总有一款合适你--ARM下裸机开发环境大全

一.什么是裸机开发
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裸机是一种通俗的讲法，就是指ARM设备上没有任何现成的程序来支持你的开发的软件运行。它是相对设备上有在操作系统的情况运行可执行程序而言的。

这两种程序有很大区别。在操作系统环境下，基本上跟桌面程序开发没有太多区别，而裸机程序需要自己初始化硬件环境来运行。因为必须有一小段汇编写的引导代码来初始化，并且直接操作硬件。

裸机程序一般采用少量汇编加C语言来编译（理论上C++可以了，但比较少）主要用来ARM汇编，硬件控制教学。硬件验证和驱动开发。

大型的程序bootloader,实时操作系统uCOS/Nclues严格讲也是裸机程序。


而且ARM的CPU的都有JTAG的在线硬件调试接口，通过JTAG硬件调试器，可以直接运行和单步调试裸机程序



二.裸机开发流程.

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编码-->编译-->调试-->下载

1.编码采用文本编辑器或相应IDE均可

2.编译器目前主要是两大类
armcc (ARM出品的编译器）
arm-linux-gcc (GNU ARM-Linux 编译器,在非EABI的编译器还分为arm-elf-gcc和arm-linux-gcc的区别现在基本不分了。)

arm-linux-gcc 编译出来的可执行文件格式是ELF,除了常见的TEXT段，BSS/DATA段外，还有会有一些调试段..而armcc编译出来的格式是AXF。但AXF本质是仍然是ELF格式，只不过加一些特殊的调试段。

3.调试方法
如果用JTAG在线硬件调试的那种单步调试.有两种接口。一种是ARM公司的RDI接口，另外一种硬件调试器虚拟的gdb接口。这个要使用ELF/或AXF格式

但很多程序会用直接让程序输出信息到串口方式进行调试。这种速度比较快，可以理解是广义上的调试。这个阶段要使用BIN格式。

4.下载
下载是指把可执行的BIN文件下载到开发板上的Flash之中。让其完全脱离调试环境完全独立运行。

如果一个空板,即Flash中没有任何程序。这时需要一些特殊下载方式。比用JTAG烧录工具下载到Flash之中。有一些CPU还有一些特殊的下载方式。比如S3C6410支持SD卡启动。可以把下载的文件放在SD卡上，由SD卡里的BOOTLOADER来下载。
还有一些CPU内部带有ROM自行启动一个小程序，然后通过USB下载程序。比如JZ4740。

如果Flash上烧录有bootloader，它往往自带有烧录功能。 可以通过TFTP/USB/串口方式从PC机下载到设备上。


可执行文件格式
Elf
Linux下标准可执行结构.还有一种out是早期的较为简单的可执行文件格式。但是在新版本里out就是ELF格式。
BIN
bin文件是由ELF转化而来，专门用下载到设备。相对于ELF它有两个变化。第一BIN只有基本的text/bss/data段，没有调试信息。第二。因为bin要下载到设备的。里面各段的地址是按相应地址对齐烧录的。因为两段之间很可能补一些空间的0空间。
ELF转换为BIN用arm-linux-objcopy 以下语句把elf_name转换成bin_name。
arm-linux-objcopy -O binary -S elf_name bin_name

HEX：
HEX主要是把BIN内容转换成相应的ASCII的文本格式，并且每一行都带下载地址。
HEX文件都是由记录（RECORD）组成的。在HEX文件里面，每一行代表一个记录。记录的基本格式为：
+---------------------------------------------------------------+
| RECORD | RECLEN | LOAD | RECTYPE | INFO or DATA | CHKSUM |
| MARK ':' | | OFFSET | | | |
+---------------------------------------------------------------+
| 1-byte | 1-byte | 2-byte | 1-byte | n-byte | 1-byte |
+---------------------------------------------------------------+
关于HEX/BIN区别，参见
http://blog.ednchina.com/wwh_nuaa/74736/message.aspx

不同产家的HEX格式有细微的差别，比如MOTO的HEX格式称为S-Record格式,Intel格式称为 Intel-HEX ,两者的差别参见
http://blog.chinaunix.net/u1/58640/showart_1864111.html
http://www.upsdn.net/html/2004-12/95.html


多用于可编程器的的离线下载或者单片机程序的下载。ARM开发不常用。

三.裸机开发环境.
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常见的裸机开发环境

3.1 ADS开发环境 并口。
1.HOST操作系统： Windows
2.编译器 : armcc
3.IDE ： ADS
4.适用CPU ：ARM7/ARM9
5.HOST硬件接口：并口JTAG调试板
6.调试软件 :AXD+H-Jtag
特点：硬件调试成本比较低，但是调试和下载速度慢。


3.2 ADS开发环境 USB。
1.HOST操作系统： Windows
2.编译器 : armcc
3.IDE ： ADS
4.适用CPU ：ARM7/ARM9
5.HOST硬件接口：USB接口的J-Link
6.调试软件 : AXD+J-LinK RDI

3.3 arm-linux-gcc USB。
1.HOST操作系统： Linux
2.编译器 : arm-elf-gcc /arm-linux-gcc
3.IDE ： 任何支持GCC的IDE（如Eclipse等）
4.适用CPU ：ARM7/ARM9/ARM11
5.HOST硬件接口：USB接口的OpenJtag
6.调试软件 : OpenOCD/gdb
注：有WINDOWS相应版本

3.4 RVDS USB
1.HOST操作系统： Windowsj/Linux
2.编译器 : armcc
3.IDE ： RealView/Eclipse
4.适用CPU ：ARM全系列
5.HOST硬件接口：USB接口的J-Link
6.调试软件 : J-Link GDB

注：RVDS是RealView Developer Suite的缩写是，ARM开发的ADS的升级版，在Eclipse基础上改进。因此可以在多个操作系统运行。

另外armcc可以直接在Makefile调用，不需要通IDE。这也是很多大型软件编译方法