Hệ thống nhúng và các Lab cho ARM bản dịch thuật sang tiếng việt

ICE có thể mô phỏng bộ xử lý ARM tốc ñộ cao.Nó hiếm khi ñược sử dụng trong phát triển phần mềm.. Embest IDE là một môi trường phát triển ñồ họa tích hợp cao mà bao gồm một người soạn thả

Chương I: Tổng quan sự phát triển ứng dụng hệ

thống nhúng

1.1 Ứng dụng và phát triển hệ thống nhúng

Hệ thống nhúng ñược dựa trên vi xử lý nhúng là phương thức kỹ thuật mới trong kỹ thuật công nghệ thông tin Bộ xử lý chuỗi ARM là sản phẩm từ bộ máy RISC tiên tiến Bản chất ARM hiện tại bao gồm ARM 7TDMI, ARM 720T, ARM 9TD MI, ARM 920T, ARM 970T, ARM 946T, ARM 966T VÀ Xscale,ect… Ltd ARM gần ñây ñã bỏ 4

bộ vi xử lý ARM11( ARM 1156T2, ARM 1156T2F-S, ARM 1176T2 và ARM S) Chip ARM ñược nâng cấp bởi nhiều hệ thống thời gian thực từ các nhà cung cấp như: Windows CE, UC Linux, VX works, Nucleus, EPOC…

11TZF-1.2 Tổng quan môi trường phát triển nhúng cho ARM

1.2.1 Môi trường phát triển chéo( Cross)

Phát triển chéo nghĩa là phần mềm biên dịch và biên soạn trên máy tính ña năng

và sau ñó tải phần mềm tới thiết bị nhúng và gỡ rối nó trên cả chủ và ñối tượng.Máy tính ña năng ñược gọi là chủ.Thiết bị nhúng ñược gọi là ñối tượng.Môi trường phát triển chéo bao gồm phần mềm phát triển chéo chạy trên máy tính chủ và kênh gỡ rối từ chủ tới ñối tượng.Có 3 loại kênh gỡ rối từ chủ tới ñối tượng

1.JTAG dựa trên ICD:

JTAG dựa trên ICD ( In- Circuit Debugger- Gỡ rối trong mạch ñiện) ñược gọi là bộ mô phỏng JTAG Bộ mô phỏng JTAG kết nối tới ñối tượng thông qua giao diện JTAG của

bộ xử lý ARM và kết nối tới ñối tượng thông qua giao diện JTAG của bộ xử lý ARM và kết nối với chủ thông qua cổng serial( nối tiếp), cổng mạng hoặc cổng USB Bộ mô phỏng JTAG có chức năng sau:

• Thanh ghi: ðọc/ ghi CPU, ñiều khiểnlõi bộ xử lý

• Bộ nhớ ñọc/ ghi

• Thăm: Hệ thống ASIC

• Thăm; Hệ thống I/O( vào/ra)

• Chương trình thực hiện bước ñơn và chương trình thực hiện thời gian thực

• Cài ñặt ñiểm ngắt: Bộ mô phỏng JTAG là phương thức gỡ rối ñược sử dụng rộng rãi nhất

2.Phần mềm gỡ rối góc:

Phần mềm giám sát gỡ rối góc là một nhóm chương trình phần mềm chạy tại bảng mạch ñích Nó nhận lệnh gỡ rối từ chủ tới ñiểm ngắt, chương trình thực hiện bước ñơn,

bộ nhớ ñọc/ghi… Phần mềm góc rẻ và không cần bất cứ bộ mô phỏng gỡ rối phần cứng nào khác Nhược ñiểm của phần mềm này là nó chỉ có thể ñược sử dụng sau khi phần cứng ở trạng thái ổn ñịnh

3.Mô phỏng mạch ñiện ( ICE) là một thiết bị mô phỏng CPU

ICE có thể mô phỏng hoàn toàn 1 ñối tượng CPU như là bộ xử lý ARM và cung cấp những chức năng gỡ rối sâu hơn Cổng nối tiếp, cổng mạng và cổng USB cũng là kênh liên lạc của ICE ICE có thể mô phỏng bộ xử lý ARM tốc ñộ cao.Nó hiếm khi ñược sử dụng trong phát triển phần mềm

1.2.2 Bộ mô phỏng phần mềm:

Bộ mô phỏng phần mềm có thể mô phỏng một phần phần cứng ñối tượng Thông

thường nó là một cấu trúc mô phỏng Bộ mô phỏng phần mềm chỉ có thể ñược sử dụng như một công cụ gỡ rối ñầu tiên bởi vì chức năng của nó bị giới hạn và không thể mô phỏng hoàn toàn phần cứng thực

1.2.3 Bảng ñánh giá:

Bảng ñánh giá cũng ñược gọi là một bảng phát triển.Nó có ích với người lập trình

viên.Những kỹ sư có kinh nghiệm cũng có thể làm bảng phát triển thuộc sở hữu của chính họ Một bảng phát triển tốt khi có tài liệu hoàn chỉnh, phần cứng, những cài ñặt phần mềm, lược ñồ, chương trình mẫu, mã nguồn…dành cho mẫu ( ñiểm chuẩn) phát triển

1.2.4 Hệ thống hoạt ñộng nhúng:

Hệ thống hoạt ñộng thời gian thực nhúng ( RTOS) cung cấp quản lý bộ nhớ, quản lý công việc và quản lý tài nguyên RTOS có thể lưu trữ nhiều vấn ñề trong những ứng dụng phức tạp.Nhưng nếu ứng dụng không phức tạp thì hệ thống nhúng có thể chạy mà

không cần hệ thống hoạt ñộng thời gian thực

1.3 Tổng quan hệ thống phát triển ARM:

ARM ADS bao gồm 6 phần:

