可重定目标的嵌入式集成开发平台设计

2.1 SdIDE公共模块

这里公共模块是指与编译器和目标MCU无关的模块，实现工程管理与编辑功能。设计时，一定要把它们与整个系统切割开来，便于移植。

2.1.1 源文件编辑模块

提供源文件编辑，支持剪切、复制、查找、替换，完全支持中文和语法高亮显示(Syntax Highlight)。此部分主要的技术难点是语法高亮显示，以及如何解决半个汉字问题。使用MFC的RichEdit控件可以解决此问题，但没有语法高亮功能。作者在RichEdit的基础上编写了语法高亮类，使用效果较好。

2.1.2 工程管理

在SdIDE集成开发平台中，工程是一个非常重要的概念，它是用户组织一个应用的所有源文件、设置编译链接选项、生成调试信息文件和最终目标文件的一个基本结构；提供对源文件、库文件以及其他输入文件的管理，并含有编译与链接等设置。

2.2 SdIDE私有模块

私有模块是指与编译器和目标MCU相关的模块，实现编译、链接、程序下载与调试等功能。为了满足可移植性，采用数据耦合的方式设计。

2.2.1 交叉编译模块

包括C／C++编译器、汇编器、链接器、目标文件格式转换工具等。编译模块根据选用的MCU型号调用GNU移植过来的m68hcll、m68k、arm、mcore或ccore等编译器，编译成功后生成标准的Motorola S-record文件或Bin文件等。汇编器将汇编语言程序转换为可重定位目标代码(如Elf格式，执行时链接文件格式)，易于定位和链接。链接器根据链接定位信息，将可重定位的目标模块链接成一个单一的、绝对定位的目标程序，链接后的目标程序可以包含调试信息。

2.2.2 程序下载模块

在PC方编写下载界面，通过设定MCU的环境变量及公用参数，分析S格式文件后通过TBDML写入头，把数据下载到空白芯片。

2.2.3 调 试

与过去的仿真方式不同，本开发环境的调试是通过BDM头直接对MCU中的程序进行调试。BDM头除实现Flash写入、擦除功能外，还可以在应用程序运行时，动态地获取CPU、存储器等瞬态信息。BDM调试工具与单片机的通信通过双向的BKGD引脚实现。调试模式有两种：单步调试和断点调试。

3 SdIDE可重定目标的技术要点

3.1 GCC编译器的基本特点及其调用的方法

该开发环境使用的是由GNU移植的GCC编译器。GCC是由美国自由软件基金(FSF)开发和维护的软件，它是一个跨平台的C语言编译器，完全兼容ANSIC，支持目前大多数CPU体系，具有开放的开发模式，且性能优异。SdIDE通过建立子进程的方式调用该编译器，具体方法如下：把GCC所支持的所有编译器目录放在该开发环境的安装目录下，采用线程管道的方法来捕获由"make.exe-f"命令对makefile脚本文件(是针对GCC编译器支持的所有MCU而编写的较通用的脚本文件)进行编译的输出信息流，并显示在SdIDE的信息输出窗口中。如果捕获的编译输出信息出现任何错误，包括源文件语法错误和其他错误，则编译、链接操作立刻终止，并在输出窗的Build子窗口中提示错误。若是语法错误，则用户可以通过双击错误提示行来定位引起错误的源文件行，并且用语法高亮显示。

3.2 更换编译器的设计

为了实现SdIDE可重定目标的特性，最主要的是要安排好如何编写较通用的makefile脚本文件，这样SdIDE开发环境可根据所选定的MCU型号来调用一个新的编译器工具集。因而，在makefile中所有使用编译器名的地方都用同一个变量来代替。更换编译器时，只需修改变量定义的地方，其他所有引用这个变量的地方不用改变。makefile是编程人员和make之间的接口，本设计通过写makefile文件来说明各模块的依赖关系。makefile文件要严格按其书写规则来编写，其中的内容大致可分成宏定义区和基于依赖关系的指令区两大部分。宏定义区主要是定义一些变量，可以在makefile的任何地方被引用；在建立makefile之后，就可以使用make命令来完成所需的编译工作。

在SdIDE开发环境中更换编译器的软件设计思路如下：

① 把GCC支持的编译器目录全部放在开发环境的安装目录下，以便程序调用。

② 把Cygwin.dll复制SYSTEM32目录下。为了在Windows平台上构建GNU工具链，需要安装Cygwin。Cygwin是一个基于DLL的Unix仿真层(位于Win32之上)。它提供了Unix风格的环境，包括Bashe外壳和GNU工具，这样就可以建立交叉编译器工具。

③ 在选定目标平台(即目标芯片)后，程序自动确定所需要调用的编译器，把编译器名赋给一个全局变量--CompilerName。

④ 更换makefile脚本文件中的编译器名。主要是将makefile脚本文件中用到编译器名的地方全部用变量来替换，即在makefile文件的宏定义区定义一个变量，如COMPILERPREFIX=CompilerName。在makefile文件中用到编译器名的地方用$(COMPILERPREFIX)替代即可，其他地方基本上可以不变。