Pro používání procesorů ARM je nejlepší pracovat v operačním systému Linux, proto následující návod popisuje instalaci a využití nástrojů pro práci s ARM v tomto systému. Postup instalace Linuxu.

Veškeré zde užité programové vybavení je dostupné zdarma.

Jako volně dostupný kompilátor se může použít GNU C Compiler, dostupný v git repositáři gcc-arm-embedded.

Pro instalaci do Ubuntu je možné využít před připravené deb balíčky. PPA repositář zatím funguje pouze pro Ubuntu 12.04

sudo add-apt-repository ppa:terry.guo/gcc-arm-embedded
sudo apt-get update
sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi

V terminálu je potřeba se nacházet ve složce, kde se nachází soubory potřebné pro kompilaci a následně stačí zadat příkaz MAKE

Programovací prostředí v kterém je vytvářen zdrojový kód. Mezi uživateli jsou nejoblíbenější následující dvě volby. Jinak lze ale zdrojový kód psát v libovolném textovém editoru.

Je placený editor pro linux mezi jeho vyjímečné vlastnosti patří například náhled celého zdrojového kódu.

Ubuntu PPA repository

Jde o velmi rozřířený editor, jehož výhodou je, že běží na více platformách a mohou ho tedy používat i uživatelé windows.

Code::Blocks

sudo apt-get install codeblocks

Protože nastavení a obsluha některých periferií mikroprocesorů ARM je nyní už velmi komplikovaná, je žádoucí si ušetřit práci a čas při vývoji, knihovnami, které již obsahují základní operace.

Úplná proprietární knihovna od STMicroelectronics, která však nemá příliš pohodlné programovací rozhraní a zabírá hodně prostoru ve výsledném programu.

Dostupná ke stažení na stránkách STMicroelectronics.

Nová open-source knihovna, prostorově úsporná a s lepším rozhraním, která je ale zatím neúplná (avšak pod aktivním vývojem).

Webové stránky projektu

Po přeložení zdrojového kódu je potřeba výsledný binární program zapsat do FLASH paměti mikroprocesoru. To lze udělat několika způsoby. Podle toho, jaký konkrétní procesor ARM máme a jak je konstruovaná elektronika ve které je procesor osazený.

Užití bootloaderu je výhodné v případech, kdy nechceme používat žádný přídavný programovací hardware a nepotřebujeme pokročilé vývojové funkce, jako například debugger. Procesory ARM STM32F103 umí používat sériový bootloader přes UART. Procesory řady STM32F107 umožňují použití i bootloaderu na USB.

Pro aktivaci bootloaderu držte tlačítko BOOT, zmáčkněte tlačítka RESET a poté hned pusťte tlačítko BOOT. S bootloaderem se může komunikovat přes USB nebo přes UART (např. programem stm32flash). Pro nahrávání firmware přes USB je vhodný program dfu-util, který existuje pro Linux, Mac OS i Windows.

Pro použití sériového bootloaderu je třeba modul připojit na seriovou linku. V případě použití modulu USB232R01B stačí mít zapojené pouze RXD a TXD následovně:

Ostatní signály DTR a RTS si na modulu zapojují profesionálové, kteří nechtějí mačkat tlačítka pří každém uploadu :) (Tato funkce vyžaduje upravený stm32flash, který se však asi podařilo ztratit)

svn checkout http://stm32flash.googlecode.com/svn/trunk/ stm32flash-read-only
cd stm32flash-read-only
make
sudo make install

Příklad použití:

sudo stm32flash /dev/ttyUSB0

stm32flash - http://stm32flash.googlecode.com/

Serial Config: 57600 8E1
Version      : 0x20
Option 1     : 0x00
Option 2     : 0x00
Device ID    : 0x0418 (Connectivity line)
RAM          : 64KiB  (4096b reserved by bootloader)
Flash        : 256KiB (sector size: 2x2048)
Option RAM   : 15b
System RAM   : 18KiB

Resetting device... done.

Nahravani programu vypada napriklad takto:

$ ./stm32flash -w ./bin/LED_Blink.hex -v -g 0x0 /dev/ttyUSB0 
stm32flash - http://stm32flash.googlecode.com/

Using Parser : Intel HEX
Serial Config: 57600 8E1
Version      : 0x22
Option 1     : 0x00
Option 2     : 0x00
Device ID    : 0x0414 (High-density)
RAM          : 64KiB  (512b reserved by bootloader) 
Flash        : 512KiB (sector size: 2x2048)
Option RAM   : 15b
System RAM   : 2KiB

Wrote and verified address 0x08000c48 (100.00%) Done. 
Starting execution at address 0x08000000... done.

dfu-util je program, který umožní do procesorů ARM STM32F107 nahrávat firmware USB bootloaderem.