+ Code generation Tools

+ Code Warrior IDE

+ Debugger ( gỡ rối) ( ADS và ARMSD)

+ Cấu trúc mô phỏng cài ñặt

+ Dãy vi chương trình ARM và thư viện ứng dụng ARM

Giao diện CodeWarrior ñược trình bày ở hình 1.3

Giao diện ADS ñược biểu diễn ở hình 1.4

Hình 1.3 Cửa sổ mã nguồn

1.3.4 Embest IDE cho ARM

Embest IDE ñược gọi là môi trường phát triển tích hợp nhúng, ñược phát triển bởi công

ty Embest Info and Tech Co., Ltd Embest IDE là một môi trường phát triển ñồ họa tích hợp cao mà bao gồm một người soạn thảo, một người biên tập, bộ gỡ rối, giám ñốc thiết

kế, người lập trình nhanh… Embest IDE hiện tại hỗ trợ tất cả bộ xử lý dựa trên ARM7

và ARM9.Phần mềm cũng có thể ñược nâng cấp ñể hỗ trợ bộ nhớ ARM mới Giao diện Embest IDE ñược trình bày ở hình 1.11

Hình 1.11 – Cửa sổ Embest IDE cho ARM

1.3.5 Bộ mô phỏng OPENNice32- A900

Bộ mô phỏng OPENNice32- A900 ñược sản xuất bởi AIJI.OPENNice32- A900 là một

bộ mô phỏng JTAG và hỗ trợ ARM7/ARM9/ARM10 và chuỗi xử lý Intel Xscale

OPENNice32- A900 có những ñặc ñiểm sau:

• Hỗ trợ nhiều CPUs hoặc nhiều cổng CPU

1.3.6 Bộ mô phỏng Multi ( nhiều) ICE

Multi ICE là một bộ mô phỏng JTAG ñược phát triển bởi ARM Ltd Phiên bản cuối cùng là hình 2.1.Multi ICE hỗ trợ nguồn ñiện bên ngoài ðiều này quan trọng ñối với việc gỡ rối thiết bị như ñiện thoại di ñộng, thiết bị nguồn ñiện acquy…

Dưới ñây là những ưu ñiểm của bộ mô phỏng Multi ICE

+ Download nhanh và thực hiện chương trình theo bước ñơn

+ Người sử dụng ñiều khiển ñược ñầu vào/ ra tại bậc bit

+ Chế ñộ chuyển bit JTAG lập trình ñược

+ Giao diện mở hỗ trợ cho bộ nhớ ARM bất ñịnh và DSPS

+ Nhiều bộ gỡ rối có thể ñược kết nối tới mạng

+ Cổng ñối tượng và nguồn ñiện bên ngoài nguồn ñiện

Chương II :Hệ thống phát triển Lab Embest

ARM

2.1.Tổng quan về hệ thống phát triển Lab

Hệ thống phát triển Lab ARM nhúng bao gồm:

• Embest ARM cho ARM 2003

• Bộ mô phỏng Embest cho JTAG ARM

• Bộ chương trình nhanh ( không gian)

• Cổng phát triển Embest S3CEV40

• Cáp kết nối, bộ chính lưu nguồn và bản hướng dẫn Lab

• Hai CD:

- 1 CD hệ thống phần mềm Embest IDE cho ARM

- 1 CD hệ thống phát triển ña Lab

Phần mềm Embest IDE và phần mềm bộ chương trình nhanh là CD hệ thống phần mềm Embest IDE cho ARM Nội dung CD bao gồm: Cẩm nang bảng ñánh giá Embest

S3CEV40, sơ ñồ bảng ñánh giá, chương trình khởi ñộng, chương trình kiểm tra Modun hàm số, hệ thống hoạt ñộng thời gian thực UC/OS- II… CD này cũng có tất cả các mã nguồn của chuỗi Lab này

ðể chạy ñược chương trình mẫu của chuỗi Lab này, hãy copy nội dung của CD trong thư mục sau:

C:\ Embest\ Examples\ Samsung\ C3CEV40

“ C” ; Ổ cứng mặc ñịnh Người sử dụng có thể lựa chọn ổ cứng khác trong suốt quy trình hệ thống Trong tất cả các Lab của quyển sách này thư mục “C:\ Embest\ Examples\ Samsung\ C3CEV40” ñược gọi là thư mục chương trình mẫu Gắn liền với quyển sách này là bản mới nhất của bản ñào tạo IDE xử lý

hệ thống của phần mềm này chính xác như xử lý hệ thống của bản Embest IDE cho ARM 2003 thông thường mà ñược cung cấp trong bản Embest IDE ñầy ñủ Trong quá trình xử lý hệ thống của bản ñào tạo IDE, mã nguồn của chương 3 ñược copy tự ñộng trong thư mục C:\ Embest\ Examples\ Samsung\ C3CEV40

Mẫu cơ bản của hệ thống phát triển Embest ARM ñược trình bày ở hình 2.1

Hình 2.1: Sơ ñồ chế ñộ của Labs

2.1.1.Embest IDE:

1.Tổng quan về Embest IDE :

Embest là một bộ khởi ñộng mới của môi trường phát triển tích hợp sử dụng phát triển phần mềm nhúng Nó cung cấp giao diện ñồ họa mức cao cho phát triển phần mềm nhúng Nó cung cấp tập hợp công cụ gỡ rối và phát triển bao gồm: Soạn thảo, biên dịch,

