SPARC V8 ( Sc a l a b l e Pr o c e s s o rArchitecture V8)是Sun Microsystems 提出的一種32位RISC微處理器結構，此結構的處理器具有指令系統簡單、采用硬布線控制邏輯、處理能力強、速度快、可靠性高等特點，基于這些特點，SPARC結構處理器現在被廣泛地應用于UNIX工作站、服務器等穩定性要求很高的環境中。隨著SPARC V8結構處理器越來越廣泛的應用，如何搭建此結構微處理器的軟件和硬件開發環境是一個值得研究的課題，本文中詳細地闡述了開發環境的硬件平臺設計方案和軟件集成開發環境設計思路。
SPARC V8結構嵌入式微處理器的硬件開發環境設計硬件開發環境以微處理器為核心，根據其內部結構特點可將外圍電路分為BOOT ROM、PROGRAM ROM、SRAM、RS232 接口、復位電路、鍵盤接口和320*240液晶接口等部分，下面對硬件開發板的幾個重要電路模塊進行分析：RAM存儲器部分：SPARC V8結構微處理器的數據總線為32位，地址總線為28根，有4個RAM 通道，每個通道的最大尋址空間為256Mbyte，使用時需要根據外圍SRAM的容量在處理器寄存器相應位中設置每個通道容量大小，處理器根據不同的地址產生相應通道片選信號。本硬件開發板根據實際的應用需求使用了RAM通道1和RAM通道2，每個RAM通道使用2片16位的SRAM用于存儲計算數據，使用1片用于存儲8位校驗碼數據PD0-PD7。
ROM存儲器部分: SPARC V8結構處理器具有2個ROM通道，每個通道的最大尋址空間同樣為256Mbyte，但每個通道的容量不需在Memory Register中設置，它的2個ROM通道的地址范圍被固定。基于這種特點，本開發板分別使用2個16位FLASH將ROM通道1作為存放引導系統啟動程序的BOOT ROM，將通道2作為存儲操作系統和應用程序的PROGRAM ROM。顯示電路部分：液晶顯示器作為主要的I/O設備，采用320*240分辨率的LCD，使用SED1335控制器進行顯示控制，并由MC34063電路產生負電源用于LCD對比度的調節。數據輸入部分：將標準的PS2鍵盤作為硬件開發板的輸入設備，利用AT89C52單片機設計的鍵盤控制芯片對PS2鍵盤輸出數據進行采集和處理，最終將處理后的鍵盤編碼數據傳送給微處理器。
根據上述的分析，硬件開發板的原理框圖如圖1所示。硬件開發板的如下圖所示
SPARC V8結構嵌入式微處理器的軟件集成開發環境總體設計
一個好的設計應該是在參考已有優秀系統的前提下，根據自身的特點和需求來定制的，這種設計思路在設計中已經被廣泛使用。在設計軟件集成開發環境時也是采用了這種方式，在參考了將操作系統、開發工具、仿真工具和分析工具于一身的相應開發環境之后，結合實際的設計要求和設計能力，將微處理器的軟件集成開發環境分成如下幾個部分：
● 工程管理環境
● 集成軟件開發環境
● 嵌入式系統調試環境
● 嵌入式系統編譯環境
● 軟件資源可配置環境
將軟件集成開發環境分成三個層次，具體的功能如圖3所示：
軟件集成開發環境的詳細設計
軟件集成開發環境管理層設計
工程管理：一般的集成開發環境如VC、VB等，這些開發環境是針對桌面系統完成的，它的工程管理能力只限于文件級別管理，但嵌入式系統的功能管理則要求更高些，因為嵌入式系統開發還涉及到目標系統的配置與管理，不同的工程是針對不同目標系統開發出的，不同目標系統開發的嵌入式軟件的很多屬性，例如編譯器屬性、輸出路徑、編譯環境路徑等都是不同的，在工程管理中都要提供給用戶可以修改這些工程屬性的能力，所以基于這些考慮，開發環境的工程管理采用了工程文件的形式。