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MBED的体系结构

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643757107|  楼主 | 2015-12-19 15:31 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
mbed的体系结构
        mBed是ARM公司官方提供的一套用于快速开发ARM架构单片机应用原型的工具集,包括免费的软件库(Software Development Kit,SDK),硬件设计参考(Hardware Development Kit,HDK)和基于Web的在线编译环境(mBed Compiler)三部分具体内容。所以,在不同的上下文中,mBed有可能指的是mBed SDK,也有可能指的是mBed开发板。由于mBed的代码和大部分硬件设计都是以开源(Open Source,permissive Apache 2.0 licence)的方式提供的,再加上它面向的ARM系列单片机具有较高的性价比和广泛的应用基础,所以mBed在世界范围内已经吸引了大量的电子产品开发者,其产业生态链已经初级规模。   
         mBed SDK
       mBed SDK是一个面向C/C++的单片机软件开发框架,它建立在大量牛人开发的代码之上,可以让我们快速地开发各种基于ARM的单片机应用项目。mBed SDK已经帮我们完成了启动代码的编写,相关运行库的封装和单片机外设的抽象,从而使我们抽出更多的时间来关注具体的项目应用。而且,更为关键的是,mBed SDK采用开源的permissive Apache 2.0 licence,从而使我们既可以把它应用于个人学习,也可以应用于商业研发,为日后的产品销售做好准备。
        下面是一个基于mBed SDK开发的LED(发光二极管)闪烁程序,同样的功能,如果我们从头开始编写那可能需要上百行代码,而这里只需要10行,而且代码清晰易懂,更接近人的思维方式,这足以显示mBed SDK的强大:
#include "mbed.h"
DigitalOut myled(LED1);
int main() {
    while(1) {
        myled = 1;
        wait(0.2);
        myled = 0;
        wait(0.2);
    }
}
        mBed SDK当前已经支持大量的单片机,包括NXP公司的LPC11UXX、LPC11XX、LPC11CXX、LPC13XX、LPC23XX、LPC43XX、LPC81X、LPC176X、LPC408X系列,ST公司的STM32F030R8、STM32F103R8、STM32F401RE、STM32L152RE、STM32F4XX系列,FREESCALE公司的MK20D5M、MKL05Z、MKL25Z、MKL46Z系列,NORDIC公司的NRF51822,而且还在不断增加中,当然,即使mBed SDK不支持的单片机,用户也可以自行移植使用,所以mBed SDK具有很大的应用范围。
        虽然mBed官方推荐使用它提供的在线开发工具进行开发,这虽然省去了用户安装开发环境需要的时间,但由于所有的代码都需要放在云端,而且只有联网的计算机才能使用,所以国人并不习惯,这也是mBed迟迟没有在国内流行起来的重要原因,好在国内的SMeshLink公司已经开发出了基于Eclipse和Gcc的离线IDE环境,从而为mBed的国内流行扫清了障碍,当然,如果你要使用的MCU 不支持GCC编译mBed SDK,那就需要自行添加启动文件和链接文件后才能使用,该环境当前主要支持GCC ARM Embedded编译器。
          mBed HDK
         为了方便用户的快速开发,mBed提供了HDK接口设计参考,其核心是通过一个实现统一协议的接口单片机来实现用户的程序上载,代码调试和串口监控,其硬件设计和固件代码都是公开的,但当前只支持有限的几个mcu,包括LPC812M10、LPC1768和LPC11U24,再加上增加接口MCU后硬件的成本会增加,所以用户并没有需要使用该方案来上载程序,我们使用的是串口上载方式,只要有串口就能上载,当然,这样就没有调试功能了。
      mBed Compiler
为了用户开发的方便,mBed官方提供了网页版的开发工具,用户只要有联网的计算机就可以开始基于mBed的开发,在加上mBed的上载方式就是复制,是所有操作系统都支持的操作,所以,理论上来说,用户可以在所有的操作系统上进行开发,包括windows,IOS,Anrdoid及Linux等。mBed Compiler的主要功能如下:
l  代码编辑,包括语法高亮显示,快捷键,撤消/重做,剪切/复制/粘贴,标签,块/行注释,代码格式化等;
l  版本控制,包括代码提交,对比,回溯,分支和合并等功能;
l  代码导入,支持用户导入各种mBed库及应用程序用于修改开发;
l  代码编译,在线工具默认使用ARM RVDS 进行编译,用户可以支持查看编译后flash和ram的使用情况,其编译后的二进制在使用上没有任何显示;

l  导出代码,用户可以把在线工程导出到各类离线编译工具,包括Keil,GCC,IAR等,在导出文件中,mBed库是作为二进制文件提供的,用户代码则还是源代码方式。