Hình 2.2- Giao diện của Embest IDE

2 ðặc ñiểm của hệ thống Embest IDE

Embest IDE có thể ñược chạy dưới nhiều hệ ñiều hành khác nhau như: Windows

98, 2000, NT, XP…Nó hỗ trợ chính những bộ xử lý ARM ( ARM7 và 9 hiện tại ) Bản ñầu tiên của Embest IDE cho ARM ñược hoàn tất năm 2001 Bản mới nhất

là Embest IDE 2003 cho ARM

• Dưới ñây là những ñặc ñiểm quan trọng của Embest IDE cho ARM

• Bộ soạn thảo mã nguồn: Bộ soạn thảo văn bản chuẩn mà hỗ trợ hiển thị màu sắc cho từ khóa, cú pháp từ khóa… IDE cũng cung cấp tìm kiếm chuỗi ñộng cơ ( cơ cấu) cho tìm kiếm nhanh

• Công cụ biên dịch: GCC từ GNU ñược tối ưu và kiểm tra chặt chẽ trên môi trường Win32 IDE cung cấp giao diện cài ñặt, biên dịch, ñồ họa, người sử dụng có thể sử dụng ñơn giản, nhanh chóng và cài ñặt trực tiếp cho việc dịch dự án ðầu ra của thông tin biên dịch dễ hiểu và ñược tổ chức ñối với người sử dụng ñể tìm ra nhanh chóng lỗi cú pháp trong mã nguồn của họ

• Gỡ rối: Gỡ rối bậc mã nguồn Bộ gỡ rối cung cấp 2 cách gỡ rối, ñó là gỡ rối giao diện ñồ họa và gỡ rối dòng lệnh Bộ gỡ rối là ñiểm ngừng( giới hạn bền) có khả năng cài ñặt, thực hiện mã nguồn bước ñơn, bộ xử lý ngoài trong bộ nhớ ñiều chỉnh hoặc ngang hàng, giá trị thanh ghi và các biến, ngăn xếp chức năng hoặc ngàng hàng, mã phân giải…

• Thiết bị gỡ rối: Bộ mô phỏng Embest JTAG, một trong số kết thúc của nó

là DB25 mà kết nối tới cổng song song hoặc một PC( máy tính cá nhân), một kết thúc khác là bộ ghép IDC mà kết nối tới giao diện JTAG của bảng dịch( bảng ñối tượng) Người sử dụng có thể dùng Embest IDE và bộ mô phỏng Embest JTAG cùng nhau cho việc phát triển phần mềm Embest IDE cũng hỗ trợ cab kết nối JTAG phổ biến

• Gỡ rối gián tiếp: Embest IDE cho ARM cung cấp bộ mô phỏng hướng dẫn Người sử dụng có thể gỡ rối cho phần mềm ứng dụng ARM trên PC mà không cần kết nối phần cứng ñối tượng

• Cài ñặt chương trình mẫu: Cung cấp chương trình mẫu cho gỡ rối trong miêu tả người dùng cho bộ xử lý ARM từ nhiều công ty như: Atmel, Samsung, Cirrus Logic…

• Trợ giúp trực tuyến: File trợ giúp trực tiếp bản Tiếng Anh và Tiềng Trung Quốc

Khi phát triển phần mềm nhúng bước ñầu tiên là thiết kế, bước thứ 2 là lập trình, bước thứ 3 là gỡ rối.Một chương trình hàng nghìn lệnh có thể không

có cảnh báo trong biên soạn nhưng sẽ không gặp ñiều kiện khi ñược thực

• Chức năng biến chính: Hiển thị giá trị biến có thể ñược thay ñổi trong khi chương trình ñang hoạt ñộng, các biến cũng có thể ñược ñiều chỉnh tại thời gian chạy

• Hiển thị và ñiều chỉnh nội dung bộ nhớ, cài ñặt dạng hiển thị nội dung

• Hiển thị ngăn xếp

• Gỡ rối giao diện ñồ họa và gỡ rối dòng lệnh

• Chế ñộ ña hiển thị cho cùng mã nguồn , mã nguồn có thể ñược hiển thị cho cùng nguồn, hệ thống hoặc pha trộn nguồn/ hệ thống

• Cung cấp MS Visual Studio như menu gỡ rối: ñi, dừng, Step into, Step over, Step out, chạy tới con trỏ màn hình…

• Tải xuống và nạp chương trình lên

2.1.2 Bộ mô phỏng Embest cho JTAG ARM:

Bộ mô phỏng JTAG cũng ñược gọi là bộ gỡ rối JTAG.Bộ mô phỏng JTAG giao tiếp với hệ thống ARM thông qua giao diện lặp JTAG.Phương thức gỡ rối này không cần sử dụng nguồn tài nguyên chính trên chip Nó không cần bộ nhớ ñích

và không chiếm bất cứ cổng ngoại vi nào của hệ thống ñối tượng

Vì chương trình ñích ñược thực hiện bởi bảng ñích, việc mô phỏng là bộ ñóng mạch tới phần cứng.Một vài vấn ñề giao diện như việc hạn chế tần số cao, những vấn ñề phù hợp tham số, AC và DA, chiều dài dây… ñều ñược giảm thiểu.Sự kết hợp của IDE và bộ mô phỏng JTAG là cách gỡ rối ñược sử dụng thông dụng nhất Bộ mô phỏng Embest Emulator cho ARM ñược trình bày ở hình 2.3

