基于GDB的嵌入式系统调试与开发环境构建

本文档主要探讨了基于GNU Debugger (GDB) 的嵌入式系统集成开发环境的研发。作者曲蕾在太原理工大学攻读控制理论与控制工程硕士学位期间，针对DSP+ARM结构的TM320VC5471评估板（EVM）作为目标平台，进行了深入研究。 首先，作者强调了嵌入式计算机系统在现代社会中的重要性，特别是随着半导体技术的进步，嵌入式处理器的片内资源日益复杂，使得没有操作系统支持的裸机难以高效运作。因此，一个高效且易于使用的集成开发环境对于嵌入式系统的移植和应用开发至关重要。 研究的核心是构建一个基于GDB的嵌入式系统集成开发环境。这个环境包括以下几个关键组件： 1. **主机调试环境配置**：利用开源的GDB工具，为主机系统设置调试设施，确保与目标板的有效通信。 2. **串行通信机制**：搭建主机与目标板之间的通信桥梁，以便进行数据交换和调试命令的传输。 3. **STUB模块**：研究并开发了嵌入式系统远端调试模块STUB，整合了目标板时钟驱动、键盘控制、液晶显示和Flash存储器驱动等必要功能。 4. **通用功能实现**：提供高级语言的交叉编译、调试支持、应用程序下载和装入、在线资源监控以及单步执行和断点设置等功能。 其中，GDB-STUB调试模型是整个集成开发环境的关键部分，它的可移植性很高，可以直接应用于其他嵌入式处理器，如ARM9、MIPS和POWERPC等，无需过多的修改。 为了验证开发环境的实际效能，作者进一步进行了嵌入式操作系统uClinux的移植工作。通过集成开发环境，对Linux内核进行资源管理和裁剪，编写makefile文件，实现内核的交叉编译和下载。然后，利用GDB的基本调试方法对uClinux内核进行调试和错误修正，从而成功完成了uClinux的移植。 最后，本文的关键词涵盖了嵌入式系统、GDB、集成开发环境和uClinux，总结了研究的主要内容和成果。整个研究展示了如何利用GDB构建强大的嵌入式系统开发工具，以满足不断增长的嵌入式系统开发需求。