多數(shù)嵌入式應(yīng)用程序最初都是在原型環(huán)境下開(kāi)發(fā)的。無(wú)論什么樣的原型仿真環(huán)境與最終產(chǎn)品環(huán)境都是有差異的。因此,考慮如何將嵌入式應(yīng)用程序從其所依賴的開(kāi)發(fā)工具或調(diào)試環(huán)境中移植到在目標(biāo)硬件上獨(dú)立運(yùn)行是非常重要的。
本節(jié)提供一些示例,顯示如何從C++調(diào)用C和匯編語(yǔ)言代碼,以及從C和匯編語(yǔ)言調(diào)用 C++ 代碼。其中包括調(diào)用約定和數(shù)據(jù)類型。主要包括下面內(nèi)容:
本章主要介紹嵌入式應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法。本章中的一些實(shí)例程序是以ARM公司的Realview2.2為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。由于目前嵌入式應(yīng)用環(huán)境相差非常大,這里主要是通過(guò)這些實(shí)例程序來(lái)更直接地介紹嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法,具體的代碼因具體的嵌入式環(huán)境不同而有所差異。
默認(rèn)情況下,C庫(kù)利用semihosting機(jī)制來(lái)提供設(shè)備驅(qū)動(dòng)級(jí)的功能,使得主機(jī)能夠用作輸入和輸出設(shè)備。這種機(jī)制對(duì)于嵌入式開(kāi)發(fā)十分有用,因?yàn)橛糜陂_(kāi)發(fā)的硬件系統(tǒng)通常沒(méi)有最終系統(tǒng)的輸入和輸出設(shè)備。
在創(chuàng)建多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)時(shí),最好有一個(gè)簡(jiǎn)單的方式來(lái)編寫、裝載及運(yùn)行各自獨(dú)立的任務(wù)。目前大多數(shù)的嵌入式系統(tǒng)不再使用自己定制的控制系統(tǒng),而使用操作系統(tǒng)來(lái)簡(jiǎn)化這個(gè)過(guò)程。較高級(jí)的操作系統(tǒng)采用基于硬件的存儲(chǔ)管理單元MMU來(lái)實(shí)現(xiàn)上述操作。
因?yàn)锳RM體系結(jié)構(gòu)本身并不包含除法運(yùn)算硬件,所以在ARM上實(shí)現(xiàn)除法是十分耗時(shí)的。ARM指令集中沒(méi)有直接提供除法匯編指令,當(dāng)代碼中出現(xiàn)除法運(yùn)算時(shí),ARM編譯器會(huì)調(diào)用C庫(kù)函數(shù)(有符合除法調(diào)用_rt_sdiv,無(wú)符合除法調(diào)用_rt_udiv),來(lái)實(shí)現(xiàn)除法操作。根據(jù)除數(shù)和被除數(shù)的不同,32bit的除法運(yùn)算一般要占有20-140個(gè)指令周期。
循環(huán)體是程序設(shè)計(jì)與優(yōu)化的重點(diǎn)考慮對(duì)象。本節(jié)將著重講解在ARM上處理for和while循環(huán)最有效的方法。
ARM處理器支持16個(gè)協(xié)處理器。在程序執(zhí)行過(guò)程中,每個(gè)協(xié)處理器忽略屬于ARM處理器和其他協(xié)處理器的指令。當(dāng)一個(gè)協(xié)處理器硬件不能執(zhí)行屬于它的協(xié)處理器指令時(shí),將產(chǎn)生一個(gè)未定義指令異常中斷,在該異常中斷處理程序中,可以通過(guò)軟件模擬該硬件操作。比如,如果系統(tǒng)不包含向量浮點(diǎn)運(yùn)算器,則可以選擇浮點(diǎn)運(yùn)算軟件模擬包來(lái)支持向量浮點(diǎn)運(yùn)算。
當(dāng)?shù)谝淮鶵ISC微處理器剛出現(xiàn)時(shí),標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)器元件的速度比當(dāng)時(shí)微處理器的速度快。很快,半導(dǎo)體工藝技術(shù)的進(jìn)展被用來(lái)提高微處理器的速度。標(biāo)準(zhǔn)DRAM部件雖然也快了一些,但其發(fā)展的主要精力則放在提高存儲(chǔ)容量上。
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