Hình 3: Bộ mô phỏng Embest choARM JTAG

2.1.3 Chương trình Flash:

Sau khi chương trình kết thúc, người sử dụng cần tải mã nhị phân tới bộ nhớ

Flash ñể kiểm tra thời gian chạy Embest Inc cung cấp chương trình Flash mà cho phép người sử dụng viết trực tiếp bảng phát triển nhanh Giao diện cửa sổ ñược trình bày ở hình 2.4:

Hình 2.4 – Cửa sổ chương trình Flash

Dưới ñây là những ñặc ñiểm của chương trình Flash:

• Hỗ trợ tất cả bộ vi xử lý ARM7 và ARM9, ATMEL AT91, cổng INTEL 28, cổng SST 29/39/49

• Kiểm tra không gian bộ nhớ trống nhanh, xóa bộ nhớ lập trình bộ nhớ, kiểm tra file, bảo vệ và tải về

• Sự hoạt ñộng khu vực bộ nhớ riêng mà không thay ñổi khu vực bộ

2.1.4 Bảng phát triển Embest S3CCEV 40

Embest S3CEV 40 là dàn phần cứng của hệ thống phát triển Lab Nó là một bảng phát triển ARM ñược phát triển bởi Embest INC với ñầy ñủ chức năng Bảng này cung cấp những nguồn tài nguyên khác nhau và dựa trên bộ vi xử lý Samsung S3C44 BOX Phần cứng bao gồm hầu hết những thiết vị ñược sử dụng thông dụng ñể phát triển một hệ thống nhúng Những thiết bị này là cổng nối tiếp, cổng Ethernet, cồng ñầu ra âm thanh, màn hình cảm ứng LCD và TSP, bàn phím dạng nhỏ 4x4, ñĩa cứng trạng thái sẵn, Flash, SDRAM… Sau giáo trình này, người sử dụng không chỉ có thể hoàn tất ví dụ ñược cung cấp bới hệ thống Lab mà còn có thể xây dựng hệ thống ñối tượng của chính mình Dàn phần cứng ñược trình bày

ở hình 2.5

Hình 2.5 – Dàn phần cứng hệ thống Lab

Dưới ñây là những ñặc ñiểm cơ bản của bảng phát triển S3CEV40:

• Nguồn ñiện: Nguồn 5V hoặc nguồn USB qua PC, hiển thị trạng thái LED, bộ bảo vệ 500mA

Flash 1Mx16bit

• SDRAM 4x1Mx16 bit

• EFROM tuần tự bus 4Kbit IIC

• Hai cổng nối tiếp: Một cổng giao diện ñơn, một cổng giao diện ñầy

ñủ mà có thể ñược kết nối tới MODEM RS232

• Công tắc Reset

• Hai nút ngắt, hai ñèn Led

• Giao diện ổ cứng IDE

• Giao diện màn hình cảm ứng LCD và TSP

• Giao diện JTAG 20 chân

• Kết nối USB

• Giao diện bàn phím 4x4

• Bốn giao diện CPU mở rộng 2x20

• Giao diện Ethernet 10 Mb/s

• LED và thanh

• Cồng ñầu vào Micro

• Cổng ñầu ra tín hiệu âm thanh IIS mà có thể ñược kết nối tới 1 loa,

2 kênh

• ðĩa cứng trạng thái rắn 16Mx8bit

• Bảng ñiều khiển LCD 320x240 với bảng ñiều khiển màn hình cảm ứng

2.1.5 Cap kết nối và bộ ñiều chỉnh nguồn:

Bên cạnh các thành phần ở trên, hệ thống Lab cũng cung cấp cap cho kết nối bao gồm

1 cap mạng, 1 cap USB, 1 cap nối tiếp, 1 cap song song, 2 cap JTAG (20 chân và 16 chân) Hệ thống Lab cũng cung cấp bộ ñiều chỉnh nguồn 5V cho bảng Embest

S3CEV40

2.2 Lắp ñặt của hệ thống phát triển Lab:

Hệ thống Lab Embest ARM bao gồm: Embest IDE, chương trình Flash, bộ mô phỏng Flash cho JTAG ARM, bảng phát triển Embest S3CEV40, cap các loại và bộ ñiều chỉnh nguồn Dàn phần mềm bao gồm: Embest IDE và chương trình Flash Ổ tựa là một phần của dàn phần cứng Bộ phận này là cơ sở ñể lắp ñặt và cài ñặt dàn phần mềm

Lắp ñặt dàn phần mềm bao gồm:

• Lắp ñặt Embest IDE

Hình 2-6: giao diện lắp ñặt Embest IDE

H2-7: giao diện lựa chọn phần mềm lắp ñặt

Chọn “Next” ñể tiếp tục các bước lắp ñặt Kiểu cài ñặt sẽ hiện ra như ở H2-8

Hình 2-8: Lựa chọn loại cài ñặt

Sau khi lắp ñặt, hệ thống sẽ nhắc bạn ñể khởi ñộng lại máy tính.Sau khi máy tính ñược khởi ñộng lại một biểu tượng của Embest IDE sẽ ñược hiển thị trên màn hình.Kích ñúp vào biểu tưởng này ñể chạy Embest IDE.Khi Embest IDE chạy lần ñầu tiền phần mềm

sẽ nhắc ñể ñăng ký hội thoại như ñược trình bày ở hình 2-9 :

Sau khi bạn ñiền vào ñúng thông tin người sử dụng, kích nút “Generalkey.dat.Phần mềm sẽ khởi ñộng 1 file key.dat trong thư mục con License Gửi file key.dat tới

Licenses@embedinfo.com qua thư ñiện tử Người sử dụng sẽ nhận 1 file Licenses.dat trong vòng 24h Copy file Licenses.dat tới thư mục con Licenses Khởi ñộng lại IDE và Embest IDE sẽ làm việc thực sự