Pro aktivaci bootloaderu přes USB musíte připojit +3,3 V na nožičku PA9. Spuštění bootloaderu se provádí tlačítky: stiskni RESET, stiskni BOOT, pusť RESET, pusť BOOT.

Dávka pro volání dfu-util pro platformu Windows a přeložená verze dfu-util bez potřeby dalších knihoven je zde uložena v dokumentační složce modulu STM32F10xRxT01A. Pod Windows je ještě nutné nainstalovat nějakou verzi usblib. To nejsnáze uděláte programem zadig. V průběhu instalace usblib musíte mít procesor v DFU módu (viz sekvence tlačítek výše).

Příklad volání dfu-util:

dfu-util -d 0483:df11 -a 0 -D ./bin/blik.bin -s 0x8000000:leave

Popis parametrů příkazu

1. 0483:df11 - identifikátor zařízení na USB (získáno přes lsusb)
2. 0x8000000:leave - začátek flash paměti MCU.

Nahrání firmware si můžete vyzkoušet pomocí tohoto vzorového bináru, který z procesoru STM32F107 udělá USB HID myš, která opisuje kolečko: STM32F107_mouse.bin

Jtag lze použít téměř s libovolným ARM mikroprocesorem.

K programování přes JTAG se potřebuje externí programátor. Na modulu STM32F10xRxT01A jsou JTAG dráty vyvedeny na zvláštním konektoru (J51). Jako externí programátor může být využit například modul JTAGFT2232V02A

Programovat lze např. otevřeným programem OpenOCD, který podporuje většinu používaných JTAG programátorů a umí vytvořit back-end pro GDB, takže podporuje i debugování.

OpenOCD má v Ubuntu sice nativně podporované balíčky, ale jejich verze je obvykle značně opožděna za současným vývojem. Proto je lepší si zkompilovat aktualní verzi..

sudo apt-get install libtool git gcc automake libftdi-dev texinfo
git clone git://git.code.sf.net/p/openocd/code openocd-code
cd openocd-code/
./bootstrap
./configure --enable-maintainer-mode --disable-werror --enable-ft2232_libftdi
make
sudo make install

Tím máme v systému naistalováno OpenOCD. Pokud jej budeme chtít odinstalovat, použije se příkaz

sudo make uninstall

Pokud máme k počítači připojený modul JTAGFT2232V02A s nahraným schématem v FPGA, tak se můžeme připojit k nějakému ARMu.

sudo openocd -f "interface/busblaster.cfg" -f "target/stm32f1x.cfg"

Open On-Chip Debugger 0.7.0-rc1-dev-00011-gd9ba56c (2013-04-28-11:46)
Licensed under GNU GPL v2
For bug reports, read
	http://openocd.sourceforge.net/doc/doxygen/bugs.html
Info : only one transport option; autoselect 'jtag'
adapter speed: 1000 kHz
adapter_nsrst_delay: 100
jtag_ntrst_delay: 100
cortex_m3 reset_config sysresetreq
Info : max TCK change to: 30000 kHz
Info : clock speed 1000 kHz
Info : JTAG tap: stm32f1x.cpu tap/device found: 0x3ba00477 (mfg: 0x23b, part: 0xba00, ver: 0x3)
Info : JTAG tap: stm32f1x.bs tap/device found: 0x16410041 (mfg: 0x020, part: 0x6410, ver: 0x1)
Info : stm32f1x.cpu: hardware has 6 breakpoints, 4 watchpoints

OpenOCD teď vytvořilo server ke kterému se můžeme přípojit přes telnet

telnet localhost 4444

Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
Open On-Chip Debugger
> 

Webová stránka projektu

Jde o základní relaltime operační systém s HAL zjednodušující práci s mikroprocesorem. Pro snazší práci byla vytvorena kofigurace Chibios přímo pro modul s ARM dostupná je na githubu

Další programová dokumentace je dostupná ChibiOS/RT

#include <ch.h>
#include <hal.h>

int main(void) {

        halInit();
        chSysInit();

        while (TRUE) {
                palTogglePad(GPIOB, GPIOB_LED1);
                chThdSleepMilliseconds(250);

        }
}