嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)工具根據(jù)功能的不同，分別有編譯軟件、匯編軟件、鏈接軟件、調(diào)試軟件、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、函數(shù)庫、評估板、JTAG仿真器、在線仿真器等，目前世界上約有四十多家公司提供以上不同類別的產(chǎn)品。

用戶進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，選擇合適的開發(fā)工具可以加快開發(fā)進(jìn)度，節(jié)省開發(fā)成本。因此集成開發(fā)環(huán)境(IDE)一般含有編輯軟件、編譯軟件、匯編軟件、鏈接軟件、調(diào)試軟件、工程管理及函數(shù)庫等，基本上均可在PC機(jī)上完成。而調(diào)試工作則需要配合的模塊或產(chǎn)品方可完成，主要有指令集模擬器、駐留監(jiān)控軟件、JTAG仿真器、在線仿真器等。

目前比較著名的集成開發(fā)環(huán)境有ARMSDT、ARMADS、MULTI2000、HitoolsforARM、EmbestIDEforARM等，比較好的仿真器有美國EPI公司生產(chǎn)的專門用于調(diào)試系列的仿真器、ARM公司自己開發(fā)的JTAG在線仿真器Multi-ICE。目前國產(chǎn)的開發(fā)工具基本上還是空白。

聚芯開發(fā)工具的概要說明

聚芯SoC是在中科院知識創(chuàng)新工程、863項(xiàng)目“高速32位嵌入式CPU開發(fā)”、北京市工業(yè)發(fā)展資金等支持下開發(fā)的重要?jiǎng)?chuàng)新成果。該芯片精心打造出新型的高效可靠的SoC總線架構(gòu)L*BUS，基于“龍芯”CPU核/DSP部件，集成自主開發(fā)的南北橋功能部件，從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)角度把握單芯片系統(tǒng)集成技術(shù)，使其性價(jià)比遠(yuǎn)大于“龍芯CPU/DSP+南/北橋+顯示設(shè)備”，能支持、VxWorks、WindowCE等操作系統(tǒng)。

聚芯SoC也有自身的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，主要以移植為主，能很好的支持開發(fā)環(huán)境，本文重點(diǎn)放在開發(fā)評估板和Ejtag仿真器上。聚芯開發(fā)工具具有自身鮮明特點(diǎn)，能支持兼容PMON2000的系統(tǒng)和豐富的4種系統(tǒng)加載手段(業(yè)界少見)，即基于Nand、串口通訊、P、USB盤等方式來加載操作系統(tǒng)。聚芯開發(fā)工具提供了強(qiáng)大的可擴(kuò)展性好的評估板，開發(fā)評估板除了一般嵌入式開發(fā)板常有的功能外，還支持PCI擴(kuò)展、多功能設(shè)備總線擴(kuò)展等功能，拓展了原型系統(tǒng)覆蓋范圍。此外，聚芯開發(fā)工具還提供強(qiáng)大的eJTAG在線調(diào)試器，也可以快速燒寫Nand，十分便利于用戶調(diào)試目標(biāo)產(chǎn)品。

聚芯開發(fā)評估板和在線調(diào)試器

聚芯開發(fā)評估板JXEVB-1A對聚芯EraSoC-1000A的所有功能進(jìn)行了演示設(shè)計(jì)和擴(kuò)展，也為參考設(shè)計(jì)方案提供藍(lán)本。它主要由兩塊板卡即核心板和擴(kuò)展板組成，通過DDRII接口進(jìn)行連接，如圖1所示。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：

*主處理器：EraSoC-1000A，工作主頻高達(dá)

*：16M×32位，工作時(shí)鐘133MHz

*：NORFLASH512K×8位，用于存放，NANDFLASH64M×8-位(20年數(shù)據(jù)保存)

*多功能設(shè)備總線：預(yù)留DOC2000和CF卡接口，并可通過DOC2000插座口擴(kuò)展總線設(shè)備

*PCI接口：兼容PCI2.2，32位、33/，支持3個(gè)PCI主設(shè)備，多個(gè)從設(shè)備

*USB接口：兼容.0

*視頻輸出：支持通用的/TFT面板以及VGA接口輸出，TFT16/18/24位25.6萬色，256色

*異步串口：3通道，，傳輸率最高到115,200bps

*通用編程接口GPIO：包括復(fù)用的I/O總共76個(gè)GPIO

*實(shí)時(shí)時(shí)鐘：提供年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等實(shí)時(shí)信息(±30ppm)

*I2C總線：支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸率，板上帶512K的

*SPI總線：外接了SD卡和4線阻控制器

*以太網(wǎng)接口：10M/100Mbase-TX標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的帶綠、黃2個(gè)指示燈的，綠燈指示連接狀態(tài)，黃燈指示數(shù)據(jù)傳輸或傳輸速度

*PS/2接口：外接PS/2和鍵盤

*CAN接口：支持CAN2.0A/2.0B協(xié)議，支持10kbps~1Mbps傳輸率

*PWM：脈沖寬度調(diào)制

*eJTAG接口：可外接并口和USB在線調(diào)試仿真器，提供實(shí)時(shí)在線調(diào)試

*音頻輸入：標(biāo)準(zhǔn)3.5mmAudioJack，支持8~48KHz@16、20、24位采樣(開發(fā)板暫不支持)