2.2.3 Liên kết mạng của dàn phần cứng trong phần mềm:

Như ở hình 2-11, bộ mô phỏng ñược kết nối tới PC qua cáp song song và tới bảng ñích qua cáp JTAG 20 chân

Hình 2-11: Sơ ñồ liên kết dàn Lab

2.3 Mạch phần cứng hệ thống phát triển Lab

2.3.1 Tổng quan phần cứng hệ thống phát triển Lab

1 Hệ thống phát triển Lab Embest ARM

Sơ ñồ khối hệ thống phát triển Embest ARM ñược trình bày trên hình 2-12

Hình 2-12 : Biểu ñồ các khối chức năng Embest S3CEV40

2 Hệ thống bộ nhớ:

Hệ thống Lab có một chip Flash 1M x 16 (SST39VF160) và một chip SDRAM 4M x

16 (HY57V65160B) Sơ ñồ liên kết chip Flash ñược trình bày ở hình 2-13 chân nGCSO của chip VXL 144 B ñược kết nối tới chân nCE của chip Flash SST39VF160 Vì chip Flash 10 bit, bus, ñịa chỉ A1- A20 của CDV 44BVX ñược kết nối tới A0- A19 của chip flash SST39VF160 ðịa chỉ không gian bộ nhớ của Flash là 0X000000- 0X00200000

Sơ ñồ liên kết mạch SDRAM ñược trình bày ở hình 2-14 SDRAM có thanh ghi

không nhìn thấy ñược (bank) Mỗi bank có 1M x 16 bit ðịa chỉ của bank ñược quy ñịnh bởi chân BA1 và BA0: 00 lựa chọn bank 0

01 lựa chọn bank 1

10 lựa chọn bank 2

11 lựa chọn bank 3

Xung ñịa chỉ hàng RAS và xung ñịa chỉ cột CAS ñược sử dụng trong mỗi ñịa chỉ bank

hệ thống Lab cung cấp lệnh nhảy cho người sử dụng ñể nâng cấp dung lượng của

SDRAM lên tới 4 x 2M x 16 bit Phương thức nâng cấp ñược hoàn thành xong bởi việc kết nối chân BA0, BA1 của chíp SDRAM tới chân A21, A22 của chip CDV SDRAM

sẽ là chip ñược lựa chọn bởi tín hiệu lựa chọn chip riêng nSCSO của CDV Không gian

bộ nhớ SDRAM là 0X0C000000-0X0C800000

Hình 2-13 Sơ ñồ mạch liên kết Flash

Hình 2-14 Sơ ñồ mạch liên kết SDRAM

3 Giao diện EFPROM IIC

Hệ thống Lab cung cấp một chip 4 kb EFPROM hỗ trợ bus IIC IIC là hai hướng ñiều hành hai dây dẫn bus nối tiếp ñơn giản mà ñược dùng cho việc ñiều khiển IC bên trong Tốc bộ truyền dữ liệu là 100 kb/s trong chế ñộ chuẩn Tốc ñộ dữ liệu có thể ñến 400 kb/s như trong chế ñộ tốc ñộ cao

Hình 2-15 Sơ ñồ mạch cổng nối tiếp

5 Modun kênh (cổng) USB

Mạch Modun USB ñược trình bày ở Hinh 2-16 Chip IC là USB N9603 Một công ty

có tên NS tạo ra bộ ñiều khiển USB này Bộ ñiều khiển USB hỗ trợ giao thức giao tiếp USB 1.0 và 1.1 và có 1 bus song song Nó có 3 chế ñộ làm việc là chế ñộ giao diện ñồng thời không phải ña kênh, chế ñộ giao diện ñồng thời ña kênh và chế ñộ giao diện MICROWIRE Việc lựa chọn chế ñộ ñược quy ñịnh bởi chân MODE1 và MODE2 Nếu MODE1 và MODE2 ñược kết nối theo khu vực thì chế ñộ làm việc ñược xác ñịnh như chế ñộ giao diện ñồng thời không phải ña kênh Ở chế ñộ này, chân DACK nên ñược kết nối ở mức cao bởi vì DMA không ñược sử dụng MCP sẽ lựa chọn bộ ñiều khiển USB sử dụng tín hiệu lựa chọn chip CS1 ñược khởi ñộng bởi bộ giải mã USB N9603 gửi yêu cầu ngắt tới MCV thông qua chân EXINTO

Hình 2-16 Sơ ñồ mạch USB

6 Modun mạch Ethernet

Modun mạch Ethernet ựược trình bày ở Hình 2-17 Hệ thống phát triển nhúng sử

dụng bộ ựiều khiển Ethernet 2 chiều RTL8019AS của REALTEK mà có thể ựược trao ựổi nóng (hot swapped) Dưới ựây là những ựặc ựiểm của chip ựiều khiển Ethernet:

Ớ đáp ứng tiêu chuẩn của Ethernet II và IEEE8023

Ớ Gửi và nhận 2 chiều với 10 Mb/s

Ớ SRAM 10 bit kB có sẵn cho bộ ựệm gửi và nhận Bộ ựệm này có thể giảm ựiều kiện tốc ựộ của CDV chắnh

Ớ Hỗ trợ bus dữ liệu 8/16 bit, 8 lệnh ngắt, 16 lựa chọn ựịa chỉ cơ bản I/O

Ớ Hỗ trợ UTP, AVI và phát hiện tự ựộng hỗ trợ ựiều chỉnh có cực tự ựộng cho cấu trúc mạng 10BaseT

