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柳暗花明:浅谈嵌入式ARM开发的前世今生

2014-06-30 09:59
夜隼008
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  在这个科技高度发达的今天,相信很多在校学生停留在51单片机上的种种应用开发,做一个小玩意,获得个好名次,这在无形中增加了对单片机的理解和认识,对以后的工作奠定雄厚的基础:汇编语言的使用,可以让你在ARM Bootloader的开发上如鱼得水;各种外围器件的使用,可以让你在应用开发中如沐春风。但是,如果仅仅停留在这个阶段,或者说停留在低端单片机的开发应用上,拿到手的“金子”也有限,这就需要你踏入更加广阔的电子领域---嵌入式开发。现在最流行的是“ARM+Linux”构架,如果在这条路上你走的比较远,那么,这对你的生活质量的提高也大有帮助。

  由于“ARM+Linux”构架的嵌入式开发范围很广,如果想全部掌握,需要懂Linux使用、Linux内核、Linux驱动、汇编语言、C语言、C++、PCB制作、硬件电路设计……,我一直以为贪多未必是好事,所以建议进行嵌入式ARM的开发 分为两个方向:一、偏向硬件,二、偏向软件。

  首先来说下偏向硬件。在这个方面,要从硬件设计入手。

  第一、设计最小系统板:由于ARM的启动方式和单片机有很大差异,建议搞一个Flash,SRAM或SDRAM、CPU、JTAG、和复位信号的小系统板,留出扩展接口。这时,你可以参考一些成熟的设计,来进行设计,像EEPW论坛中STM32等等都可以。如果使最小系统能够正常运行,你就是很厉害的,毕竟在这方面硬件设计会有一些难点,比如内存等、长线等等。

  第二、 写启动代码,ARM启动会使用Bootloader,这时可以参考一些Bootloader介绍,自己琢磨写出简单的Bootloader,完成一小任务,这会使你的信心大大增强。在设计Bootloader时,你的汇编功底会让你左右逢源。

  第三、仔细研究你所用的芯片的资料,画外接板,进行功能的扩展,将你之前的单片机资源可以搬到这里,通过写相关的裸板程序,可以实现从单片机向嵌入式ARM方向的转变。

  第四、多学习针对该芯片的DEMO板原理图。先将原理图消化,对该芯片的设计做到心中有数,对常用设计达到随手画出。

  第五、学习多层板的绘制和布局、走线等。布线时要先布数据地址线,和需要保证的高速线;当涉及的CPU速度达到很高或者信号的频率很高时, PCB板上的走线都要看成传输线。传输线有其特征阻抗做好阻抗匹配和防干扰处理。在设计四层板时,通常外层走信号线,中间两层分别为电源和地平面,这样一方面隔离了两个信号层,更重要的是外层的走线与它们所靠近的平面形成称为"微带"(Microstrip) 的传输线,它的阻抗比较固定性能得到保障。

  如果你能完成以上五个基本的步骤,那么你已经踏入了嵌入式开发的硬件世界,以后的发展,就考自己的修养了。

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