移植

下面我們就來看下一個(gè)內(nèi)容叫做移植的基本步驟，也就是說我們要現(xiàn)有一個(gè)大體的思路，如果說我作為產(chǎn)品開發(fā)者，或者說是作為一個(gè)系統(tǒng)的整體架構(gòu)來說，我們拿到一款板子過后我們是如何一步一步把我們的系統(tǒng)用起來呢？它整個(gè)系統(tǒng)流程又是什么樣的，我們先要有個(gè)明確目標(biāo)，第一個(gè)目標(biāo)是我們要保證PC也就是我們的開發(fā)機(jī)器跟目標(biāo)機(jī)也就是開發(fā)板或者說最終要做成產(chǎn)品的板子的硬件它們倆之間的連接方式。

因?yàn)槲覀冊谇度胧介_發(fā)中有一個(gè)很麻煩的事情就是開發(fā)板的能力跟PC的能力一般是不平等的，大家都知道PC的功能很強(qiáng)大也很貴而板子很便宜可能一個(gè)小系統(tǒng)一個(gè)路由器也就幾十塊錢，但是我們總不能在路由器上接個(gè)鍵盤接個(gè)鼠標(biāo)然后裝一個(gè)VC，在這里是不現(xiàn)實(shí)的，所以說我們一般的開發(fā)環(huán)境跟ARM講的內(nèi)容都是一樣的，都是在主機(jī)上開發(fā)最終把主機(jī)編譯好的內(nèi)容跟我們的目標(biāo)機(jī)進(jìn)行一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸，所以這就涉及到一個(gè)非常重要的問題。

數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健Ｒ驗(yàn)槲覀償?shù)據(jù)無外乎就是高低電平這幾種，那么傳播有哪些傳播方式呢？

如圖，所以我們?nèi)绻鳛橐粋€(gè)產(chǎn)品的研發(fā)者來說，你第一個(gè)需要考慮的就是我們是怎么連的。

那么給大家來列出了一下，目前來說，我們的PC跟我們的開發(fā)板的連接也就大概如上圖四種比較常用的方式。第一種就是我們最經(jīng)典90%的板子上，都支持的方式叫異部串行接口，也就是我們所說的串口。那么這個(gè)串口傳輸在我們之前學(xué)習(xí)ARM的時(shí)候也學(xué)習(xí)到過，其實(shí)別看它很簡單，其實(shí)它的功能很強(qiáng)大。它既可以輸入也可以輸出，所以說我們基本上完成了一個(gè)輸入輸出這樣數(shù)據(jù)出和進(jìn)的功能。

所以說串口是我們比較常用的一個(gè)接口。但是它還是有它的特點(diǎn)就是它的速度比較低，因?yàn)楸热缯f我們前面所配的速度是11520那這個(gè)其實(shí)是很低的，不是很高。因?yàn)樗?1520B比特也就是傳多少位多少個(gè)高低電平的字節(jié)，所以說這個(gè)效率不是很高但是實(shí)用性比較強(qiáng)就幾個(gè)接口就可以。

我們舉個(gè)典型的例子就是家里的路由器，如果大家有興趣，就把家里的老路由器拆下來看一下路由器里面一般都有3個(gè)架子或4個(gè)架子，3個(gè)小插針或4個(gè)小插針無外乎就幾個(gè)電壓，一個(gè)是D一個(gè)是電源很多情況下，路由器都會引出這個(gè)東西。如果你的動手能力比較強(qiáng)，你就去市場上買一個(gè)叫DB9的一個(gè)小頭子，拿個(gè)烙鐵把那里面的幾根線給焊上去。然后就跟PC一接，就可能會看到路由器的一些打印信息。所以說串口在我們嵌入式開發(fā)中算是一個(gè)非常經(jīng)典的跟PC之間通信的一個(gè)接口。

因?yàn)榇蠹铱梢韵胍幌?，這個(gè)串口既可以輸出我們可以把開發(fā)板上的信息往我們的平臺上去看。甚至來說，我們還可以通過串口把PC里面的東西傳到開發(fā)板中，所以他說輸入輸出都可以，這樣的話串口也算是一個(gè)比較萬能的接口，它唯一的缺陷就是速度太低，如果我們傳輸一些大數(shù)據(jù)比如說以后我們會看到的安卓中的一些東西，安卓中涉及到的其實(shí)跟我們所學(xué)的也是一樣，他比較麻煩的就是文件系統(tǒng)支柱，文件系統(tǒng)少的可能就要幾百兆，或者說壓縮過后就是幾十兆。那你可以想象一下，我們?nèi)绻?1520去傳，有的時(shí)候就要傳送一二十分鐘，這樣很影響開發(fā)效率的。

