Linux 版 (精华区)

发信人: wzl (为了证明我很无聊，我准备开始背单词！), 信区: Linux
标  题: 嵌入式系统设计要点之一
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年09月19日20:51:20 星期二), 转信

嵌入式系统
    采用大容量ＥＰＲＯＭ来固化程序的专用系统，正在智能仪器和自动化等领域里
得到广泛应用。传统设计方法用汇编语言编写程序，这主要是从保证速度和节省存储
空间考虑，但编程费时，调试和排错很不容易。微电子技术的飞速发展，使高性能微
处理器和大容量存储器的价格变得十分便宜，速度和存储容量不再是困扰设计者的主
要问题。人们将ＲＯＭＢＩＯＳ和ＣＲＴ显示器等外设加进这类专用系统，并尝试用
高级语言来开发其软件，即把通用计算机上的软件和硬件“嵌入”专用系统，构成所
谓的嵌入式系统（ＥｍｂｅｄｄｅｄＳｙｓｔｅｍ）。由于Ｃ语言容易编程、代码紧
凑、可移植性和可维护性好，因而被普遍用于嵌入式程序的设计。
    大多数嵌入式系统无操作系统支持，要由设计者提供所有低级Ｉ／Ｏ功能。系统
Ｉ／Ｏ资源有限，程序必须固化在ＥＰＲＯＭ中，不能象在ＤＯＳ下那样从磁盘装入
和由用户编程。设计者要编写一个定位程序（Ｌｏｃａｔｏｒ），把ＥＸＥ格式的应
用程序转换成可固化进ＥＰＲＯＭ的二进制文件（ＲＯＭ图）。还要编写一个启动程
序（ｒｕｎｔｉｍｅＳｔａｒｔｕｐＣｏｄｅ），与ＲＯＭ图一起嵌入ＥＰＲＯＭ，
先由它建立数据区和对系统硬件作必要初始化，然后调Ｍａｉｎ函数，执行应用程序。
若想发挥Ｃ语言之优势，使用一些标准Ｉ／Ｏ语句，如用ｐｒｉｎｔｆ驱动显示器等，
则要在嵌入式程序中加进经过修改的库函数。总之，Ｃ语言编程会使系统开发面临一
些新问题，要求设计人员具备软硬件方面的综合知识，才能正确进行系统调试和排错。
     当然，如果拥有专用的嵌入式系统开发工具，设计工作便要省劲些。它们通常配
有定位程序和可供设计者修改的启动程序样板，有些还能通过串口或并口，在ＰＣ机
上联机调试程序，甚至有源级代码调试功能。利用工控机来设计系统，事情就更简单。
不过，专用开发工具和工控机价格昂贵，因此许多人在设计嵌入式系统时选择自己编
写定位程序和启动程序，甚至编写可嵌入的Ｉ／Ｏ库函数。本文就嵌入式系统的程序
设计方法及设计中可能遇到的问题作些讨论，供打算设计嵌入式程序的读者参考，有
关编写定位程序和启动程序的具体方法将另文介绍。
２　嵌入式程序的定位
    ２．１　ＥＸＥ文件格式和ＤＯＳ重定位
        ＤＯＳ下的ＥＸＥ文件是一种可重定位文件
（Ｒｅ－ｌｏｃａｔａｂｌｅＦｉｌｅ），它由重定位标头和装入模块组成。后者含
一段或几段程序代码，段数与类型取决于程序规模和编译时所用的内存模式，然后是
初始化与未初始化的数据及堆栈，还可能有程序排错信息。代码、数据和堆栈段地址
均是参考到程序开头的相对地址。标头放在装入模块之前，含若干定位控制信息和一
张定位表。控制信息包括ＥＸＥ文件大小、标头长度、需要重定位的项数和位置、装
入模块的开头和堆栈的相对地址等。定位表是一组形式为段址：偏址的远指针，指示
装入模块中要重定位的那些段址相对于模块开头处的位置。装进ＲＡＭ后，加载程序
建立起程序段前缀ＰＳＰ，并根据系统当前可用ＲＡＭ地址修改这些段址，对装入模
块重定位，使程序中所有参考绝对地址的量正确指向模块装入后的起始地址，然后执
行（图１）。因此它可在ＲＡＭ中的任何位置上执行。图１　ＤＯＳ对ＥＸＥ文件的
定位过程
[待续] 

--
※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.239.97]