SPARC高性能處理器集成開發環境及其編譯器設計與實現

　　引言

　　嵌入式系統迅猛發展的今天，廣泛的應用和需求使嵌入式系統的開發不再局限于只能由相關應用領域的專家來完成，各種優秀集成開發環境(IDE，Integration Develop Environment)的出現，大大降低了工程人員的開發門檻[1]，使得嵌入式系統的開發變得相對簡單。目前，嵌入式系統開發使用的開發平臺多種多樣，從ARM公司的SDT到ADS，再到RVDS，以及風河公司的Tornado和其他公司提供的各種專用開發工具;這些IDE一般都是由文件管理器、編譯器、匯編器、鏈接器、調試器等組件和工具組成。在這些開發環境中，編譯程序起著核心作用，鏈接程序、調試程序、程序管理等工具直接依靠編譯程序所產生的結果工作，而且其它工具的構造也常常要用到編譯的原理、方法和技術，因此，IDE與編譯器是密不可分的。

　　本文針對空間SPARC高性能處理器的IDE及其C編譯器進行研究，從而完成SPARC處理器的軟件開發環境的設計和實現。

　　1、處理器體系構架

　　空間SPARC高性能處理器是一款SPARC v8兼容[1] [2] [3]的高性能SoC，它在片上包含整數處理單元，浮點處理單元，獨立的指令和數據Cache，硬件乘法器和除法器，外部可編程輸入端口的中斷控制器，帶有跟蹤緩沖器的硬件調試單元，兩個24位定時器，32個通用I/O接口，一個看門狗，三個串行通信接口，能夠支持PROM、SRAM、SDRAM和I/O映射空間訪問的外部存儲器控制器，具有軟件可控的省電工作模式，具有可實現 PCI主機橋(Host bridge)和從屬橋(Guest bridge)功能的PCI控制器等，只要加上存儲器和與應用相關的外圍電路，就可以構成完整的單板計算機系統。其體系框圖如下所示：

　　2、集成開發環境

　　好的集成開發環境可以提供設計、仿真、驗證、分析、并行開發的能力，嵌入式系統集成開發環境更是整合了各方的資源與一身。由于系統設計的各個環節彼此之間都是有相互聯系的，設計的結果好壞和正確要在仿真和驗證中取得，仿真驗證的數據又可以反過來指導設計，所以說單純的隔離設計中的各個部分的設計是不合理的，集成環境可以為設計者提供這樣一個平臺，使得設計者和驗證者共享數據，彼此之間協同工作使得設計更加的合理。

　　2.1 總體設計

　　嵌入式集成開發環境針對SPARC高性能處理器的軟件系統設計要求和設計能力進行改進，希望能夠提供給用戶和系統開發工程師一個比較完備的、易用的開發工具，其主要功能應包括以下幾個方面：

• 應用程序開發，包括編輯、編譯
• 應用程序調試
• 軟件工程管理
• 軟件仿真環境
• 操作系統配置管理
• 集成環境配置管理

　　集成開發環境的總體設計框圖如下所示：

　　2.2 集成開發環境實現

　　作為高性能控制SPARC高性能處理器的專用集成開發環境，設計實現了軟件開發環境SPE-C，使用C語言做為其編程語言，運用SPARC V8平臺適用的BMSPARC編譯套件，能在本地Win32的環境下運行。

　　它具備集成開發環境所有必要的功能，包括集成的源代碼編輯，工程管理，編譯調試，環境設置等功能，方便用戶基于SPARC v8兼容處理器的應用開發和程序調試。

　　它還具有一般開發環境所普遍具有的易用性和方便性。調試部分功能包括斷點、逐語句/過程運行、查看和修改寄存器堆/存儲器/片上寄存器、指令跟蹤等，實現了調用棧和變量的查看等。

　　SPE-C軟件開發環境實現的主要特點包括：

• 編程語言為C語言
• 支持BMSPARC編譯器
• 集成調試功能
• 新建工程提供系統初始化模版框架
• 提供可供修改的全定制鏈接腳本
• 創建生成文件腳本
• 工程管理，分類函數預覽
• 支持中英文兩種語言
• 文件函數預覽
• 代碼編輯，語法高亮
• 變量屬性提示
• 函數瀏覽及快速檢索，快速定位(文內及工程)及文字替換
• 支持打印及系統統計
• 文件內書簽功能

　　SPE-C軟件開發環境為用戶提供了高效、便捷的開發和調試環境，現在該軟件已經設計完成并通過第三方評測，可以隨時提供給用戶使用。