所以說用串口如果是小文件沒有關(guān)系，但大文件一般情況下用串口傳輸?shù)目赡苄圆淮?。如果說你的板子功能比較強(qiáng)，傳的東西比較多，這種情況下用串口我們還是不建議。

那么現(xiàn)在我們就需要換一下，串口我們可以把它當(dāng)作后備資源。

然后我們就要使用如上圖所說的USB。隨著USB的發(fā)展，從USB1.0到2.0、3.0，它的速度越來越快。那么這個(gè)傳輸數(shù)據(jù)我們就不用擔(dān)心，它速度快是沒有問題的，但是現(xiàn)在唯一比較擔(dān)心的一個(gè)問題就是板子剛剛上電，就讓他用串口去工作，這個(gè)是不現(xiàn)實(shí)的。所以這種情況下，我們還涉及到在開發(fā)板要把串口的驅(qū)動做好。所以說這個(gè)時(shí)候我們還要考慮驅(qū)動的問題，到底支不支持如果不支持或者開發(fā)的周期比較長，那么串口就不把它作為目標(biāo)機(jī)和主機(jī)連接的主要方式了。以上就是我們的串口。

串口退而求其次就還有一種叫做網(wǎng)絡(luò)接口，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口也是我們嵌入式開發(fā)中使用很普遍的一個(gè)接口。

如上圖因?yàn)檫@個(gè)TCP/IP這個(gè)協(xié)議已經(jīng)很成熟了。

因?yàn)槲覀兊腜C本身就是TCP/IP中很重要的一個(gè)端口，比如你可以作為服務(wù)器，也可以作為客戶端，然后我們的開發(fā)板也只需要跑一個(gè)服務(wù)器或者客戶端就可以跟PC以CS的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和下載。所以說這個(gè)方式也是比較通用的而且說網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)和速率都比較快最少最少都是十兆而且現(xiàn)在百兆網(wǎng)卡都是非常多的。這樣的話，傳輸速率肯定是比11520是快得多。

所以說在我們后期課程中，大家會看到我們通過網(wǎng)絡(luò)接口去下載數(shù)據(jù)的情況是比較多的。

驅(qū)動也是一樣的它也需要移植，但相對而言，它可能要比USB上要方便一點(diǎn)，因?yàn)閁SB它涉及到速率，就是說它有些時(shí)序需要調(diào)整，可能會有一些麻煩，所以說對于TCP/IP中的網(wǎng)卡我們一般來說是優(yōu)于USB去選擇的。

最后一個(gè)叫做Debug Jtag調(diào)試接口，也就是說如果你是ARM CPU的話，那么ARM中還有一些相關(guān)Debug Jtag的ICE，也就是說它內(nèi)部會集成一些這樣的東西，然后可能你的廠商會提供這樣的調(diào)制接口。比如說ARM9就有，但是像A系列的開發(fā)板一般來說很少在市面上能夠買得到它的調(diào)制接口。也就是Debug Jtag調(diào)試接口。也不是說沒有，我們曾經(jīng)聯(lián)系A(chǔ)RM公司問過像Debug Jtag調(diào)試接口一臺就要一萬塊錢，所以這樣來說，如果你為了學(xué)習(xí)花一萬塊錢是得不償失的。所以這種情況除非真的是你們公司去開發(fā)跟ARM公司出芯片比較多才可能去買一臺Debug Jtag調(diào)試接口。

當(dāng)然Debug Jtag調(diào)試接口很方便，比上面三種都更好調(diào)試，調(diào)試效率也要高的多但是就是價(jià)格太高了，所以說我們個(gè)人學(xué)習(xí)已經(jīng)很多企業(yè)來說更多的還是用以上的三種。

