从GBA开始，步入ARM开发的殿堂(转发)

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从GBA开始，步入ARM开发的殿堂（硬件篇～数据线）
主页：http://www.gbaline.com/
日期：2004-3-18



本系列文章的读者对象是：
A).对硬件一窍不通的纯软件开发人员。（IT行业中大部分研发人员都属于这支队伍，包括许多即将步入此行业的毕业生或立志于IT事业的有志者）。
B).对硬件稍微有些了解，但是对于硬件设计、调试极为头痛，却又想学习嵌入式开发的读者。
C).急于迈过硬件这道门槛，尽快熟悉ARM体系结构的软件高手。

通过对目标读者群的划分，就应该知道为什么对上述入门者要推荐GBA这个平台，而不采用专业的ARM开发板。因为，"专业"一词本身就意味着进入门槛高，学习难度大。当然，专门做硬件开发，或者对硬件比较熟悉，经验较为丰富的开发者则另当别论，暂不在此讨论之列。


至于，有些读者认为在GBA上移植、开发操作系统难度大，认为不应当使用ARM作为入门平台。对于想入门的绝大部分读者来说，刚接触硬件就要研究、开发操作系统，这恐怕不太现实，同时也违反了由简到难这一循序渐进的学习过程。


综上所述，本系列文章的主要关键词是"入门"。


接下来就言规正传，开始这一次的主题《硬件篇～数据线》，在这里将教你如何连接制作一条数据线（侧重于电路连接，需要一定的电路知识），此条DIY的数据线最高传输速率约为100KB/s，录制64Mbits可擦写卡时间约1分钟22秒，支持各种兼容卡带。


2.关于数据线
众所周知，电脑已经步入我们的生活，正逐渐成为这个时代的必需品。我们大部分工作都要使用电脑，至于嵌入式开发那就更不用说了。如何将你的工作成果放到GBA上检验呢？在电脑上用软件模拟？可以，但是并不能完全模拟出硬件的真实环境，还是需要到真正的硬件环境上运行测试。


在这个过程中，数据线就派上用场了，可以将工作成果下载到GBA的存储单元中，可以实现PC<-->GBA的双向数据交换，当然也可以实现远程调试。


有人会疑惑，数据线的效用大家都清楚，是用来交换数据的，那么实现原理呢？为什么数据线能实现交换，这种数据线跟手机以及其他电脑外设的数据线差别在哪里呢？
我们都知道，大多数的电子设备一般都会提供电气接口，用于交换数据。但是不同的电子设备的接口之间的电气参数一般是不相同的，因此数据线就应运而生，成为适应双方电气参数，传输协议的物理通道，简而言之就是一种接口转换工具。对于我们要使用的GBA来说，PC与GBA之间可以有不同的方式进行连接。GBA只有一个串行传输口（SIO），而PC则拥有类型不同的接口（并口、串口、USB、1394等等），GBA-PC之间是一对多的关系，我们可以按照需要设计并实现不同电气接口的数据线。例如：SIO-并口，SIO-串口，SIO-USB，SIO-1394等等。设计时可以依据数据传输率，经济性等参考因素。其中SIO-串口最为简单，但是速度也最慢，国外已经有人介绍过此类数据线的原理。而SIO-USB和SIO-1394技术又较为复杂，因此在这里仅介绍SIO-并口数据线的原理以及实现。


3.自己动手DIY GBALine数据线
在介绍SIO-并口数据线之前不得不提到GBALine，因为下面将以GBALine作为参考对象。


GBALine是SIO-并口结构的数据线，目前2.0版本的传输率达到了150KB/s，1.0版本的也有115KB/s，是真正意义上的高速数据线。
下面是GBALine的原理、接线图：

说明如下：
本电路采用的是ATMEL公司的AT90S1200-12芯片，整个电路是由GBA供电。电脑端为DB25接头，GBA端为SIO接头。其中，GBA的SIO接头如下图所示：





连线时引脚对应关系为：
1．GBA－SIO端口与AT90S1200-12芯片的引脚关系为：
SIO 1－6脚分别对应AT90S1200-12的20、2、3、6、7、10脚。


2．DB25接头与AT90S1200-12芯片的引脚关系为：
DB25 16、17、11、15、13、12、10、2、3、4、5共11条引脚对应AT90S1200-12的8、9、11、12、13、14、15、16、17、18、19引脚。


3. XTAL2-XTAL1接晶振的两脚，不分方向。
（发光二极管串连一个电阻之后连接在DB25的第9脚，用于显示电路是否通电，此部分是可选部件一般不需要）


4.关于数据线的软件
因为此篇文章是侧重于电路连接，因此暂时不对电路实现原理以及软件部分做详细讲解。


AT90S1200-12的firmware将会预先录制在芯片中，PC端的软件则使用Vigor Studio，此条DIY的数据线最高传输速率约为100KB/s，可以对GBALine可擦写卡进行读写，同时也兼容自行改制的可擦写卡。


5. 实物参考图片



6. DIY组件的提供
为了便于读者DIY数据线，我们将提供整套散件,不含万用板PCB，可以在当地买到，或者不用PCB，导线可以直接焊在IC上。
1． DB25接头（LPT头）、外壳
2． GBA－SIO线
3． AT90S1200-12芯片(含预先录制的程序)
4． 相关电容、电阻、晶振
5． 配套Vigor Studio软件（请到http://www.gbaline.com/自行下载）

GBA开发所用的C语言编译器主要有两种,一种是免费的gcc,一种是Arm公司提供的ArmSDT.
7.编译环境设置
DevKitAdv是免费的GCC开发包，目前的最新版本是R5-Beta-3，下面将以此版本为例介绍如何在windows nt、2000、xp平台下使用该开发包。
下载并安装DevKitAdv开发包到C:\devkitadv-r5-beta-3目录，进入该目录运行DevKit-Advance-R5-Beta-3.lnk文件，此时会出现蓝色的console控制台窗口。

在c:\devkitadv-r5-beta-3目录下有example、testsuite等目录，现在以testsuite目录为例示范如何通过命令行方式编译文件。
在上面的窗口中输入命令：
cd  testsuite
make
之后就开始编译testsuite项目并生成agbmain.bin、agbmain.elf等文件，此时就可以先使用模拟器VisualBoyAdvance运行其中一个文件，或者通过GBALine下载线下载到Flash卡中实际运行。
除了命令行方式之外，也可以自己创建Visual C++的makefile工程文件，这是强烈推荐的方式。


这里的gcc当然不是简单的linux下的gcc,而是Arm Gcc.简单地说就是把我们平时常见的gcc改造成生成ARM CPU代码的gcc.你可能会问难道我们要使用linux操作系统了吗?其实我们还是在windows下做GBA开发,虽然gcc主要是在linux下的东西,但是我们也可以从cygwin(在windows下模拟UNIX的工具)中得到在windows下运行的gcc.你可以根据这个cygwin下的gcc,自己去配置Arm Gcc,也可以直接去下载个配置好了的Arm Gcc.比如DevKitAdv,你可以到http://www.gbadev.org 去下载这个软件.DevKitAdv大概10多MB.有了它,你用不着去找什么cygwin(200-300MB)和配置什么Arm Gcc了,DevKitAdv已经帮你做好了一切,你只需安装它就OK了.
整套DIY散件售价28元整。