郑州航空工业管理学院
嵌入式系统实验报告
（修订版）
20 – 20 第 学期
赵成，张克新 编著
院 系：
姓 名：
专 业：
学 号：
电子通信工程系
20##年3月制
实验一 ARM体系结构与编程方法
一、实验目的
了解ARM9 S3C2410A嵌入式微处理器芯片的体系结构，熟悉ARM微处理器的工作模式、指令状态、寄存器组及异常中断的概念，掌握ARM指令系统，能在ADS1.2 IDE中进行ARM汇编语言程序设计。
二、实验内容
1．ADS1.2 IDE的安装、环境配置及工程项目的建立；
2．ARM汇编语言程序设计（参考附录A）：
（1）两个寄存器值相加；
（2）LDR、STR指令操作；
（3）使用多寄存器传送指令进行数据复制；
（4）使用查表法实现程序跳转；
（5）使用BX指令切换处理器状态；
（6）微处理器工作模式切换；
三、预备知识
了解ARM嵌入式微处理器芯片的体系结构及指令体系；熟悉汇编语言及可编程微处理器的程序设计方法。
四、实验设备
1. 硬件环境配置
计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上；
内存：1GB及以上；
实验设备：UP-NETARM2410-S嵌入式开发平台，J-Link V8仿真器；
2. 软件环境配置
操作系统：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2；
集成开发环境：ARM Developer Suite (ADS) 1.2。
五、实验分析
1．安装的ADS1.2 IDE中包括 和 两个软件组件。在ADS1.2中建立 类型的工程，工程目标配置为 ；接着，还需要对工程进行 、 及链接器设置；最后，配置仿真环境为 仿真方式。
2．写出ARM汇编语言的最简程序结构，然后在代码段中实现两个寄存器值的加法运算，给出运算部分相应指令的注释。
; 文件名：
3．列写出使用LDR、STR指令的汇编程序，并在关键语句后面给出相应的注释。
4．“使用多寄存器传送指令进行数据复制”汇编程序分析。
LDR R0,=SrcData ; 执行后，R0的值是
LDR R1,=DstData ; 执行后，R1的值是
LDMIA R0,{R2-R9} ; LDMIA中的指令后缀IA表示
;
STMIA R1,{R2-R9} ; 执行后，程序实现的功能是
;
5．在“使用查表法实现程序跳转”的汇编程序中，指令LDR PC,[PC,R2]采用的是什么寻址方式？作为基址的寄存器PC的值是多少？作为指令指针的PC又指向哪条指令？这个指令与流水线执行的关系是什么？（选做）
6．通过运行及观察“使用BX指令切换处理器状态”汇编程序实验，回答ARM指令与Thumb指令之间是如何实现状态切换的？AXD Debugger调试环境中的哪个寄存器指示了ARM微处理器当前的指令状态？同时，在程序中添加从Thumb指令切换到ARM指令的代码。（选做）
7．观察“微处理器工作模式切换”程序的运行，按顺序写出ARM工作模式切换过程中依次出现的工作模式，同时，通过观察回答ARM微处理器是否能从用户模式切换到特权模式？（选做）
六、遇到的问题及解决方法
实验二 VMWARE虚拟机与Linux环境的建立
一、实验目的
熟悉嵌入式系统开发环境的建立，掌握VMWARE-Linux环境的安装步骤；能够配置Samba服务、设置VMWARE虚拟机共享功能，学会Windows系统环境与Linux系统环境共享资源的基本方法。
二、实验内容
1．在Windows系统环境中安装VMWARE7.0虚拟机软件；
2．在VMWARE7.0虚拟机中安装Linux RHEL AS4操作系统；
3．设置VMWARE虚拟机提供的共享功能；
4．在Linux系统中建立Samba服务；
三、预备知识
了解VMWARE、VirtualBox、Virtual PC等虚拟机软件的相关知识；了解Linux操作系统的安装方法及基本操作方法。
四、实验设备
1. 硬件环境配置
计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上
内存：1GB及以上
实验设备：UP-NETARM2410-S嵌入式开发平台，J-Link V8仿真器
2. 软件环境配置
操作系统：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2
虚拟机：VMware WorkStation 7
Linux系统：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)
五、实验分析
1．查看实验设备中配备的PC机，将下列硬件型号填写正确：