Ớ 4 LED ựầu ra lập trình ựược

Ớ Bộ PQFP 100 chân ựược tối thiểu hóa kắch cỡ của cổng PCB ( printed wiring board) bảng mạch nối ựã in

H2-17: Sơ ựồ mạch Ethernet

dụng Trong trường hợp này phần mềm phải chỉ rõ ñịa chỉ mạng và viết nó tới MAR5 (MAR: memory address resgister: thanh ghi ñịa chỉ bộ nhớ) RAM 16KB ñược

MAR0-sử dụng cho bộ ñếm nhận/phát, nơi mà 0X4000-0X7FFF ñược MAR0-sử dụng như một bộ ñệm nhận và 0X4000-0X4BFF ñược sử dụng như một bộ ñệm gửi

7 Giao diện IIS

IIC là một giao diện bus âm thanh.Nó là một giao diện chuẩn ñược sử dụng bởi Sony, Philips…Sơ ñồ mạch giao diện IIS ñược giới thiệu ở H2-18.Giao diện IIS của S3C44 BOX ñược kết nối tới Codec âm thanh số VDA1341TS của Philips.Một kênh ñầu ra của micro và kênh ñầu vào của loa thì có sẵn trên chip này VDA1341 có thể biến ñổi stereo

âm thanh chiều tương tự sang tín hiệu số và ngược lại ðối với tín hiệu số, chip này cung cấp chức năng DSP(Digital signal processing: xử lý tín hiệu số) Cho việc xử lý tín hiệu âm thanh số

Trong những ứng dụng, chip này có thể dùng cho MDS, CDS, máy tính Notebook, PCS, Camera số…Cổng IIS của S3C44 Box có thể kết nối ñược tới chân BCK, WS, DATA1, DATA0 và SYSCLK của VDA1341TS Chân L3DATA-L3MODE và

L3CLOOCK là bus L3 của VDA1341TX Bus này ñược dùng ở chế ñộ ñầu vào bộ vi

xử lý Những chân này là ñường truyền dẫn liệu bộ vi xử lý, ñường truyền chế ñộ bộ vi

xử lý, ñường truyền ñịnh thời bộ vi xử lý Bộ vi xử lý có thể thiết lập căn cấu hình tham

số bộ xử lý âm thanh số và tham số ñiều khiển hệ thống thông qua giao diện bus này Nhưng S3C44BOX không có sự kết nối tới giao diện bus này Giao diện bus này có thêt ñược thực hiện thông qua cổng I/O

Hình 2-18 : Sơ ñồ mạch giao diện IIS

8 LED 8 thanh :

Hệ thống Lab có một LED 8 thanh ñược trình bày ở H2-19.Tín hiệu mức thấp làm sáng LED Bus dữ liệu CPU DATA (0-7) ñiều khiển LED thông qua driver 74LC573 Tín hiệu lựa chọn chip của nó ñược lựa chọn bởi CS1 và CS6 của CPU, ñược khởi ñộng bởi CODEC từ 3 ñường dây dẫn(A20, A19, A18) Dây dẫn

dữ liệu ở mức thấp của CPU quyết ñịnh nội dung LED 8 thanh

Hình 2-19 : Sơ ñồ Led 8 thanh

9 ðĩa cứng trạng thái rắn

Như ở Hình 2-20, bảng tính nhúng có 1 ñĩa cứng trạng thái rắn 16MB Kiểu chip là K9F2808 chân lựa chọn chip CS2, ñược giải mã từ NGES1 bởi 74LS138 Cổng I/O nói chung(DF6, PF5, NXDACKO, NXPREQ0) ñược kết nối ALE, CLE, R/B Và cổng CE tách biệt Người sử dụng có thể xử lý ñĩa cứng trạng thái rắn và cổng USB cùng lúc như

1 ñĩa U Người sử dụng có thể lưu lại chương trình và dữ liệu của mình trên ñĩa cứng trạng thái rắn Ứng dụng ñĩa cứng trạng thái rắn bao gồm:

+ Lưu giữ dữ liệu ñược lấy lại trên ñĩa cứng trạng thái rắn và tải những dữ liệu này tới PC thông qua USB dự phòng và những mục ñích phân tích

+ Bảo vệ tham số hệ thống, trong ñĩa cứng trạng thái và thực hiện việc hiệu chỉnh

trong SDRAM chức năng này cực kỳ hữu ích khi chạy những ứng dụng hệ ñiều hành lớn

Hình2-20: Sơ ñồ mạch ñĩa cứng trạng thái rắn

10 Giao diện IDE:

Cổng này là cổng mở rộng bus 8/16 bit nói chung Nó có thể kết nối tới ñĩa cứng hoặc card, CF tốt như những bộ phận ngoại vi khuếch ñại của chính người sử dụng Khi cổng ñược kết nối tới ñĩa cứng hoặc card CF, LED-04…ñèn cảnh báo ñĩa cứng làm việc ñược bất Cổng này sử dụng 2 tín hiệu lựa chọn chip (CS3, CS4, CS5) và 2 ngắt ngoài (EXINT4, EXINT5)

11 Mạch LCD & TSP:

Vì chip 44BOC cung cấp bộ ñiều khiển LCD, driver và cổng vào/ra nên các chân cổng LCD cơ bản ñược kết nối tới các chân cơ bản CPU tương ứng bên trong chip ðiều khiển LCD và driver ñược tích hợp trên chip 44BOX có thể hỗ trợ màu ñơn, 4 màu xám, LCD mức xám 16 và màu ñơn, LCD STN và LCD DSTN màu 256 Cỡ màn hình thực là: 640x468, 320x240, 160x160 (pixels) Những thanh ghi chức năng ñặc biệt có thể tạo ñược cấu hình ñể xác ñịnh những loại LCD thực tế

