面向聚芯SoC的开发工具设计

2011年08月26日13:38:29 本网站 我要评论(2)字号：T | T | T

嵌入式应用软件的开发工具根据功能的不同，分别有编译软件、汇编软件、链接软件、调试软件、嵌入式实时操作系统、函数库、评估板、JTAG仿真器、在线仿真器等，目前世界上约有四十多家公司提供以上不同类别的产品。

用户进行嵌入式系统开发时，选择合适的开发工具可以加快开发进度，节省开发成本。因此集成开发环境(IDE)一般含有编辑软件、编译软件、汇编软件、链接软件、调试软件、工程管理及函数库等，基本上均可在PC机上完成。而调试工作则需要配合其他的模块或产品方可完成，主要有指令集模拟器、驻留监控软件、JTAG仿真器、在线仿真器等。 目前比较著名的集成开发环境有ARM SDT、ARM ADS、MULTI 2000、Hitools for ARM、Embest IDE for ARM等，比较好的仿真器有美国EPI公司生产的专门用于调试ARM7系列的JEENI仿真器、ARM公司自己开发的JTAG在线仿真器Multi-ICE。目前国产的开发工具基本上还是空白。
聚芯开发工具的概要说明 聚芯SoC是在中科院知识创新工程、863项目“高速32位嵌入式CPU开发”、北京市工业发展资金等支持下开发的重要创新成果。该芯片精心打造出新型的高效可靠的SoC总线架构L*BUS，基于“龙芯”CPU核/DSP部件，集成自主开发的南北桥功能部件，从计算机体系结构角度把握单芯片系统集成技术，使其性价比远大于“龙芯CPU/DSP+南/北桥+显示设备”，能支持Linux、VxWorks、WindowCE等操作系统。 聚芯SoC也有自身的集成开发环境(IDE)，主要以移植为主，能很好的支持Linux开发环境，本文重点放在开发评估板和Ejtag仿真器上。聚芯开发工具具有自身鲜明特点，能支持兼容PMON2000的BIOS系统和丰富的4种系统加载手段(业界少见)，即基于NandFlash、串口通讯、TFTP、USB盘等方式来加载操作系统。聚芯开发工具提供了强大的可扩展性好的评估板，开发评估板除了一般嵌入式开发板常有的功能外，还支持PCI扩展、多功能设备总线扩展等功能，拓展了原型系统覆盖范围。此外，聚芯开发工具还提供强大的eJTAG在线调试器，也可以快速烧写NandFlash，十分便利于用户调试目标产品。 聚芯开发评估板和在线调试器 聚芯开发评估板JXEVB-1A对聚芯EraSoC-1000A的所有功能进行了演示设计和扩展，也为其他参考设计方案提供蓝本。它主要由两块板卡即核心板和扩展板组成，通过DDRII接口进行连接，如图1所示。其主要技术指标如下： * 主处理器：EraSoC-1000A，工作主频高达300MHz * SDRAM：16M×32位，工作时钟133MHz * Flash：NOR FLASH 512K×8位，用于存放BIOS，NAND FLASH 6?M×8-位(20年数据保存) * 多功能设备总线：预留DOC2000和CF卡接口，并可通过DOC2000插座口扩展其他总线设备 * PCI接口：兼容PCI 2.2，32位、33/66MHz，支持3个PCI主设备，多个从设备 * USB接口：兼容USB2.0 * 视频输出：支持通用的STN/TFT LCD面板以及VGA接口输出，LCD TFT 16/18/24位25.6万色，STN 256色 * 异步串口：3通道，DB-9连接器，传输率较高到115,200bps * 通用编程接口GPIO：包括复用的I/O总共76个GPIO * 实时时钟：提供年、月、日、星期、时、分、秒等实时信息(±30ppm) * I2C总线：支持400KHz数据传输率，板上带512K的FRAM * SPI总线：外接了SD卡和4线阻触摸屏控制器 * RTL8139以太网接口：10M/100Mbase-TX标准，标准的带绿、黄2个LED指示灯的RJ45连接器，绿灯指示连接状态，黄灯指示数据传输或传输速度 * PS/2接口：外接PS/2鼠标和键盘 * CAN接口：支持CAN 2.0A/2.0B协议，支持10kbps~1Mbps传输率 * PWM：脉冲宽度调制 * eJTAG接口：可外接并口和USB在线调试仿真器，提供实时在线调试 * 音频输入：标准3.5mm Audio Jack连接器，支持8~48KHz@16、20、24位采样(开发板暂不支持) * 音频输出：标准3.5mm Audio Jack连接器，Line Out输出，支持8~48KHz@16、20、24位采样(开发板暂不支持) * 工作温度：-40~85℃ * 机械尺寸：核心板：78.9×67.4mm * 扩展板：200×150mm 该开发评估板支持的I/O设备十分丰富，具有一般开发板所具有的特点外，如MAC、USB、Uart、Parallel、I2C、AC’97、PS/2、SP、PWM、RTC、GPIO等，还增加了PCI扩展槽、多功能设备总线、CAN总线和高分辨率的STN/TFT LCD和VGA显示接口。开发板含2个PCI扩展槽，可以扩展2个PCI主设备，也可以挂接PCI桥，进一步扩展PCI设备，十分方便基于PCI总线的产品开发；多功能扩展总线则提供DOC2000插座加一转接卡，可以支持SRAM、I/O设备、A/D、D/A及其他扩展设备，包容尽可能多的控制设备；显示接口既可以支持VGA方式又可以支持STN/TFT方式，而且品种十分丰富，支持1bpp、2bpp、4bpp、8bpp、16bpp、18bpp、24bpp等，较大分辨率2,048×1,536，是现有开发系统较强大的。 该开发评估板配有强大的JX PMON2000，除了常规的PMON2000功能外，还扩展了针对NandFlash、Uart、USB、tftp等设备的命令，如Sload、Nand_write、Nand_load，使开发人员十分方便选择系统介质。在此BIOS基础上支持多种介质引导操作系统，即基于NandFlash、串口通讯、TFTP、USB盘等方式来加载操作系统，为一般开发工具所少见的。 该开发评估板还配有界面友好的JXejtag仿真器，如图2所示，支持停止运行、单步运行、多步运行、内存或I/O设备读写、查看/修改CPU寄存器、断点调试、反汇编操作等功能。该工具极大方便用户定位目标系统的软硬件故障，加快产品开发步伐。 如何快速构建目标系统 用户如何构建目标系统要根据产品特点而定。首先要熟悉聚芯SoC芯片特点，如果聚芯SoC片上集成的功能已满足目标产品的要求，那么根据聚芯开发板参考设计进行剪裁，直接设计电原理图，与此同时也可在评估板上同步做应用软件开发，然后下移到目标产品上。 如果聚芯SoC片上集成的功能还不能满足目标产品的要求，那就要做深入的分析，由于聚芯SoC某些功能是复用的，必须考虑清楚哪些功能是必须的，哪些功能是不必要的，有些功能通过分时复用(分时驱动总线)来实现，然后通过扩展的PCI总线或多功能设备总线来驱动外接设备，以满足目标产品的功能要求。应该说明的是必要的时候，也可以通过SPI、USB、I2C、UART挂接外围设备。 实际上，聚芯开发评估板覆盖了聚芯SoC的特性，也有BIOS和相应的经过剪裁的操作系统(Linux、VxWorks、WindowCE)，为产品开发提供了比较精准的参考设计，客户很容易在开发板上构建产品原型，验证产品实现的可行性，加快产品开发周期。 本文小结 面向聚芯SoC的开发工具结合聚芯SoC芯片的特点，在开发评估板和在线调试器上有鲜明特色，不仅填补了国产芯片的开发工具空白，而且已得到了推广应用，也必将推动国内嵌入式开发工具研究开发的水平。　图1：聚芯开发评估板JXEVB-1A。 图2：聚芯在线调试器界面。

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