集成環境配置：軟件集成開發環境有很多的屬性，例如編輯框屬性、任務欄屬性、顯示的屬性、使用語言等等都要進行設置，這就要求在軟件集成開發環境中有這樣的選項，環境中應包括的編輯框、工程管理框、調試框、任務欄等一些可視控件的屬性都可以在這里進行設置，如圖4所示。軟件開發層設計軟件集成開發環境設計是為了給系統開發和系統驗證工程師提供一個有效的開發和驗證工具平臺，為使設計者能夠快速、有效地開發出嵌入式程序提供有效的支持，以提高嵌入式應用系統開發效率。由于單板測試程序沒有操作系統的支持，它們運行的時候要有其它的支持庫支持才能運行，將支持庫封裝到集成開發環境中，包括一些系統運行的頭文件，系統初始化文件和軟件運行的時候陷阱處理程序等，在開發者開發的時候就不用考慮這些問題，而將注意力集中到軟件設計中去。
調試環境設計
調試方式一般從距離主機的位置可以分為：基于主機的調試、遠程調試兩種。前者調試是基于桌面系統的指令集模擬器，如ARM的SKYEYES、SPARC 的TSIM和ATI的MNT等。調試方法都是將編譯好的程序下載到模擬器上，在模擬器上運行程序，并在模擬器上對程序進行調試，這樣調試的好處就是加快項目進度和減少資金，缺點是在模擬器上可以運行的程序在實際的硬件中并不一定就能運行成功。后者是利用通訊某種通訊方式如網口、串口、JTAG口等連接上位機和目標機，利用在上位機的代理軟件和目標機上的monitor監控程序通過某種通訊協議來完成彼此之間的通訊，從而達到調試目的，這種調試方式是基于硬件本身的，得到的調試信息準確有效，所以本文中的軟件開發環境就采用了這種遠程調試模式。在設計中，軟件開發環境的調試任務通過第三方軟件來完成，此軟件包括：① Gdbtk--gdb調試軟件前端圖形界面(圖5);② Remotedebugging monitor ---gdb調試監控軟件工具。將這個調試環境整合到軟件集成開發環境中，這樣用戶可以隨時調用調試工具，在其界面上進行各種調試工作。在硬件開發板的BOOT ROM中存放著bootloader程序，此程序通過開發板上的串口與上位機的串口調試軟件建立交互通道，完成程序下載、程序運行、顯示存儲器空間內容、執行monitor監控程序等操作。當我們運行了目標機上monitor監控程序后，這個程序在目標機上建立調試環境，當用戶運行調試環境調試自己的程序時，monitor監控程序作為后臺程序運行在目標機上Monitor監控程序按照指定串行協議接收上位機發來的命令，做出相應處理之后，將收集的調試信息發回到上位機，最后顯示在調試界面上。整個過程可由圖7來表示。
編譯環境設計
在設計軟件集成開發環境的編譯環境時，采用Gnu提供的整套對SPARC處理器的編譯環境：
① binutils 二進制文件處理工具binutils包主要包括了一些輔助開發工具，如objdump反匯編器，readelf顯示elf文件、段信息，strip將不必要的代碼去掉以減少可執行文件的大小，這些工具主要用于開發的初期，特別是在調試移植操作系統的時候。
?、?GCC編譯器
gcc是gnu collection compiler的簡稱，它可以編譯匯編、c、pascal、java等多種語言，而且還支持很多硬件開發平臺，通過對gcc源碼的編譯，其可以成為交叉編譯工具。
③ Glibc鏈接、運行庫
在集成編譯環境時，使用內含編譯環境的方式，即將SPARC的編譯環境集成在集成開發環境中，成為開發環境的一部分的方式來完成的，可以在集成環境工程選項中進行詳細配置，在集成環境中添加編譯器文件夾，用連接的方式將編譯環境鏈接到集成開發環境中來。
結論
本文詳細地闡述了基于SPARC V8結構的高性能32位RISC嵌入式微處理器的軟、硬件集成開發環境的設計思路，經過實際工程應用證明系統運行良好，本文對指導類似工程項目的研究有著積極意義。