*音頻輸出：標(biāo)準(zhǔn)3.5mmAudioJack連接器，LineOut輸出，支持8~48KHz@16、20、24位采樣(開發(fā)板暫不支持)

*工作溫度：-40~85℃

*機(jī)械尺寸：核心板：78.9×67.4mm

*擴(kuò)展板：200×150mm

該開發(fā)評估板支持的I/O設(shè)備十分豐富，具有一般開發(fā)板所具有的特點(diǎn)外，如MAC、USB、、Parallel、I2C、AC’97、PS/2、SP、PWM、RTC、GPIO等，還增加了PCI擴(kuò)展槽、多功能設(shè)備總線、CAN總線和高分辨率的/TFT和VGA顯示接口。開發(fā)板含2個(gè)PCI擴(kuò)展槽，可以擴(kuò)展2個(gè)PCI主設(shè)備，也可以掛接PCI橋，進(jìn)一步擴(kuò)展PCI設(shè)備，十分方便基于PCI總線的產(chǎn)品開發(fā)；多功能擴(kuò)展總線則提供DOC2000插座加一轉(zhuǎn)接卡，可以支持、I/O設(shè)備、A/D、D/A及其他擴(kuò)展設(shè)備，包容盡可能多的控制設(shè)備；顯示接口既可以支持VGA方式又可以支持STN/TFT方式，而且品種十分豐富，支持1bpp、2bpp、4bpp、8bpp、16bpp、18bpp、24bpp等，最大分辨率2,048×1,536，是現(xiàn)有開發(fā)系統(tǒng)最強(qiáng)大的。

該開發(fā)評估板配有強(qiáng)大的JXPMON2000，除了常規(guī)的PMON2000功能外，還擴(kuò)展了針對NandFlash、、USB、等設(shè)備的命令，如Sload、Nand_write、Nand_load，使開發(fā)人員十分方便選擇系統(tǒng)介質(zhì)。在此基礎(chǔ)上支持多種介質(zhì)引導(dǎo)操作系統(tǒng)，即基于NandFlash、串口通訊、、USB盤等方式來加載操作系統(tǒng)，為一般開發(fā)工具所少見的。

該開發(fā)評估板還配有界面友好的JXejtag仿真器，如圖2所示，支持停止運(yùn)行、單步運(yùn)行、多步運(yùn)行、內(nèi)存或I/O設(shè)備讀寫、查看/修改CPU寄存器、斷點(diǎn)調(diào)試、反匯編操作等功能。該工具極大方便用戶定位目標(biāo)系統(tǒng)的軟硬件故障，加快產(chǎn)品開發(fā)步伐。

如何快速構(gòu)建目標(biāo)系統(tǒng)

用戶如何構(gòu)建目標(biāo)系統(tǒng)要根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)而定。首先要熟悉聚芯SoC芯片特點(diǎn)，如果聚芯SoC片上集成的功能已滿足目標(biāo)產(chǎn)品的要求，那么根據(jù)聚芯開發(fā)板參考設(shè)計(jì)進(jìn)行剪裁，直接設(shè)計(jì)電原理圖，與此同時(shí)也可在評估板上同步做應(yīng)用軟件開發(fā)，然后下移到目標(biāo)產(chǎn)品上。

如果聚芯SoC片上集成的功能還不能滿足目標(biāo)產(chǎn)品的要求，那就要做深入的分析，由于聚芯SoC某些功能是復(fù)用的，必須考慮清楚哪些功能是必須的，哪些功能是不必要的，有些功能通過分時(shí)復(fù)用(分時(shí)驅(qū)動(dòng)總線)來實(shí)現(xiàn)，然后通過擴(kuò)展的PCI總線或多功能設(shè)備總線來驅(qū)動(dòng)外接設(shè)備，以滿足目標(biāo)產(chǎn)品的功能要求。應(yīng)該說明的是必要的時(shí)候，也可以通過SPI、USB、I2C、掛接外圍設(shè)備。

實(shí)際上，聚芯開發(fā)評估板覆蓋了聚芯SoC的特性，也有BIOS和相應(yīng)的經(jīng)過剪裁的操作系統(tǒng)(、VxWorks、WindowCE)，為產(chǎn)品開發(fā)提供了比較精準(zhǔn)的參考設(shè)計(jì)，客戶很容易在開發(fā)板上構(gòu)建產(chǎn)品原型，驗(yàn)證產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的可行性，加快產(chǎn)品開發(fā)周期。

本文小結(jié)

面向聚芯SoC的開發(fā)工具結(jié)合聚芯SoC芯片的特點(diǎn)，在開發(fā)評估板和在線調(diào)試器上有鮮明特色，不僅填補(bǔ)了國產(chǎn)芯片的開發(fā)工具空白，而且已得到了推廣應(yīng)用，也必將推動(dòng)國內(nèi)嵌入式開發(fā)工具研究開發(fā)的水平。

圖1：聚芯開發(fā)評估板JXEVB-1A。

圖2：聚芯在線調(diào)試器界面。