Tín hiệu lựa chọn chip sử dụng ở LCD là CS8 ðối với TSP kể từ khi chip 44BOX không cung cấp chức năng bộ ñiều khiển thì cổng I/O nói chung có thể tạo ñược cấu hình và sử dụng TSP bao gồm 2 ñiện trở bề mặt, ñược gọi là thanh ghi bề mặt hướng trục X, Y Do ñó TSP có 4 thiết bị ñầu cuối Việc kết nối của nó ñược trình bày ở H2-

21.Khi hệ thống ở chế ñộ chờ Q4, Q3, Q2 kín, Q1 hở.Khi chạm vào màn hình thanh ghi

bề mặt hướng trục X vào trục Y ñể hở ra tại ñiểm tiếp xúc.Khi giá trị thanh ghi là rất nhỏ (khoảng vài trăm ôm) thì mức thấp ñược khuếch ñại tại EXINT2 – khởi ñộng tín hiệu ngắt tới MCU.MCU làm cho Q2, Q4 mở ra còn Q1, Q3 ñóng lại qua việc ñiều khiển coongt I/O A/N1 ñọc tọa ñộ trục Y Khi hệ thống ñạt tới giá trị tọa ñộ Q4, Q2, Q3 ñóng lại, Q1 mở ra và hệ thống phản hồi tới trạng thái ban ñầu của nó và ñợi tới tiếp xúc tiếp TSP sử dụng ở 44BOX ngắt ngoài – EXINT2 như 4 cổng I/O nối chung với nhau

Hình2-21: Module mạch TSP

12 Mạch bàn phím 4x4:

Như trên hình Hình2-22, cỏng bán phím ma trận 4x4 ñược mở rộng trên bảng Bàn phím này có thể làm việc ở chế ñộ ngắt và chế ñộ quét 4 ñường truyền dữ liệu hoạt

ñược tìm thay bằng cách quyét hàng và cột bàn phím.Chip 74HC541 ñược lựa chọn bởi tín hiệu lựa chọn chip n GCS3 Khi bàn phím không ñược sử dụng thì lựa chọn này MCU không ñọc ñược thông tin dãy hàng

Hình 2-22: sơ ñồ mạch giao diện bàn phím

13 Nguồn ñiện, Reset, mạch Clock và cổng JTAG

Bảng phát triển ñược cấp công suất bởi nguồn ñiện liên tục 5V DC( 1 chiều) Hai chíp trên bảng cung cấp ñiện áp khống ñổi của ñiện áp 3,3V và 2,5 V cho I/O và cực ARM tương ứng Có một nút RESET trên bảng phát triển bạn có thể ấn nút này ñể cài ñặt lại

hệ thống ñồng hồ ñịnh thời gian thực ñược khởi ñộng bởi việc kết nối MCU với một bộ dao ñộng thạch anh 32768 KHZ và mạch nguồn ñiện bên ngoài Mạch ñiện kết nối, JTAG ñược trình bày trên H2-23.Nó là mạch kết nối JTAG chuẩn 20 chân

Hình 2-23.Sơ ñồ mạch ñiện giao diện JTAG

14 Công tắc và ñèn chỉ báo trạng thái :

SW1 là công tăc nguồn ñiện của bảng tăng tổng thể khi công tắc ở vị trí "USB Power" bảng phát triển ñược cấp công suất thông qua USB khi công tắc ở vị trí " EXIPOWER" Bảng phát triển ñược cấp công suất bởi nguồn ñiện D3 là ñèn báo nguồn ñiện, sáng khi bảng ñược cấp nguồn, ngoài ra công Ethernet cũng có 4 ñèn báo trạng thái ñó là : D5 cho việc kết nối, D6 cho việc nhận dữ liệu, D13 cho việc truyền dữ liệu, D14 chuyển tiếp việc kiểm tra tự ñộng

15 Khu vực kiểm tra người sử dụng:

Bảng phát triển có một khu vực ma trận cho người sử dụng ñể thực hiện việc kiểm tra hoặc việc khởi ñộng mạch trong suốt quá trình hoạt ñộng của việc sử dụng hệ thống Lab hoặc phát triển phần mềm

2.3.2 Chuẩn phần cứng cho thiết kế phần mềm

1.Tín hiệu lựa chọn chip:

Bảng 2-1 Cách sử dụng lựa chọn chip (1) Tín hiệu lựa chọn chip

(2) Chíp hoặc Modules ñộ lớn (3) ðĩa cứng trạng thái rắn (4) Led 8 thanh

2 Cấp phát ñịa chỉ ngoại vi

Việc cài ñặt ñịa chỉ cổng vào ngoại vi của hệ thống Lad ñược trình bày trong bảng 2-2:

