技术

编写优质嵌入式C程序

摘要：本文首先分析了C语言的陷阱和缺陷，对容易犯错的地方进行归纳整理；分析了编译器语义检查的不足之处并给出防范措施，以Keil MDK编译器为例，介绍了该编译器的特性、对未定义行为的处理以及一些高级应用；在此基础上，介绍了防御性编程的概念，提出了编程过程中就应该防范于未然的多种措施；提出了测试对编写优质嵌入式程序的重要作用以及常用测试方法；最后，本文试图以更高的层次看待编程，讨论一些通用的编程思想。

1、简介

市面上介绍C语言以及编程方法的书数目繁多，但对如何编写优质嵌入式C程序却鲜有介绍，特别是对应用于单片机、ARM7、Cortex-M3这类微控制器上的优质C程序编写方法几乎是个空白。本文面向的，正是使用单片机、ARM7、Cortex-M3这类微控制器的底层编程人员。

学习嵌入式系统你需要掌握的基础知识！

本文主要介绍嵌入式系统的一些基础知识，希望对各位有帮助。

嵌入式系统基础

1、嵌入式系统的定义

（1）定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

（2）嵌入式系统发展的4个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段。

（3）知识产权核（IP核）：具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块，是实现系统芯片（SOC）的基本构件。

ARM WFI和WFE指令

1. 前言

蜗蜗很早以前就知道有WFI和WFE这两个指令存在，但一直似懂非懂。最近准备研究CPU idle framework，由于WFI是让CPU进入idle状态的一种方法，就下决心把它们弄清楚。

WFI(Wait for interrupt)和WFE(Wait for event)是两个让ARM核进入low-power standby模式的指令，由ARM architecture定义，由ARM core实现。听着挺简单，但怎么会有两个指令？它们的区别是什么？使用场景是什么？深究起来，还挺有意思，例如：能想象WFE和spinlock的关系吗？

2. WFI和WFE

什么是边界扫描（boundary scan）？

边界扫描（Boundary scan）是一项测试技术，是在传统的在线测试不在适应大规模，高集成电路测试的情况下而提出的，就是在IC设计的过程中在IC的内部逻辑和每个器件引脚间放置移位寄存器（shift register）。每个移位寄存器叫做一个CELL。这些CELL准许你去控制和观察每个输入/输出引脚的状态。当这些CELL连在一起就形成了一个数据寄存器链（data register chain），我门叫它边界寄存器（boundaryregister）。除了上面的移位寄存器外，在IC上还集成测试访问端口控制器（TAP controller），指令寄存器（Instruction register）对边界扫描的指令进行解码以便执行各种测试功能。旁路寄存器（bypass register）提供一个最短的测试通路。另外可能还会有IDCODE register和其它符合标准的用户特殊寄存器。

MCU引脚输出模式中推挽输出与开漏输出电路原理区别

开漏输出：输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行。适合于做电流型的驱动，其吸收电流的能力相对强（一般20ma以内）。

推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止。

我们先来说说集电极开路输出的结构。集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”）。对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极C跟发射极E之间相当于断开），所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止(相当于开关断开)。

keil MDK中如何生成*.bin格式的文件

在Realview MDK的集成开发环境中，默认情况下可以生成*.axf格式的调试文件和*.hex格式的可执行文件。虽然这两个格式的文件非常有利于ULINK2仿真器的下载和调试，但是ADS的用户更习惯于使用*.bin格式的文件，甚至有些嵌入式软件开发者已经拥有了*.bin格式文件的调试或烧写工具。为了充分地利用现有的工具，同时发挥Realview MDK集成开发环境的优势，将*.axf格式文件或*.hex格式文件转换成*.bin格式的文件是十分自然的想法。本文将详细的探讨这种转换方法。

在Realview MDK中，生成*.bin格式文件的工具是ARM公司的RVCT开发套件中的fromelf.exe。默认安装下，它位于C/：Keil/ARM/BIN40文件夹下。

下面将介绍它在Keil MDK中的使用方法：

详细解读Cortex-A32处理器，打造您的超高能效嵌入式环境

Cortex-A32是ARM架构中独一无二的产品，拥有重要地位。Cortex-A32基于ARMv8-A架构，却是针对32位设计的处理器。下图介绍了Cortex-A32与ARMv8-A架构的匹配程度，并与Cortex-A35进行了对比。

基于ARM的十一种嵌入式操作系统概述

嵌入式操作系统(Embedded Operation System，EOS)是指用于嵌入式系统的操作系统。嵌入式系统分为4层，硬件层、驱动层、操作系统层和应用层。嵌入式操作系统是负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、任务调度，控制、协调并发活动。它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能，是一种用途广泛的系统软件。

嵌入式LINUX

ARM中C语言和汇编语言混合编程

在嵌入式系统开发中，目前使用的主要编程语言是C 和汇编，虽然C++已经有相应的编译器，但是现在使用还是比较少的。

在稍大规模的嵌入式程序设计中，大部分的代码都是用C来编写的，主要是因为C语言具有较强的结构性，便于人的理解，并且具有大量的库支持。但对于一写硬件上的操作，很多地方还是要用到汇编语言，例如硬件系统的初始化中的CPU 状态的设定，中断的使能，主频的设定，RAM控制参数等。另外在一些对性能非常敏感的代码块，基于汇编与机器码一一对应的关系，这时不能依靠C编译器的生成代码，而要手工编写汇编，从而达到优化的目的。汇编语言是和CPU的指令集紧密相连的，作为涉及底层的嵌入式系统开发，熟练对应汇编语言的使用也是必须的。

ARM64架构下地址翻译相关的宏定义

作者：linuxer

来源：<a href="http://www.wowotech.net/memory_management/arm64-memory-addressing.html"…

一、前言

与ARM7相比，Cortex-M3优势明显！

要使用低成本的 32位处理器，开发人员面临两种选择，基于Cortex-M3内核或者ARM7TDMI内核的处理器。如何做出选择？选择标准又是什么？本文主要介绍了ARM Cortex-M3内核微控制器区别于ARM7的一些特点，帮助您快速选择。

1．ARM实现方法

ARM Cortex-M3是一种基于ARM V7架构的最新ARM嵌入式内核，它采用哈佛结构，使用分离的指令和数据总线；ARM7是冯诺伊曼结构冯诺伊曼结构下，数据和指令共用一条总线。从本质上来说，哈佛结构在物理上更为复杂，但是处理速度明显加快。根据摩尔定理，复杂性并不是一件非常重要的事，而吞吐量的增加却极具价值。

单片机的小秘密：指令数据都被写在了哪？

单片机的正常运行的前提，硬件是一方面，另一方面就是单片机需要执行的程序。大家都知道单片机会执行写好的程序，但是单片机从哪里开始读取指令，数据又被写在了哪里呢？

让我们从最开始的环节讲起。在单片机上电的瞬间，MCU的程序指针PC会被初始化为上电复位时的地址，从哪个地址处读取将要执行的指令，由此程序在MCU上开始执行（当然在调用程序的main之前，还有一系列其他的的初始化要做，如堆栈的初始化，不过这些很少回去修改）。PC在上电时，和MCU差不多，不过读取的是BIOS，有它完成了很多初始化操作，最后，调用系统的初始化函数，将控制权交给了操作系统，于是我们看到了Windows、Linux系统启动了。