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嵌入式開發(fā)過程中會使用到各種工具，包括IDE環(huán)境、編譯工具、軟硬件調試工具、操作系統等。根據項目的需求，往往會選擇來自不同廠商的工具進行組合。如果能非常方便地將這些不同廠商的開發(fā)環(huán)境無縫地配合起來，則可以大大減少不必要的工作，這對于開發(fā)人員而言很重要。下面就細數一下嵌入式工程師常用到的開發(fā)工具! 從接觸MCS 51單片機開始，很多工程師就會知道Keil軟件。在開發(fā)單片機時，要使用C語言或者匯編語言，但這兩種語言都不能直接輸入到單片機，所以需要一個軟件，把C語言或者匯編語言編譯生成單片機可執(zhí)行的二進制代碼。Keil公司(現在是ARM 公司的一個公司)的軟件恰好提供這樣的功能，并且它還有很多優(yōu)點，比如工程易于管理、自動加載啟動代碼，集編輯、編譯、仿真一體，調試功能強大等。因此，不管是單片機愛好者，還是經驗豐富的工程師，都喜歡使用這些軟件。 有μVision、RealView、MDK、Keil C51。μVision是一個集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，和Eclipse類似。它包括工程管理、源代碼編輯、編譯設置、下載調試和模擬仿真等功能，有μVision2、μVision3 、μVision4、μVision5 和μVision6 等幾個版本，它提供一個環(huán)境，讓開發(fā)者易于操作，但并不提供具體的編譯和下載功能，需要軟件開發(fā)者添加。RealView是一系列開發(fā)工具集合的稱呼，包括RVD(RealView Debugger)，RVI(RealView ICE)，RVT(Real-View Trace)，RVDS(RealView Development Suite)，RVMDK(RealView Microcontroller Development Kit)這些產品。 MDK (Microcontroller Development Kit)，即KeilMDK、RealView MDK或者Keil for ARM。ARM 公司現在統一使用MDK ARM，MDK 的設備數據庫中有很多廠商的芯片，是專為微控制器開發(fā)的工具，為滿足基于MCU 進行嵌入式軟件開發(fā)的工程師需求而設計，支持ARM7、ARM9、Cortex M3/M1、Cortex R0/R4等ARM微控制器內核。 Keil C51是基于μVision的IDE，支持絕大部分51內核微控制器開發(fā)工具;Keil C166為基于μVision的 IDE，支持絕大部分XC16x、C16x和ST10等系列微控制器開發(fā)工具;Keil C251基于μVision 的IDE，支持絕大部分基于251核的微控制器開發(fā)工具。 IAR Embedded Workbench是IAR Systems公司開發(fā)的一套用于編譯和調試嵌入式系統應用程序的開發(fā)工具，支持匯編、C和C++語言。它能夠提供完整的集成開發(fā)環(huán)境，包括工程管理器、編輯器、編譯鏈接工具和CSPY調試器。每個C/C++編譯器不僅包含一般全局性的優(yōu)化，也包含針對特定芯片的低級優(yōu)化，可以充分利用所選芯片的所有特性，確保較小的代碼尺寸。IAR EmbeddedWorkbench能夠支持由不同的芯片制造商生產且種類繁多的8位、16位或32位芯片。 近期，IAR公司就與瑞薩電子合作，將IAR C/C++Complier集成到瑞薩電子e2 studio開發(fā)環(huán)境中。RenesasSynergy Platform 開發(fā)工程師可減少應用代碼占用的內存空間，提高了代碼執(zhí)行速度，并且能夠為Synergy微控制器增加更多功能。除此之外，IAR編譯器生成的代碼執(zhí)行速度快，這樣就能使MCU 較長時間地處于低功耗模式，可延長電池壽命，特別適合物聯網設備。IAR Systems與瑞薩合作，用戶可直接在e2 studio環(huán)境中使用IAR C/C++ Compiler，同時仍可選擇繼續(xù)使用面向RenesasSynergy IDE的專有IAR Embedded Workbench IDE。 意法半導體中國微控制器事業(yè)部市場及應用總監(jiān)曹錦東概括了MCU 未來面臨的三個方向:更高的性能;更強的通信能力;更高的安全性，因為只要聯網就會涉及到安全的問題。針對安全性問題，ST 推出了一款基于ArmCortex M33的STM32產品，支持Trust Zone技術。通過Trust Zone可以實現更高的安全性，且不僅是在微控制器里的安全性，而且還可以提供更多的安全性方面的服務。 要保證系統的安全，光靠硬件是不夠的，還需要做到系統性的安全分析，分析可能會出現哪些威脅或漏洞。意法半導體提供物聯網安全工具箱，實現了可擴展的嵌入式安全功能，如STM32Trust.CodeProtect，保證用戶代碼安全且完整地寫入可信的STM32產品，包括安全安裝、安全編程;STM32Trust.DataProtect，保護有價值的數據不被竊取，包括數據保護、關鍵存儲保護;STM32Trust.ExecutionProtect，將應用程序分為可信和不可信兩部分，包括代碼執(zhí)行隔離。 (1) Source Insight Source Insight是一個面向項目開發(fā)的程序編輯器和代碼瀏覽器，擁有內置的對C/C++、C#和Java等程序的分析，能分析源代碼并在工作的同時動態(tài)維護它自己的符號數據庫，并自動顯示有用的上下文信息。 Source Insight不僅僅是一個強大的程序編輯器，還能顯示reference trees，class inheritance diagrams和calltrees。Source Insight提供了最快速的對源代碼的導航和任何程序編輯器的源信息，還提供了快速和革新的訪問源代碼和源信息的能力。 (2) UltraEdit 在嵌入式軟件開發(fā)中不可避免需要查看一些原始數據，包括不可顯示的字符，UltraEdit的HEX 顯示查看功能能夠很好地解決這個問題，同時，對大文件(比如壓力測試時的log問題)支持也是遠遠好于記事本和寫字板。 UltraEdit是一套功能強大的文本編輯器，可以編輯文本、十六進制、ASCII 碼，完全可以取代記事本，內建英文單詞檢查、C++ 及 VB 指令突顯，可同時編輯多個文件，而且即使開啟很大的文件，速度也不會慢。 (3) Beyond Compare Beyond Compare是一款功能強大的內容對比工具，可以比較的內容有以下這三種:電腦上兩個目錄的內容;電腦上的目錄和FTP地址的內容;兩個文本檔案的內容(包括 UTF 8、html、Delphi源程序等文本檔案)。 Beyond Compare有內建的HTML檔案瀏覽器，還有支援壓縮包的功能。這些特別的功能可以讓用戶作跨媒體之間進行比較，例如:把現時網站的內容與一個儲存在光碟上的壓縮備份檔案作比較。 (4) TortoiseSVN TortoiseSVN是開源可視化的集中式代碼版本管理，是Subversion版本控制系統的一個免費開源客戶端，可以超越時間的管理文件和目錄。文件保存在中央版本庫，除了能記住文件和目錄的每次修改以外，版本庫非常像普通的文件服務器，可以將文件恢復到過去的版本，并且可以通過檢查歷史知道數據做了哪些修改，誰做的修改。這就是為什么許多人將 Subversion 和版本控制系統看作一種“時間機器”。 (5) Wireshark Wireshark是一款強大的網絡協議數據報文分析工具，也是深入學習各種網絡協議必不可少的利器。這是一個網絡封包分析軟件，其擷取網絡封包，并盡可能顯示出最為詳細的網絡封包資料。Wireshark使用WinPCAP作為接口，直接與網卡進行數據報文交換。網絡封包分析軟件的功能可想像成“電工技師使用電表來量測電流、電壓、電阻”的工作，只是將場景移植到網絡上，并將電線替換成網絡線。 (6) SSH Secure Shell Client SSH Secure Shell Client是一種強大安全遠程登錄工具，如果使用虛擬器的方式開發(fā)Android等Linux系統，建議使用該工具，避免在圖形界面操作Linux系統，減少PC的負載。SSH可以解決口令在網上明文傳輸的問題，把所有傳輸的數據進行加密，這樣“中間人”這種攻擊方式就不可能實現了，而且也能夠防止DNS欺騙和IP欺騙。 深層次使用嵌入式開發(fā)工具，做高水準開發(fā)人員 賽諾微醫(yī)療科技(浙江)有限公司電子設計主管 唐思超 嵌入式開發(fā)工具作為開發(fā)環(huán)節(jié)的核心裝備，其使用程度直接決定產品的研發(fā)效率。 很多開發(fā)人員局限于使用嵌入式開發(fā)工具的基本功能，卻不懂得如何深層次地使用開發(fā)工具以實現高效的開發(fā)與調試。例如，許多開發(fā)人員在命令行下使用GDB，痛苦地調試嵌入式Linux應用程序，卻不知道基于Eclipse可以搭建圖形化的源碼級調試環(huán)境;又如，用大量的時間一遍遍跟蹤執(zhí)行目標代碼來定位變量被預期之外的代碼修改的問題，殊不知使用數據斷點即可定位故障點;再如，為了調試Linux內核，安裝了大量開源調試工具，卻發(fā)現沒有幾樣真正有效。最后不得不在代碼中增加大量輸出信息，試圖使用窮舉的方式定位問題，卻不知道使用JTAG調試器結合通用的IDE，就可以實現Linux內核的可視化源碼級調試。 導致工具使用不夠深入的原因包括:一是不少應用級開發(fā)人員過于把目光集中在問題解決上，寧愿花大量時間使用開發(fā)工具的基本功能進行低效率的開發(fā)，卻不愿花時間深入研究開發(fā)工具所蘊含的高效手段或探究高效的分析方法，實際上，許多開發(fā)工具的高級技巧在其文檔中都有體現，只是許多技術人員忽略了文檔;二是多數開發(fā)人員僅僅看到嵌入式開發(fā)工具的基本功能，而沒有意識到其實現機制更值得深入研究，導致無法深入地使用工具。反觀那些系統級開發(fā)人員，尤其是涉及操作系統底層開發(fā)的高級人員，則能較深刻地理解開發(fā)工具的運作機制，并能深入運用。 很多情況下，開發(fā)工具的潛在能力可以提升數十倍工作效率。如果開發(fā)人員在工作中僅會使用嵌入式開發(fā)工具的基本功能，則是對工具潛在能力的巨大浪費。因此，能夠深入研究嵌入式開發(fā)工具背后的機制并將之熟練運用，標志著開發(fā)人員的技術水平達到了較高的程度。
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