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2020年09月11日 | 关于新手进行ARM开发的四个思路详解
2020-09-11 来源：elecfans
由于涉及编程，学习ARM单片机系统对于从事电子电路的设计者来说是有些困难的，学习知识不难，难的是理清其中的开发思路，找到一个好的起点。本文就将从这一步入手，为大家介绍初次接触ARM开发应该从哪几方面来理清开发思路。
做个最小系统板：如果从没有做过ARM的开发，建议一开始不要贪大求全，把所有的应用都做好，因为ARM的启动方式和dsp或单片机有所不同，往往会遇到各种问题，所以建议先布一个仅有Flash、SRAM或SDRAM、CPU、JTAG、和复位信号的小系统板，留出扩展接口。使最小系统能够正常运行，任务就完成了一半，好在ARM的外围接口基本都是标准接口，如果已有这些硬件的布线经验那就更好了。
写启动代码
根据硬件地址先写一个能够启动的小代码，包括以下部分：初始化端口、屏蔽中断、把程序拷贝到SRAM中、完成代码的重映射、配置中断句柄，连接到C语言入口。也许一些示例程序当中bootloader会有很多东西，但是不要被这些复杂的程序所困扰，因为这是设计开发板过程中需要设计，并不包含在ARM设计范畴中。
研究芯片资料
尽管ARM在内核上兼容，但每家芯片都有自己的特色，编写程序时必须考虑这些问题。尤其是女孩子，在这儿千万别有依赖心理，总想拿别人的示例程序修改，却越改越乱。
了解操作系统程序
在ARM的应用开放源代码的程序很多，要想提高自己，就要多看别人的程序，Linux，uc/os-II等等这些都是很好的原码。
硬件
如果设计者自己制作硬件，每个厂家基本上都有针对该芯片的DEMO板原理图。如果先将原理图消化。在以后做设计时就能做到对资源的分配心中有数。器件的DATSHEET一定要好好消化。
最小系统板
很多人会问，做最小系统板是2层还是4层好?答：只有AT91可以用两层板，其他的最少4层;44b0的地和电源处理好也可用两层板;谈四层板和33欧电阻：选用四层板不仅是电源和地的问题，高速数字电路对走线的阻抗有要求，二层板不好控制阻抗。33欧电阻一般加在驱动器端，也是起阻抗匹配作用的;布线时要先布数据地址线，和需要保证的高速线;在高频的时候，PCB板上的走线都要看成传输线。
传输线有其特征阻抗，学过传输线理论的都知道，当传输线上某处出现阻抗突变(不匹配)时，信号通过就会发生反射，反射对原信号造成干扰，严重时就会影响电路的正常工作。采用四层板时，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，而且可以计算。
对于两层板就比较难以做到这样。这种传输线阻抗主要于走线的宽度、到参考平面的距离、敷铜的厚度以及介电材料的特性有关，有许多现成的公式和程序可供计算。33欧电阻通常串连放在驱动的一端(其实不一定33欧，从几欧到五、六十欧都有，视电路具体情况)，其作用是与发送器的输出阻抗串连后与走线的阻抗匹配，使反射回来(假设解收端阻抗没有匹配)的信号不会再次反射回去(吸收掉)，这样接收端的信号就不会受到影响。
接收端也可以作匹配，例如采用电阻并联，但在数字系统比较少用，因为比较麻烦，而且很多时候是一发多收，如地址总线，不如源端匹配易做。这里梭说的高频，不一定是时钟频率很高的电路，是不是高频不止看频率，更重要是看信号的上升下降时间。通常可以用上升(或下降)时间估计电路的频率，一般取上升时间倒数的一半，比如如果上升时间是1ns，那么它的倒数是1000MHz，也就是说在设计电路是要按500MHz的频带来考虑。
有时候要故意减慢边缘时间，许多高速IC其驱动器的输出斜率是可调的。Linux自身具备一整套工具链，容易自行建立嵌入式系统的开发环境和交叉运行环境，并且可以跨越嵌入式系统开发中的仿真工具(ICE)的障碍。内核的完全开放使人们可以自己设计和开发出真正的硬实时系统，软实时系统在Linux中也容易得到实现。强大的网络支持使得可以利用Linux的网络协议栈将其开发成为嵌入式的TCP/IP网络协议栈。Linux提供了完成嵌入功能的基本内核和所需要的所有用户界面，它是多面的。它能处理嵌入式任务和用户界面。
一个小型的嵌入式Linux系统只需要下面三个基本元素：*引导工具*Linux微内核，由内存管理、进程管理和事务处理构成*初始化进程如果要让它能干点什么且继续保持小型化，还得加上：*硬件驱动程序*提供所需功能的一个或更多应用程序。再增加功能，或许需要这些：*一个文件系统(也许在ROM或RAM)中*TCP/IP网络堆栈。
本文从启动代码、芯片资料、操作系统程序、最小系统版这四个方面来为新手进行讲解，在针对ARM开发思路时首先需要从这四个方面来进行入手，那么在之后的学习过程中就会觉得豁然开朗而不是一头雾水，因此建议各位新手花上几分钟来阅读本文，相信会有意想不到的收获。
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