从GBA开始，步入ARM开发的殿堂（初学者入门篇）

GBA开始，步入ARM开发的殿堂（初学者入门篇）

1.为什么要选用GBA作为嵌入式系统学习平台
我们知道，任天堂公司的GameBoy Advance（简称GBA）一款非常出色的掌上游戏机，该产品占领了全球90％以上的掌上游戏机市场。
抛开游戏功能不说，GBA本身就是一个很好的嵌入式系统开发学习平台，因为GBA采用ARM7 CPU（RISC），拥有240×160 64K色彩色液晶、立体声系统、按键、DMA、通讯口、32K的CPU高速RAM（32Bit）和256K外部RAM（16Bit），还有可外接的游戏卡，可扩充至256Mbit的FLASH ROM以及用于保存进度的128K EEPROM（或FLASH、带电池记忆的SRAM）。
现在，许多开发者都开始学习嵌入式开发，并购买ARM实验板和JTAG仿真器。从成本的角度来看，ARM实验板和JTAG仿真器价格不菲，但是非常适合于拥有长期硬件开发经验的开发者；对于想踏入嵌入式开发殿堂的初学者而言，高昂的硬件价格以及过高的硬件调试门槛，自然成为阻碍学习嵌入式开发的拦路虎，许多初学者正是因为入门无路而中途放弃。从许多硬件工程师的开发经验来看，无论是低级的单片机开发还是高级的嵌入式系统设计，学习重点都应该在软件编程设计上，因为硬件部分都是有成熟的电路，熟悉以后自然水到渠成。因此，对于初学嵌入式开发的开发者而言，GBA也就成为最便宜、最容易入门的硬件平台，GBA可以让初学者把烦人的硬件调试抛开，而将注意力集中到学习软件开发。

开发套件                            价格  使用难易程度                      备注
ARM实验板＋JTAG仿真器 昂贵         困难        适合于拥有长期硬件开发经验的工程师
GBALine＋GBA                 便宜         容易        适合于嵌入式开发初学者

2.GBA硬件平台的特点
从功能上来看，GBA包括声效处理，彩色LCD显示，以及输入输出等功能。GBA的显示屏幕是240×160像素，可以支持8bit(256色)或16bit（64k色），带有硬件加速能力、支持Alpha渲染（alpha blending）、旋转（rotation）、缩放（scaling）、镶嵌（mosaic）等效果。GBA的屏幕模式有6种，分别为Mode 0 - Mode5。
从使用者的角度来看，GBA涉及人的手，眼，耳等感觉器官；从开发者角度看，它是完整的嵌入式系统。

3. 必备的硬件GBALine 
GBALINE是为GBA精心设计的一套外设，它完成PC<=>GBA的高速数据交换，以及数据存储，整套的价格也就百来块钱。
关于GBALine，具体的网址： http://www.sudt.com
编译好的二进制代码需要写入GBA卡带才能在真实的硬件平台上运行，这就需要一套下载存储系统帮助完成最后的工作，GBALine套件正是为实现此功能而诞生的。该套件包括GBALine下载线以及可擦写卡带，下载线直接将GBA游戏机与电脑连接，实现高速数据交换；可擦写卡带用于存储编译好的二进制代码。

4. 如何进行嵌入式开发
GBA的硬件和PC完全不一样，究竟该如何学习呢？难道还要去买GBA开发工具，要学GBA的开发语言？许多开发者都会有同样的疑问。不必紧张，只要开发者懂得C语言，会使用ARM C的编译系统，就可以开发GBA程序，使用GBA作为入门级嵌入式学习平台的优点就在此。目前，在Linux下和Windows下都有免费的编译工具，推荐的是DevKitAdv开发包，该开发包使用的是GCC编译器。当然，编译效率比较高的有SDT2.51、ADS1.2、metaware for ARM等等，但是这些都是收费的，对此有兴趣的开发者可以自己研究。源代码编辑工具推荐Visual C++。

5.模拟运行环境
PC端的模拟运行环境可以采用GBA模拟器，例如VisualboyAdvance等。编译好的ELF或BIN文件用模拟器打开就模拟硬件运行ARM程序。

6.硬件组成

6.1. GBA系统
CPU 32位RISC CPU（ARM7TDMI）/16.78MHz
兼容性 集成8位CISC CPU兼容于GBC，但是不能和GBA的CPU同时工作
内存 系统ROM  16K字节（GBC是2K）
工作RAM 32K字节＋CPU外部256K字节（2倍周期）
VRAM 96K字节
OAM 64位×128
调色板RAM 16位×512（256色用于精灵，256色用于背景）
卡带记忆体 最多32M ROM或闪存＋最多512Kbit SRAM或闪存
显示 240×160×RGB点、32,768色模拟显示、带有应将加速，支持旋转(rotation)、缩放(scaling)、Alpha渲染(alpha blending)、镶嵌(mosaic)；6种屏幕模式，分别为Mode0-Mode5。
操作 控制键（A、B、L、R、START、SELECT和方向键）
声音 4声道（相应于GBC的声道）＋2个CPU直接声道（PCM格式）
通讯 串口通讯（8位/32位、UART、多玩家、多用途、JOY总线）
卡带 同DMG和GBC一样，GBA的卡带使用32针接口，GBA自动检测插入卡带的类型并切换GBC或GBA模式。GB卡带、GB/GBC双重模式卡带、GBC专用卡带、GBA专用卡带都可以在GBA系统上使用。

6.2. GBALine下载线,  http://www.sudt.com
PC端接口 LPT,自动设置
GBA端接口 SIO,串口通讯
数据传输率 115K Byte/s（随操作系统负荷的变化相应波动，范围：90KB/s～115KB/s）
电源 自供电

6.3. 64Mbit Flash Card
Flash容量 64Mbit
Flash擦写次数 10万次
NV-SRAM 32K Byte,带电池记忆

7.编译环境设置
DevKitAdv是免费的GCC开发包，目前的最新版本是R5-Beta-3，下面将以此版本为例介绍如何在windows nt、2000、xp平台下使用该开发包。
下载并安装DevKitAdv开发包到C:/devkitadv-r5-beta-3目录，进入该目录运行DevKit-Advance-R5-Beta-3.lnk文件，此时会出现蓝色的console控制台窗口。
 
在c:/devkitadv-r5-beta-3目录下有example、testsuite等目录，现在以testsuite目录为例示范如何通过命令行方式编译文件。
 在上面的窗口中输入命令：
cd  testsuite
make
 之后就开始编译testsuite项目并生成agbmain.bin、agbmain.elf等文件，此时就可以先使用模拟器VisualBoyAdvance运行其中一个文件，或者通过GBALine下载线下载到Flash卡中实际运行。
 除了命令行方式之外，也可以自己创建Visual C++的makefile工程文件，这是强烈推荐的方式。

 最简单的入门过程就是这样，祝各位玩的开心！