技术

对Flash-based的MCU来说，ISP和ICP几乎是不可或缺的功能。但我们经常被这两个功能搞混，究竟他们的差别在哪里？对客户的意义又是什么？在这里，和大家分享并澄清一些观念，希望对大家有所帮助，进而解答来自客户关于ISP与ICP的疑问。

<strong>1）在开发阶段</strong>

改code时，不再需要将MCU从板子上拔起来，拿到烧录器上烧，然后再装回去。可以直接利用ISP/ICP Programmer做板上烧录，为开发者提供了极大的便利性。

<strong>2）在量产阶段</strong>

客户可以采用“先焊到板子上再烧code”的方式，将烧code的动作安排在生产线的某一站。

那么传统的方式（先将code烧好再焊到板子上）有什么缺点？

作者：Founder_U

<strong>1. Cortex-M0 的两种总线协议：</strong>

1）AHB_Lite 系统总线协议：32位地址线，高速高性能访问（Flash, SRAM，总线桥，外部存储器接口）

2）APB 外设总线协议： 32位， 外设等较慢设备通讯（I/O，Timer, UART, Watch Dog。）

系统总线和外设总线是相互分离的，两种总线通过总线桥连接通讯，时钟频率控制不同，可能有多个外设总线段，并且每个段运行在不同的时钟频率下。有些高速外设是直接连接在AHB_Lite系统总线上的。

<strong>2. 存储器映射（4GB地址空间） </strong>

晶振，在板子上看上去一个不起眼的小器件，但是在数字电路里，就像是整个电路的心脏。数字电路的所有工作都离不开时钟，晶振的好坏，晶振电路设计的好坏，会影响到整个系统的稳定性。所以说晶振是智能硬件的“心脏”。

每个单片机系统里都有晶振(晶体震荡器)，在单片机系统里晶振的作用非常大，他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。

复杂的电子产品，晶振是必须的，而RC或LC振荡无法企及，原因就是信号的稳定性不够，而晶振的三种切型：AT切，SC切和X切，把石英按照一定的角度切成薄片，而根据其厚度就可以给出一定的频率信号，根据需要可以任意设计频率值。

<strong> 1、前言 </strong>

设备的可靠性涉及多个方面：稳定的硬件、优秀的软件架构、严格的测试以及市场和时间的检验等等。这里着重谈一下作者自己对嵌入式软件可靠性设计的一些理解，通过一定的技巧和方法提高软件可靠性。这里所说的嵌入式设备，是指使用单片机、ARM7、Cortex-M0，M3之类为核心的测控或工控系统。

嵌入式软件可靠性设计应该从防错、判错和容错三方面进行考虑。 此外，还需理解自己所使用的编译器特性。

<strong> 2、防错</strong>

良好的软件架构、清晰的代码结构、掌握硬件、深入理解C语言是防错的要点，这里只谈一下C语言。

作者：Founder_U

<strong>一、 NVIC和系统控制块特性</strong>

1. 灵活的中断管理：使能/禁止中断，优先级配置

2. 硬件嵌套中断支持

3. 向量化的异常入口

4. 中断屏蔽

5. NVIC寄存器的起始地址：0xE000E100, 对其访问必须是每次32bit

6. SCB的起始地址： 0xE000E010，也是每次32bit访问。

<strong>二. 中断使能和清除使能</strong>

1. 中断寄存器是可编程的，用于控制中断请求(异常编号16以上)的使能(SETENA)和禁止(CLRENA), 如下所示：

作者：Founder_U

<strong>1、异常类型及编号 </strong>

Cortex-M0的每个异常源都有一个单独的编号：

1~15内部系统异常：Reset(1), NMI(2), H/W Error(3), SVC(11), PndSV(14), SysTick(15)其他编号未用；

16~47外部中断：IRQ#0~IRQ#31。

<strong>2、异常优先级 （Cortex-M0 支持7个）</strong>

1). Cortex-M0 支持3个固定的最高优先级(Reset(-3), NMI(-2), H/W Error(-1))和4个可编程优先级；

作者：linuxer

<strong>一、前言</strong>

kernel的整个启动过程涉及的内容很多，不可能每一个细节都描述清楚，因此我打算针对部分和ARM64相关的启动步骤进行学习、整理，并方便后续查阅。本文实际上描述在系统启动最开始的时候，bootloader和kernel的交互以及kernel如何保存bootloader传递的参数并进行校验，此外，还有一些最基础的硬件初始化的内容。
本文中的source来自4.1.10内核，这是一个long term的版本，后续一段时间的文章都会基于这个long term版本进行。

<strong>二、进入kernel之前</strong>

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。

<strong>1、简介</strong>

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。

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。

<strong>嵌入式系统基础</strong>

<strong>1、嵌入式系统的定义</strong>

（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。

<strong>1. 前言</strong>

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？

<strong>2. WFI和WFE</strong>

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。

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)。

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：

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。

<center><img src="http://mm32.eetrend.com/files/2016-08/wen_zhang_/100002722-8836-1.png&q…; alt=""></center>

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。

<strong>嵌入式LINUX</strong>

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。

作者：linuxer

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

<strong>一、前言</strong>

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。

<strong>1．ARM实现方法  </strong>

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。

本文主要总结一些比较实用的单片机编程经验：

<strong> 经验之一：用“软件陷阱+程序口令”对付PC指针的弹飞</strong>

当CPU受到外界干扰，有时PC指针会飞到另一段程序中,或跳到空白段去。其实，如果PC指针飞到空白段去，倒也好处理。只要在空白段设立软件陷阱(拦截指令)，将程序拦截到初始化段或程序错误处理段。但是，如果PC指针飞到另一段程序中去了，系统如何办？小匠在这里推荐一种方法——程序口令，思路如下：

1、首先，程序必须模块化。每个模块（子程序）执行一个功能。每个模块只有一个出口（RET）。

2、设立一个模块（子程序）ID寄存器。

3、为每个子程序配置一个唯一的ID号码。