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嵌入式设计

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ARM体系下浮点数Middle-Endian问题的处理

导读: 随着嵌入式微处理器芯片性能的日益提高,嵌入式设备也得到了广泛的应用。随着应用的扩展,嵌入式软件开发也呈现出功能多样化、平台多样化、体系结构多样化的特点。

  由于可移植性好,相当一部分嵌入式软件都是用C/C++语言开发的,而C/C++语言编写的程序中数据存储字节顺序是与编译平台所用的CPU相关的,所以嵌入式软件移植过程中,数据存储字节顺序是需要重点处理的地方。

  在嵌入式GIS软件从x86体系结构下移植到ARM体系结构的过程中,遇到了浮点数据存储字节顺序的问题。该问题既不是Big-Endian,也不是Little-Endian,而是Middle-Endian字节顺序。本文先介绍该嵌入式GIS软件开发平台和运行平台,再对移植过程中遇到的问题进行跟踪和分析。找到问题根源,最终给出两种解决方案。

  1 嵌入式GIS软件

  嵌入式GIS软件是用C++语言开发的,运行在PDA上的嵌入式软件。

  在以嵌入式硬件设备为硬件平台的基础上,内核版本为2.4.30的嵌入式Linux操作系统和QT/Embedded图形界面开发包构成了嵌入式GIS软件的

  软件平台。嵌入式GIS软件通过第三方库GDAL/OGR,提供对多种格式(如Shapefile、mapinfo)等矢量电子地图的读取操作。

  嵌入式GIS软件的运行平台是以ARM920T为处理器的三星公司的SMDK开发板。电子地图数据来自官方发布的某区域电子地图数据。

  嵌入式GIS软件在x86上调试通过后,使用2.95.3版本的arm-linux-gcc编译器交义编译嵌入式GIS软件和其他组件;最终将该软件移植到SMDK上运行。

  移植到SMDK开发板上之后,嵌入式GIS软件能够正常显示软件框架;在读取Shapefile格式电子地图时,进入死循环状态。根据debug信息显示,嵌入式GIS软件所读取的Shapefile电子地图显示范围的4个double类型数值,与X86下读取的数值不一致。例如,Shapefile文件中的数据为-3.383 700,而在ARM平台下凄出的数值则为7.49530le+68。ARM体系结构下读出的错误数据将导致嵌入式GIS软件运行时逻辑出错,不能正确最示电子地图。

  2 Middle-Endian

  在不同的体系结构之问移植嵌入式软件时,数据存储字节顺序是需要处理的问题之一。

  提到数据存储字节顺序,就要提到Big-Endian和Little-Endian。在各个体系结构处理器设计之初,Big-Endian和Little-Endian的分歧就一直存在,它们代表着每个字节在不同体系结构下的不同存储方式。如图2所示,数值0x1234ABCD在不同的字节顺序下具有不同存储顺序。

  字节顺序的不同,经常导致读取跨平台的文件数据不一致。针对嵌入式GIS软件移植过程中发生的数据不一致问题,对ARM体系结构的字节顺序进行了测试,方法如下:

  return(htONl(1)==1)?BIG:LITTLE;

  测试结果显示,ARM同x86一样.采用的是Little-Endian字节顺序存储数据,并不存在Big-Endilan和Lit-tle-Endian之间转换不当的问题。

  使用简单的二进制数据文件模拟x8

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