l CPU型号：
l 内存大小：
l 硬盘空间：
根据实验的实际操作，将下列软件版本号填写正确：
l VMWARE：
l Linux系统：
l Windows系统：
2．在VMWARE软件中安装RHEL4虚拟机时，出现网络连接方式的设置界面，如下图，提供了四个选项：桥接（bridged networking）、NAT（Network Address Translation）、host-only及无需连接。应该选择哪种方式？并解释其他方式的特点。
图 设置网络连接方式
3．根据在Linux系统中的实际操作方法，按实验步骤简要说明Samba服务的设置与测试过程。
4．参考教材中的实践指导部分，在Linux系统环境中安装VMWARE Tools软件，观察安装过程中的交互提示。安装成功后，系统给出了什么提示信息？怎样从VMWARE的VM菜单中设置Windows-Linux共享功能？
六、遇到的问题及解决办法
实验三 Linux RHEL AS4开发基础
一、实验目的
熟悉Linux操作系统开发环境，掌握Linux操作系统中的基本操作命令；掌握Vi编辑器的使用；掌握GCC工具的使用；掌握make及Makefile文件的使用。
掌握建立嵌入式交叉编译环境的方法。
二、实验内容
1. 在Linux操作系统中执行常用的文件命令、目录命令、多用户命令与安全性命令以及其它常用命令；
2. 使用Vi编辑器建立一个hello.c源文件，并存放在指定目录中；
3. 使用GCC工具编译hello.c源文件，并在计算机上执行得到的hello可执行程序；
4. 使用Vi编辑器建立一个Makefile文件，存放在指定目录中。使用make命令重新编译hello.c源文件；
5. 建立嵌入式交叉编译环境；
6. 使用嵌入式交叉编译工具重新编译hello.c源文件，并使用readelf命令查看得到的hello可执行程序的文件头信息；
三、预备知识
了解Linux操作系统的基本操作方法；了解嵌入式系统基本的开发方法。
四、实验设备
1. 硬件环境配置
计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上
内存：1GB及以上
实验设备：UP-NETARM2410-S嵌入式开发平台，J-Link V8仿真器
2. 软件环境配置
操作系统：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2
虚拟机：VMware WorkStation 7
Linux系统：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)
五、实验步骤
1．Shell指令练习
打开Terminal窗口，使用su指令切换到root用户，使用echo指令在屏幕上显示“Experiment 1 on my ARM Course from dztx, zzia.\n Now, Go Go Go!”。
使用pwd指令查看当前路径，使用cd指令切换到/home目录下，再使用ls指令浏览该目录，使用mkdir指令在当前路径下建立zcnet目录及zzia目录，随即使用rmdir指令删除zzia目录。
将当前路径下的readme.txt使用cp指令复制到/home/zcnet目录中，然后，使用cd指令切换进入/home/zcnet目录中，使用ls指令查看readme.txt是否存在。使用mv指令将readme.txt重命名为demo.txt，再使用cat指令查看，然后，使用rm指令将demo.txt删除。
使用who指令、finger指令查看当前用户的登陆信息，使用time指令、data指令显示系统的时间、日期。
将上面指令练习中用到的指令进行分类。
文件命令：
目录命令：
多用户命令与安全性命令：
其它常用命令：
2．使用VI编辑器编写hello.c源代码，并存放在/home/zcnet目录中。然后，使用GCC编译hello.c源代码，并在计算机上运行得到的相应可执行程序。
3．使用VI编辑器编写编译上述hello.c的Makefile源代码，并存放在/home/zcnet目录中。然后，使用make指令编译hello.c源代码，并在计算机上运行得到的相应可执行程序。
4．用Shell指令依次列出实验中嵌入式交叉编译环境的建立步骤，并写出测试安装效果的指令。
使用嵌入式交叉编译工具重新编译hello.c源文件，并使用readelf命令查看得到的hello可执行程序的文件头信息。
使用chmod指令设置hello为可执行程序，在PC机上再次运行hello程序，观察执行情况，并给出相关的分析。
六、遇到的问题及解决办法
