嵌入式系统第一次作业

嵌入式 14计科1班刘可欣

1.嵌入式的特点

• 嵌入性
• 专用性
• 低功耗
• 体积小
• 成本低
• 高实时性

为什么要学习嵌入式？

• 大部分计算机都是嵌入式设备

所有生产的处理器中大约99%都用于嵌入式系统。仅2007年，基于ARM处理器架构的芯片生产了29亿片，所有这些芯片基本上都用于嵌入式应用。这些处理器应用在你的汽车，电气用具和玩具中；安装在我们的建筑中；对提供交通，水和电力等基础设施的高效运作至关重要。世界越来越依靠嵌入式系统，作为技术专家，了解它们的工作原理是非常有用。桌面计算机市场几乎饱和，而嵌入式市场正在增长，只要人们还认为随时随地的计算是有必要的，嵌入式市场将会保持增长。

• 嵌入式无处不在
  嵌入式设备已经渗透到我们生活的方方面面，我们每个人的日常生活作息几乎都离不开嵌入式：夏天的风扇、空调，洗衣服的洗衣机，吹风筒等等。我们现在每个人随身携带的手机也是嵌入式的设备。未来的世界也是嵌入式的黄金时代。

• 嵌入式能让你解决硬件问题
  嵌入式编程中的困难问题会促进你在受限平台上编写高可靠系统。软件是并发的（通常同时使用中断和线程），必须兼顾硬件设备和外部的时序约束，小心处理各种错误情况。总的来说，你会突然遇到很多难以解决的编程问题。这个时候，如果了解硬件的结构还有工作原理能够给软件调试带来极大的便利。

• 当今时代软硬件能力兼具的人才稀缺
  像计算机软件专业的学生大多数主攻的是软件和算法方向，比较少的人会去学硬件。而自动化专业的学生硬件能力比较强，但往往软件编程能力不足。所以，我们计算机专业的学子更应该向软硬件能力兼备的方向前进。

2.编译、下载和调试方法

1.交叉编译gdb和gdbserver

嵌入式Linux系统中，应用开发过程中，很多情况下，用户需要对一个应用程序进行反复调试，特别是复杂的程序。采用GDB方法调试，由于嵌入式系统资源有限性，一般不能直接在目标系统上进行调试，通常采用gdb+gdbserver的方式进行调试。 Gdbserver在目标系统中运行，gdb则在宿主机上运行。

目标系统必须包括gdbserver程序，宿主机也必须安装gdb程序。在此我们还不能直接采用linux发行版自带的gdb，需要交叉编译gdb和gdbserver。

2.编译gdb和gdbserver工具

下载最新版本的gdb-6.8.tar.gz，可以到ftp://ftp.gnu.org/gnu/gdb下载.
准备好自己的工作目录，如下示

/home/user/gdb
|--gdb-6.8
|--obj-gdb
|--build
|--obj-gdbserver
|--build
|--bin

脚本obj-gdb/build内容如下：

#!/bin/sh
../gdb-6.8/configure --target=arm-linux --enable-shared --prefix=/usr/src/arm/gdb/build-gdb --without-x --disable-gdbtk --disable-tui --without-included-regex --without-included-gettext
make
echo "done"

脚本obj-gdbserver/build内容如下：

#!/bin/sh
CC=/opt/toolchain/arm-linux/bin/arm-linux-gcc
../gdb-6.8/gdb/gdbserver/configure --host=arm-linux --without-included-regex --without-included-gettext
echo "done"

开始编译：

• (1) cd obj-gdb
  ./build
• (2) cd obj-gdbserver
  ./build

这时会生成Makefile，修改Makefile如下:

LDFLAGS= -static
然后make

• (3) cd bin
  cp ../obj-gdb/gdb/gdb .
  cp ../obj-gdbserver/gdbserver .
  arm-linux-strip gdbserver
• (4) 好了bin目录下就是最终编译出来的gdb+gdbserver了

3．gdbserver使用与测试

(1) 目标机中
执行命令gdbserver 10.0.12.144:1234 test
注意test在编译的时候是要加-g选项的

(2) 宿主机中
gdb test
再输入命令target remote 10.0.12.143:1234
接下来就可以gdb的调试了

(3) 说明
目标机IP：10.0.12.143
宿主机IP: 10.0.12.144
端口是随意指定的，只要两端保持一致就行了
test程序两端也必须相同(stavy)

3.嵌入式系统产品的开发流程

• 系统需求分析
  
  • 需求描述阶段
  • 规格说明阶段
• 系统设计
  
  • 体系结构设计
  • 硬件平台选择
  • 软件平台选择
  • 硬件与软件的划分
• 系统集成与调试
  
  • 系统集成
  • 系统调试
• 系统测试

4.嵌入式系统的应用和发展趋势

嵌入式系统的应用

• 信息家电
• 交通管理
• 商业领域
• 工业控制
• 环境工程与自然
• 机器人

嵌入式系统的发展趋势

• 应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持
• 为设备网络通信提供标准 接口
• 支持小型电子设备实现小尺寸、低功耗和低成本
• 提供精巧的多媒体人际界面