SPARC高性能处理器集成开发环境及其编译器设计与实现

　　引言

　　嵌入式系统迅猛发展的今天，广泛的应用和需求使嵌入式系统的开发不再局限于只能由相关应用领域的专家来完成，各种优秀集成开发环境(IDE，Integration Develop Environment)的出现，大大降低了工程人员的开发门槛[1]，使得嵌入式系统的开发变得相对简单。目前，嵌入式系统开发使用的开发平台多种多样，从ARM公司的SDT到ADS，再到RVDS，以及风河公司的Tornado和其他公司提供的各种专用开发工具;这些IDE一般都是由文件管理器、编译器、汇编器、链接器、调试器等组件和工具组成。在这些开发环境中，编译程序起着核心作用，链接程序、调试程序、程序管理等工具直接依靠编译程序所产生的结果工作，而且其它工具的构造也常常要用到编译的原理、方法和技术，因此，IDE与编译器是密不可分的。

　　本文针对空间SPARC高性能处理器的IDE及其C编译器进行研究，从而完成SPARC处理器的软件开发环境的设计和实现。

　　1、处理器体系构架

　　空间SPARC高性能处理器是一款SPARC v8兼容[1] [2] [3]的高性能SoC，它在片上包含整数处理单元，浮点处理单元，独立的指令和数据Cache，硬件乘法器和除法器，外部可编程输入端口的中断控制器，带有跟踪缓冲器的硬件调试单元，两个24位定时器，32个通用I/O接口，一个看门狗，三个串行通信接口，能够支持PROM、SRAM、SDRAM和I/O映射空间访问的外部存储器控制器，具有软件可控的省电工作模式，具有可实现 PCI主机桥(Host bridge)和从属桥(Guest bridge)功能的PCI控制器等，只要加上存储器和与应用相关的外围电路，就可以构成完整的单板计算机系统。其体系框图如下所示：

　　2、集成开发环境

　　好的集成开发环境可以提供设计、仿真、验证、分析、并行开发的能力，嵌入式系统集成开发环境更是整合了各方的资源与一身。由于系统设计的各个环节彼此之间都是有相互联系的，设计的结果好坏和正确要在仿真和验证中取得，仿真验证的数据又可以反过来指导设计，所以说单纯的隔离设计中的各个部分的设计是不合理的，集成环境可以为设计者提供这样一个平台，使得设计者和验证者共享数据，彼此之间协同工作使得设计更加的合理。

　　2.1 总体设计

　　嵌入式集成开发环境针对SPARC高性能处理器的软件系统设计要求和设计能力进行改进，希望能够提供给用户和系统开发工程师一个比较完备的、易用的开发工具，其主要功能应包括以下几个方面：

• 应用程序开发，包括编辑、编译
• 应用程序调试
• 软件工程管理
• 软件仿真环境
• 操作系统配置管理
• 集成环境配置管理

　　集成开发环境的总体设计框图如下所示：

　　2.2 集成开发环境实现

　　作为高性能控制SPARC高性能处理器的专用集成开发环境，设计实现了软件开发环境SPE-C，使用C语言做为其编程语言，运用SPARC V8平台适用的BMSPARC编译套件，能在本地Win32的环境下运行。

　　它具备集成开发环境所有必要的功能，包括集成的源代码编辑，工程管理，编译调试，环境设置等功能，方便用户基于SPARC v8兼容处理器的应用开发和程序调试。

　　它还具有一般开发环境所普遍具有的易用性和方便性。调试部分功能包括断点、逐语句/过程运行、查看和修改寄存器堆/存储器/片上寄存器、指令跟踪等，实现了调用栈和变量的查看等。

　　SPE-C软件开发环境实现的主要特点包括：

• 编程语言为C语言
• 支持BMSPARC编译器
• 集成调试功能
• 新建工程提供系统初始化模版框架
• 提供可供修改的全定制链接脚本
• 创建生成文件脚本
• 工程管理，分类函数预览
• 支持中英文两种语言
• 文件函数预览
• 代码编辑，语法高亮
• 变量属性提示
• 函数浏览及快速检索，快速定位(文内及工程)及文字替换
• 支持打印及系统统计
• 文件内书签功能

　　SPE-C软件开发环境为用户提供了高效、便捷的开发和调试环境，现在该软件已经设计完成并通过第三方评测，可以随时提供给用户使用。