实验四 嵌入式系统仿真软件SKYEYE的应用
一、实验目的
熟悉使用嵌入式系统仿真软件SKYEYE开发嵌入式系统的方法。
二、实验内容
1. 安装嵌入式系统仿真软件SKYEYE－1.2.4版本；
2. 安装SKYEYE的测试工具包skyeye-testsuite-2.3.tar.bz2；
3. 使用SKYEYE的配置文件skyeye.conf并测试SKYEYE的执行；
三、预备知识
了解电路专业相关的仿真软件；了解SKYEYE软件基本的应用方法。
四、实验设备
1. 硬件环境配置
计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上
内存：1GB及以上
实验设备：UP-NETARM2410-S嵌入式开发平台，J-Link V8仿真器
2. 软件环境配置
操作系统：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2
虚拟机：VMware WorkStation 7
Linux系统：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)
五、实验步骤
1．根据实际的实验操作过程，列出在安装嵌入式系统仿真软件SKYEYE－1.2.4时用到的各个指令。
2．使用tar指令解压SKYEYE的测试工具包skyeye-testsuite-2.3.tar.bz2，再使用相关指令进入ARM S3C2410A的测试目录，使用cat指令查看skyeye.conf的内容。
列出上述实验过程的具体指令。
3．运行skyeye.exe程序，使用帮助查看常用的参数及相应的格式，在下面写出运行的指令及skyeye.exe的命令行参数格式。
4．在skyeye-testsuite-2.3测试包提供了测试ARM S3C2410A的测试目录，配置文件选用提供的skyeye.conf，使用skyeye.exe程序仿真运行U-Boot程序及Linux内核的运行。
写出实验时的测试步骤，并简单描述U-Boot程序及Linux内核的运行效果。
六、遇到的问题及解决办法
实验五 U-Boot的编译与仿真
一、实验目的
掌握U-Boot的编译，掌握在Skyeye环境下调试U-Boot的方法
二、实验内容
1. 编译引导程序U-Boot；
2. 在Skyeye环境下调试U-Boot；
3. 练习U-Boot的常用命令；
三、预备知识
了解Bootloader程序的原理；了解U-Boot的常用命令。
四、实验设备
1. 硬件环境配置
计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上
内存：1GB及以上
实验设备：UP-NETARM2410-S嵌入式开发平台，J-Link V8仿真器
2. 软件环境配置
操作系统：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2
虚拟机：VMware WorkStation 7
Linux系统：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)
五、实验步骤
1．根据实际的实验操作过程，编译U-Boot，并列出编译U-Boot时用到的各个指令。
2．分析U-Boot编译完成后生成的映像文件，共有几种，分别是哪种格式。
3．编写Skyeye的配置文件，在Skyeye环境下对U-Boot进行仿真，写出仿真U-Boot所使用的指令。
4．练习U-Boot的常用命令，列出三个U-Boot的常用命令并对其功能进行描述。
六、遇到的问题及解决办法
实验六 Linux内核的配置、编译与调试
一、实验目的
掌握Linux内核的配置、编译，掌握在Skyeye环境下调试Linux内核的方法
二、实验内容
1. 配置Linux内核；
2. 编译Linux内核；
3. 在Skyeye环境下调试Linux内核；
三、预备知识
了解Linux2.6版本内核；了解Linux内核的配置过程。
四、实验设备
1. 硬件环境配置
计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上
内存：1GB及以上
实验设备：UP-NETARM2410-S嵌入式开发平台，J-Link V8仿真器
2. 软件环境配置
操作系统：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2
虚拟机：VMware WorkStation 7
Linux系统：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)