以上就是我們移植的第一個(gè)步驟，就是關(guān)于我們主機(jī)和目標(biāo)機(jī)的連接方式。

交叉編譯器

有了上面那個(gè)連接方式下一個(gè)就是交叉編譯器了。

交叉編譯器，在我們后面就會講到所謂的交叉編譯器它其實(shí)就是我們很多情況下在開發(fā)項(xiàng)目中必備的一個(gè)工具。因?yàn)槲覀円话愕拈_發(fā)在PC，而PC很顯然大家知道它的架構(gòu)是在X86，但現(xiàn)在很顯然，我們X86的程序跟ARM程序肯定是不兼容的，這樣的話我們就需要一個(gè)交叉編譯器來進(jìn)行相應(yīng)的編譯開發(fā)，也就是說我們開發(fā)的程序不能開發(fā)成X86,也就是說X86里面的二進(jìn)制程序下載到ARM開發(fā)板上ARM是不認(rèn)識的，這樣的話，程序是不能相通的，所以說以上就是我們需要安裝交叉編譯器的一個(gè)道理。

如圖，安裝交叉編譯器也有兩種方法，一般情況下是第一種就是芯片廠商已經(jīng)給好的因?yàn)槟阗I的芯片一般都有。第二種就是我們自己手動的去編譯，自己動手編譯交叉工具鏈，手動編譯如果大家想做可以做但是它非常耗時(shí)間甚至來說遇到的問題可能會特別特別多，他有很多不兼容的問題這個(gè)他是需要一定的功底去調(diào)試非常麻煩，所以不推薦新手去做，甚至很多公司都不會自己貿(mào)然用編譯器去做產(chǎn)品開發(fā)。

但是如果有興趣的同學(xué)可以下去搜索一本書“The GNU Toolchain for ARM Target HOWTO”這其實(shí)也是一本官方手冊，它會告訴你如何去做一個(gè)相關(guān)的工具鏈。當(dāng)然這個(gè)工具念在制作的時(shí)候，他的方法比較單一，思路也比較單一，那唯一不好，就是他的版本之前依賴關(guān)系比較大，你可能會需要一些手動的去修改這些要做的比較多，所以對于編譯原理你要知道的很清楚去找到問題所在點(diǎn)去編，所以相對而言比較耗時(shí)甚至編不通過很麻煩，所以這個(gè)部分一般情況下不建議使用。

更多時(shí)候我們用的是芯片廠商提供好的，那么芯片廠商提供的芯片，一般情況下有這么幾種前綴名。

如圖，就說在安裝過后，都會有一些前綴名，我先簡單的說一下它的意義。最常用的是這一種叫做“arm-none-linux-gnueabi-”他的意思是第一例就是說目標(biāo)題結(jié)構(gòu)也就是說，這個(gè)工具目的是做什么的，比如說最典型的gcc什么都沒寫他默認(rèn)就是編譯X86，如果我這里有ARM說明他這個(gè)編譯器編譯的是ARM，記住這個(gè)編譯器他其實(shí)是個(gè)集合，我只列出了前綴也就說他這個(gè)地方實(shí)際上隱含了一個(gè)概念叫g(shù)cc，也就是說相當(dāng)于用了圖上加黑的那個(gè)工具，只是說，我們現(xiàn)在更多的時(shí)候是用的一個(gè)前綴，我們后面還會講到很多工具集，所以我們記這個(gè)前綴而不記后面的這個(gè)命令，前綴的第一個(gè)單詞就是你最終生成的編譯器和生成的體系結(jié)構(gòu)，第二個(gè)就是廠商名一般如果你是開源的話就是none，比如說你是三星的話那就是ARM_sanxin，一般都是none。然后第三個(gè)linux也就是我們這個(gè)程序默認(rèn)編譯出來的功能是針對linux操作系統(tǒng)去用的，也就是這個(gè)好處在于這個(gè)編譯器它的內(nèi)部有一些標(biāo)準(zhǔn)C庫而這個(gè)C庫是跟linux的接口相關(guān)的，也就是這個(gè)軟件編譯出來的可執(zhí)行程序不能在windows下運(yùn)行的。 這樣的話這個(gè)工具鏈就專門針對于Linux操作系統(tǒng)運(yùn)行。而且是ARM下的Linux操作系統(tǒng)而不是Windows，然后后面的那個(gè)詞gun大家都知道是開源的，而eabi指的是我們嵌入式的標(biāo)準(zhǔn)接口，它主要針對的是嵌入式精簡的一些相關(guān)庫所以說是eabi，還有一個(gè)是oabi是老的，我們現(xiàn)在基本上都是用的eabi的系統(tǒng)，主要由ARM的優(yōu)化選項(xiàng)來決定的，這個(gè)我們到時(shí)候看到ARM優(yōu)化的那一章內(nèi)容可以去學(xué)習(xí)一下。

