選開發(fā)板提供的開發(fā)環(huán)境及技術支持的能力和水平。最后還要考慮開發(fā)板板子除了集成CPU、FPGA、DSP等之外,還需要較完善輸入及輸出的界面,如鍵盤和LCD,程序下載接口、內(nèi)存(RAM)、FlashROM、電源模塊等。同時為了開發(fā)初期的調(diào)試方便,還會引出幾個特殊的引腳,如JTAG接口、USB和串口等,以供外接的調(diào)試模塊所使用。
當硬件及規(guī)格選定完成后,接下來就是進入最開始的系統(tǒng)開發(fā)與建立開發(fā)環(huán)境。如果項目所使用的嵌入式操作系統(tǒng)不是自己開發(fā),而是向其他廠商購買的話,大都提供集成式開發(fā)環(huán)境(IDE)與仿真器(Emulator)讓開發(fā)者可以加速整個開發(fā)的過程。當你拿到的是系統(tǒng)廠商已經(jīng)移植好的操作系統(tǒng),并且確定有給予充分的相關資料之后,就可以針對自己的目標平臺做集成的動作。選定操作系統(tǒng)之后,通常都會指定開發(fā)平臺上所使用的各項開發(fā)工具,例如編譯器、連接器等。開發(fā)時需要設置的編譯參數(shù)會依據(jù)每個環(huán)境不同而有所差異。這個部分必須依據(jù)硬件規(guī)格與指示說明編譯出一個可以運行的映像文件,然后通過燒錄工具燒錄到目標平臺上。
大部分嵌入式硬件都需要某種類型的軟件進行初始化和管理。直接與一個硬件互相作用并控制這一硬件的軟件稱為設備驅(qū)動程序(device driver)。所有需要軟件的嵌入式系統(tǒng),在它們的系統(tǒng)軟件層都需要設備驅(qū)動程序軟件。設備驅(qū)動程序是初始化硬件的軟件庫,它們管理著高層軟件對硬件的訪問,它是硬件與操作系統(tǒng)、中間件和應用層之間聯(lián)絡的紐帶。具體來說,這類驅(qū)動程序包括主處理器體系結構專用的功能性驅(qū)動程序、存儲器和存儲器管理驅(qū)動程序、總線初始化和事務驅(qū)動程序、還有電路板層和主CPU層次的I/O初始化和控制驅(qū)動程序(如用于網(wǎng)絡、圖形、輸入設備、存儲設備、調(diào)試I/O等)。設備驅(qū)動程序通常劃分為體系結構專用(architecture-specific)設備驅(qū)動程序和通用(generic)設備驅(qū)動程序。體系結構專用設備驅(qū)動程序管理嵌入到主處理器(體系結構)中的硬件。體系結構專用驅(qū)動程序負責初始化主處理器內(nèi)部的組件,這類驅(qū)動程序的具體事例包括片上存儲器、集成的存儲器管理器(MMU)和浮點硬件的驅(qū)動程序。通用設備驅(qū)動程序管理電路板上的硬件以及沒有集成到主處理器中的硬件。在一個通用設備驅(qū)動程序中,通常包含一部分體系結構專用的源代碼,因為主處理器是中央控制單元,要訪問電路板上的任何組件通常都要經(jīng)過主處理器。然而,通用驅(qū)動程序也可以管理不被特定的處理器所專用的板級硬件,這就意味著一個通用驅(qū)動程序可以配置應用到許多體系結構中去,只要該結構中包含該驅(qū)動程序?qū)挠布?。通用?qū)動程序包含初始化和管理對電路板上剩余主要組件進行訪問的代碼,這些主要組件包括板級總線(I2C、PCI、PCMCIA等)、片外存儲器(控制器、2級以上高速緩存、閃存等)和片外I/O(以太網(wǎng)、RS-232、顯示器、鼠標等)。