五、实验步骤
1．启动内核配置菜单，选择make menuconfig方式进行配置。
列出linux内核的配置方式及每种配置方式的特点，列出启动内核配置菜单所使用的指令。
2．配置linux2.6版本内核，列出基本的配置项目都有哪些。
3．编译Linux内核，列出编译Linux内核所使用的指令，列出编译之后生成的文件及每个文件的用途。
4．编写Skyeye的配置文件，在Skyeye环境下对linux内核进行仿真，列出仿真所使用的指令及所需要的文件。
六、遇到的问题及解决办法
实验七 根文件系统的制作
一、实验目的
掌握BusyBox的编译与安装，掌握根文件系统的制作过程，掌握在Skyeye环境下调试根文件系统的方法
二、实验内容
1. 编译安装BusyBox；
2. 制作根文件系统；
3. 在Skyeye环境下调试根文件系统；
三、预备知识
了解BusyBox；了解根文件系统的相关知识。
四、实验设备
1. 硬件环境配置
计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上
内存：1GB及以上
实验设备：UP-NETARM2410-S嵌入式开发平台，J-Link V8仿真器
2. 软件环境配置
操作系统：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2
虚拟机：VMware WorkStation 7
Linux系统：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)
五、实验步骤
1．配置BusyBox。
列出配置BusyBox所使用的指令及配置的内容。
2．编译与安装BusyBox，列出编译与安装BusyBox所使用的指令。
3．制作根文件系统，列出根文件系统的制作过程。
4．在Skyeye环境下对根文件系统进行仿真，观察输出的提示信息是否与文件etc/motd的内容相符。
六、遇到的问题及解决办法
实验八 嵌入式系统基础应用实作
一、实验目的
掌握向嵌入式开发板中下载U-Boot的方法，掌握Linux内核及根文件系统的烧写方法
二、实验内容
1. 向嵌入式开发平台下载U-Boot；；
2. 向嵌入式开发平台烧写Linux内核；
3. 向嵌入式开发平台烧写根文件系统；
三、预备知识
了解U-Boot下载过程中所用到的工具；了解内核及根文件系统的烧写过程，。
四、实验设备
1. 硬件环境配置
计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上
内存：1GB及以上
实验设备：UP-NETARM2410-S嵌入式开发平台，J-Link V8仿真器
2. 软件环境配置
操作系统：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2
虚拟机：VMware WorkStation 7
Linux系统：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)
五、实验步骤
1．查看Linux系统对mtd_nand Flash存储设备的分区信息。分区信息位于：arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c 或者arch/arm/mach-s3c2410/common-smdk.c源代码中。
2．安装并口驱动
l 首先将并口驱动目录下的GIVEIO.SYS文件复制到C:\WINDOWS\system32\drivers目录下面；
l 然后打开控制面板里的添加硬件，选择“是，我已经连接了此硬件”；
l 下一步，选择添加新的硬件设备；
l 下一步，选择“安装我手动从列表选择的硬件”；
l 下一步，选择“端口（COM和LPT）”；
l 选择从磁盘安装，在路径中选择并口驱动目录下的giveio.ini文件,然后按提示一直进行下去就可以了；
l 最后打开设备管理器，在设备管理器的端口里能看到GIVEIO端口，就表示安装正常了。
3．下载U-BOOT
使用sjf2410-s.exe下载U-BOOT程序到开发板上的存储芯片中。
列出下载U-Boot的过程及所使用的指令
4．设置超级终端
列出所设置超级终端的参数
5．建立tftp服务器
运行loader目录中的tftpd32.exe程序，在windows上建立tftp服务器。
6．烧写内核
列出烧写内核所使用的指令。
7．烧写根文件系统
列出烧写根文件系统所使用的指令。
8．设置启动参数
列出设置启动参数所使用的指令。
六、遇到的问题及解决办法