一般情況下“arm-none-linux-gnueabi-”這個(gè)名字太長了我們也不想去記所以就干脆把它簡稱為“arm-linux-”所以有些時(shí)候你經(jīng)常會看到有些編譯器中都做了一個(gè)小技巧，把“arm-linux-”和“arm-none-linux-gnueabi-”做了一個(gè)快捷方式，就是軟鏈接，把兩個(gè)名字關(guān)聯(lián)起來，也就是輸入其中一個(gè)名字就相當(dāng)于在輸入另一個(gè)名字。所以這一組就是比較常用的形式。

后面還可能會接觸一些，比如“arm-none-eabi-”就是沒有Linux的，沒有Linux這款編輯器一般代表不能在有操作系統(tǒng)的ARM上運(yùn)行，因?yàn)樗恢С植僮飨到y(tǒng)，所以這就是一款比較新的，而下面這個(gè)“rm-elf-”是非常老的，也是針對于無操作系統(tǒng)或者可能有操作系統(tǒng)也支持，只是這個(gè)是非常老的，很少能見到。主要見到的是前兩種。

以上就是我們安裝的工具鏈，其實(shí)工具鏈一般來說找廠商要就可以或者說你實(shí)在要不到也沒關(guān)系，比如說下載安卓后其實(shí)它自動就把編譯器給編譯出來了，你可以直接把它拷出來用也可以?；蛘哒f你可以去找一個(gè)公司，這個(gè)公司現(xiàn)在已經(jīng)被收購了，但是大家可以注意去查叫做“codesourcery”雖然它已經(jīng)被收購，但是它其實(shí)也是提供交叉編譯器的工具，大家如果有興趣也可以去網(wǎng)上搜一下，然后去注冊一下那個(gè)收購公司的賬號下下來也可以。但是一般來說，用我們光盤已經(jīng)配置好的編譯器也問題不大。

其上就是我們說的第二個(gè)部分安裝交叉編譯器。

目標(biāo)機(jī)傳輸通道

第三個(gè)部分：搭建主機(jī)，目標(biāo)機(jī)傳輸通道。我們就要想辦法確定連接方法后就要準(zhǔn)備搭建傳輸通道的一些所具備的服務(wù)和客戶。比如說我們用網(wǎng)絡(luò)，最顯然就涉及到服務(wù)配置。

如圖，有服務(wù)器有客戶端，這樣來說網(wǎng)絡(luò)就可以成功傳輸數(shù)據(jù)。所以說一般情況下在嵌入式中我們用的比較多的服務(wù)就兩個(gè)，在Linux下一個(gè)叫TFTP一個(gè)叫NFS，TFTP顧名思義就是FTP的一個(gè)簡版，它是基于UDP傳輸?shù)?，相?dāng)于它的協(xié)議比較簡單。而NFS它的全名叫做網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)主要是Linux和Linux之間做掛載用的，那么這個(gè)用處應(yīng)該是非常大，比如說我們在后面學(xué)文件系統(tǒng)的調(diào)試的時(shí)候，我們很多時(shí)候都會用NFS作為我們調(diào)試的一個(gè)基本應(yīng)用工具，所以這也是我們在搭建開發(fā)環(huán)境中的第三步。

燒寫測試

最后，都準(zhǔn)備好后，剩下就是一件事情也是最難的一件事情，就是把我們之前那三個(gè)子系統(tǒng)的功能全部做好，假如我們已經(jīng)有這樣的功能我們就把它們相應(yīng)的編譯出來，編譯后剩下的最后一步就是燒寫測試，最后把它整個(gè)集成放到工廠然后就開始集成化生產(chǎn)。

以上，就是基本的移植步驟，而具體編譯三大系統(tǒng)就是我們后面的課程需要掌握的內(nèi)容，最后我們在每一個(gè)內(nèi)容中都涉及到怎么去燒寫它。

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