Bảng 2-2 : Thiết lập các ñịa chỉ truy cập các thiết bị ngoại vi

3 Cổng I/O

Cổng I/O ñịnh nghĩa chân A-G ñược liệt kê từ bảng 2-3 tới bảng 2-9

Bảng 2-3 : Cổng A

PCONA ñịa chỉ truy cập : 0X01D20000

PDATA ñịa chỉ truy cập : 0X01D20004

PCONA giá trị reset: 0X1FF

Bảng 2-3 : Cổng B

PCONB ñịa chỉ truy cập : 0X01D20008

PDATB ñịa chỉ truy cập : 0X01D2000C

PCONB giá trị reset: 0X7FF

Bảng 2-3 : Cổng C

PCONC ñịa chỉ truy cập : 0X01D20010

PDATC ñịa chỉ truy cập : 0X01D20014

PUPC ñịa chỉ truy cập : 0X01D20018

PCONCgiá trị reset: 0X0FF0FFFF

Bảng 2-3 : Cổng D

PCOND ñịa chỉ truy cập : 0X01D2001C

PDATD ñịa chỉ truy cập : 0X01D20020

PUPD ñịa chỉ truy cập : 0X01D20024

PCONDgiá trị reset: 0XAAAA

Bảng 2-3 : Cổng E

PCONE ñịa chỉ truy cập : 0X01D20028

PDATE ñịa chỉ truy cập : 0X01D2002C

PUPE ñịa chỉ truy cập : 0X01D20030

PCONEgiá trị reset: 0X25529

Bảng 2-3 : Cổng F

PCONFgiá trị reset: 0X00252A

Bảng 2-9 :Cổng G

PCONG ñịa chỉ truy cập : 0X01D20040

PDATG ñịa chỉ truy cập : 0X01D20044

PUPG ñịa chỉ truy cập : 0X01D20048

PCONGgiá trị reset: 0XFFFF

2.3.3 Mở rộng bus:

Bảng phát triển EV44B0 Embest dành riêng các cổng mở rộng cho tất cả các chân và người sử dụng có thể phát triển bộ nhớ thích hợp và những thiết bị ngoại vi khác theo mục ñích người sử dụng Nó có thể ñáp ứng những yêu cầu ứng dụng của hầu hết sản phẩm người sử dụng cần thực hiện bảng mở rộng của họ khi họ phát triển thiết

kế mạch của họ miễn là ñịnh nghĩa ( tín hiệu ) của cổng bảng mở rộng tương ứng tới cổng mở rộng trong (tín hiệu ) trongbảng phát triển ðịnh nghĩa giao diện mở rộng A&B hoàn toàn giống nhau ñiều này ñược trình bày ở H2-24 (ñịnh nghĩa giao diện mở rộng bus)

2.4 Cách sử dụng của Embest IDE

2.4.1 Cửa sổ chính Embest IDE

ðể tiến tới Embest IDE cho ARM phải chạy Embest IDE.exe giao diện người sử dụng Embest IDE bao gồm một cài ñặt tích hợp của cửa sổ, công cụ, menu, các thư mục và những thành phần khác cho phép bạn tạo lập, kiểm tra và gỡ rối những ứng dụng của bạn Cửa sổ chính của Embest IDE ñược trình bày ở H2-25 Cửa sổ chính Embest IDE bao gồm: thanh ñề mục (Title bar), thanh Menu (Menu Bar(1)), thanh công cụ (Tools Bar(2)), cửa sổ quản lý dự án (Project Management Window(3)), cửa sổ theo dõi dữ liệu

H2-25: Cửa sổ chính Embest IDE

2.4.2 Quản lý dự án (Project)

1 Giới thiệu về quản lý project

Project là một khái niện quan trọng trong Embest IDE Nó là một kiến trúc cơ bản ñối với những người sử dụng ñể tổ chức các file nguồn, tạo biên dịch và lựa chọn kết nối, khởi ñộng thông tin gỡ rối và cuối cùng khởi ñộng file BIN cho bộ xử lý ñối tượng chức năng quản lý project Embest IDE bao gồm:

(1): Quản lý file trong một cửa sổ quản lý Project (H2-26)

H2-26: Cửa sổ quản lý Project (2) Cung cấp tương tác ñối với lựa chọn và cài ñặt thiết bị vi xử lý và gỡ rối, cấu hình của thông tin gỡ rối, biên dịch /assembly/cài ñặt

(3) Cung cấp menu xây dựng trong các nút công cụ xây dựng ñầu ra thông tin trang xây dựng ở cửa sổ ñầu ra (H2-27)

H2-28: Tạo một project mới

(2) Tìm trong tên project sử dụng thư mục có sẵn hoặc lựa chọn thư mục khác ñể lưu project

(3) Kích OK, một project mới sẽ ñược tạo ra, một workspace mới cùng tên với project cũng sẽ ñược tạo ra Với một workspace ñang tồn tại, những project mới

có thể ñược add bằng việc kích chuột phải tên workspace trong cửa sổ quản lý project

3 Tạo file nguồn mới

Chọn File→New.IDE sẽ mở một của sổ soạn thảo mới mà không có chủ ñề, người

sử dụng có thể nhập và soạn thảo mã nguồn trong của sổ này và lưu nó lại

4 Add file vào project:

Chọn project→ add to project →Files hoặc kích chuột phải vào thanh tên Project trong của sổ quản lý project và IDE sẽ mở một hộp tương tác mới cho lựa chọn file ðiều này ñược trình bày ở H2-29

H2-29: Add file nguồn vào project

5 Tạo một project có hiệu lực;

Nếu có nhiều hơn một project trong workspace người sử dụng có thể kích hoạt một hoạc vài trong số những project này bằng cách kích chuột phải vòa project

và chọn “ Set as Active Project” ðiều này ñược trình bày ở H2-30

H2-30: Biểu tượng màu và kích chuột phải ñể lựa chọn project có hiệu lực

2.4.3 Những cài ñặt cơ bản Project

1 Cài ñặt bộ xử lý

Chọn Project → Settings… IDE sẽ mở một hợp tương tác.Chọn một “Processor” như ñược trình bày ở hình H2-31 Embest IDE cho ARM hỗ trợ bộ vi xử lý cổng ARM và công cụ xây dựng GNU