沙发
643757107|  楼主 | 2015-12-19 15:33 | 只看该作者
mbed SDK 体系及目录结构
       为了更好地利用mbed sdk进行开发,我们有必要了解一下mbed sdk的设计理念及目录结构。mbed sdk的最大价值在于提供一个面向微处理器硬件的抽象层,从而使用户在开发具体应用时无需了解具体的硬件结构,从这点上来看,用户开发mbed应用程序和开发windows应用程序并无太大的不同,其具体结构如下:


      具体来说,mbed/api目录中存放的是用户需要调用的mbed相关的.h头文件,mbed/commpn目录中存放的是这些.h文件的具体实现,它会调用mbed/hal中的.h文件,而mbed/targets/hal中存放的则是mbed/hal中这些.h文件的具体实现,不同的mcu需要不同的实现,同一mcu不同应用板也需要不同的实现,而mbed/targets/cmsis中存放的则是mcu与外设之间的接口及启动链接文件,其中的代码不但与mcu相关,还有具体的编译器相关,所以同一个mcu下还有多个目录,下图是LPC1768的具体目录树:
   我们现在可以回顾一下前面xBed LPC1768快速入门中的HelloWorld工程,我们可以在eclipsemBedIDE的项目浏览中发现下面的目录结构:  
   


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板凳
643757107|  楼主 | 2015-12-19 15:34 | 只看该作者
其中最引人注目的就是在工程代码中自动添加了mBed SDK的相关代码,该代码的目录结构基本上和原来的一致,只不过这里分成了两大部分,core部分包含的是所有平台(开发板)都一样的代码,而variant部分则包含的是各个平台各个编译器的个性化代码,而用户的代码则在工程的根目录,包括一个和工程同名的头文件和一个CPP文件。我们在后面还会用到mBed提高的扩展库,如以太网库,TF卡库等,这些代码可以通过菜单mBed——>add a library to the selected project来导入,导入后会出现在工程的Libraries目录下。

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地板
ElectronF0| | 2016-5-13 18:13 | 只看该作者
大侠牛人呀 !

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5
ElectronF0| | 2016-5-13 18:16 | 只看该作者
643757107 发表于 2015-12-19 15:34
其中最引人注目的就是在工程代码中自动添加了mBed SDK的相关代码,该代码的目录结构基本上和原来的一致,只 ...

请教个问题:
ST开发板的mbed例程中,BLE、LoRA、Wifi都支持吗 ?

谢谢!

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643757107|  楼主 | 2016-5-17 14:19 | 只看该作者
ElectronF0 发表于 2016-5-13 18:16
请教个问题:
ST开发板的mbed例程中,BLE、LoRA、Wifi都支持吗 ?

只要上面有MBED标志的,都是支持这个系统的,只要在这个系统上的都会被制裁。

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7
643757107|  楼主 | 2016-5-17 14:20 | 只看该作者

刚刚入门而已,大家一起加油吧

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8
稳稳の幸福| | 2016-5-17 21:17 | 只看该作者
是不是内部已经集成了好多函数了,直接用,那么如何做到细节设置呢,比如串口的操作

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9
稳稳の幸福| | 2016-5-17 21:17 | 只看该作者
mbed sdk的最大价值在于提供一个面向微处理器硬件的抽象层,还是高度抽象的。

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643757107|  楼主 | 2016-5-18 09:55 | 只看该作者
MBED还在陆续的支持更多的ARM核心的单片机,ARM想通过这个系统统一所有的ARM核心的开发。

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18378401409| | 2016-6-4 17:58 | 只看该作者

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643757107|  楼主 | 2016-6-29 12:43 | 只看该作者
最近收到过几次更新的邮件,应该有什么新玩意儿了。

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