MDK介绍及其使用

一文教你使用MDK开发工具-CSDN博客

MDK、KEIL、uVision 之间的区别

MDK（ Microcontroller Development Kit ），也称 MDK-ARM 、KEIL MDK、KEIL For ARM，都是同一个东西。ARM 公司现在统一使用 MDK-ARM 的称呼，MDK 的设备数据库中有很多厂商的芯片，是专为微控制器开发的一款工具，为满足基于 MCU 进行嵌入式软件开发的工程师需求而设计，支持 ARM7，ARM9，Cortex-M4/M3/M1，Cortex-R0/R3/R4 等 ARM 微控制器内核。KEIL 是公司的名称，有时候也指 KEIL 公司的所有软件开发工具。Keil 公司在2005年被 ARM 公司收购。

uVision 是 KEIL 公司开发的一个集成开发环境（IDE）。它包括工程管理，源代码编辑，编译设置，下载调试和模拟仿真等功能，uVision 有 uVision2、uVision3、uVision4 和 uVision5 四个版本，目前最新的版本是 uVision5。它提供一个环境，让开发者易于操作。uVision 通用于 KEIL 的开发工具中，例如 MDK，PK51，PK166，DK251等。

armclang

就是俗称的AC6 armclang是ARM公司提供的一款C/C++编译器，专门用于为ARM架构的处理器生成高性能代码。该编译器通常与ARM的其他工具链一起使用，适合嵌入式系统开发。

请注意，确保在项目中使用合适的工具和版本，并根据需求查阅最新的文档。

OpenOCD

跟我一起学OpenOCD(一) - 知乎 (zhihu.com)

OpenOCD是一个开源的调试/编程工具，主要用于嵌入式系统，它支持多种硬件设备和调试协议，如JTAG和SWD。它通常与GNU工具链结合使用，可以为开发人员提供硬件调试和烧录固件的功能。

Ozone

Ozone使用介绍-基础功能 - 开发环境 - 硬汉嵌入式论坛 - Powered by Discuz! (armbbs.cn)

MinGW

mingw 是一个为 Microsoft Windows 平台编译和运行 Unix 程序的工具套装，它提供了类似于 Unix 环境下的编译器、链接器等工具，以便在 Windows 平台上开发使用 GCC（GNU 编译器集合）和其他开源 Unix 工具的软件。

LLVM

LLVM基本概念入门 - 知乎

来自于百度百科的解释

• LLVM 命名最早源自于底层虚拟机（Low Level Virtual Machine）的缩写，由于命名带来的混乱，LLVM就是该项目的全称。LLVM 核心库提供了与编译器相关的支持，可以作为多种语言编译器的后台来使用。能够进行程序语言的编译器优化、链接优化、在线编译优化、代码生成。LLVM的项目是一个模块化和可重复使用的编译器和工具技术的集合。

现在的LLVM是一个编译器框架。LLVM作为编译器框架，是需要各种功能模块支撑起来的，你可以将clang和lld都看做是LLVM的组成部分，框架的意思是，你可以基于LLVM提供的功能开发自己的模块，并集成在LLVM系统上，增加它的功能，或者就单纯自己开发软件工具，而利用LLVM来支撑底层实现。LLVM由一些库和工具组成，正因为它的这种设计思想，使它可以很容易和IDE集成（因为IDE软件可以直接调用库来实现一些如静态检查这些功能），也很容易构建生成各种功能的工具（因为新的工具只需要调用需要的库就行）

arm-none-eabi-gcc

arm-none-eabi-gcc 是一个专为 ARM 架构的嵌入式系统设计的 GCC 编译器版本。它可以生成裸机代码，适用于没有操作系统的应用程序。开发者常用它来编译针对 ARM Cortex 和其他 ARM 设备的软件。

arm-none-eabi-gcc 和 armclang的区别

arm-none-eabi-gcc 和 armclang 是两种不同的编译工具链，主要用于嵌入式系统中基于 ARM 处理器的代码编译。它们之间存在一些关键的区别，以下是它们各自的特点及区别的简要概述：

1. 开发者和背景：

   • arm-none-eabi-gcc: 是 GNU 编译器集合（GCC）的一个变体，专门用于 ARM 处理器。这个工具链是开源的，由 GNU 项目支持。
   • armclang: 是 ARM 公司推出的编译器，属于 ARM Compiler 工具链的一部分。ARM Compiler 6及更高版本基于开源的 LLVM/Clang 技术，但包含许多 ARM 提供的专有优化和扩展。

2. 编译技术和优化：

   • arm-none-eabi-gcc: 利用 GCC 的优化技术，提供了广泛的架构支持和成熟的优化方法。
   • armclang: 使用 LLVM 编译技术框架，通常提供更现代的优化策略和更好的代码生成质量，尤其是在 C++ 的高级特性支持方面。

3. 语言支持：

   • 两者都支持主要的编程语言如 C 和 C++。但是，由于 ARM Compiler 包括来自 LLVM/Clang 的优势，armclang 可能在支持最新 C++ 标准方面有更好的表现。

4. 调试和错误信息：

   • armclang 通常提供更详细的错误和警告信息，这可以使调试过程更加高效。
   • arm-none-eabi-gcc 的错误信息较为传统，但由于广泛使用，网上有大量关于其调试的资源和社区支持。

5. 生态系统和集成：

   • arm-none-eabi-gcc 由于是开源和免费，被广泛应用于多种开发环境和项目中。其生态系统非常成熟，有大量的第三方库和工具支持。
   • armclang 尽管集成了许多 ARM 特定的优化，但作为商业产品，可能在使用上不如 GCC 灵活，特别是在版权和许可证管理方面。

6. 性能：

   • 性能比较并不绝对，依赖于具体的应用场景和代码特性。在某些情况下，armclang 生成的代码运行效率更高，而在其他情况下，arm-none-eabi-gcc 可能表现得更好。

在选择哪一个编译器进行项目开发时，需要考虑多个因素，如团队的熟悉度、项目需求对优化的依赖程度、成本（尤其是 armclang 可能涉及的许可成本）以及与其他工具的兼容性等。

clangd

clangd是llvm项目推出的C++语言服务器，通过LSP(Language Server Protocal)协议向编辑器如vscode/vim/emacs提供语法补全、错误检测、跳转、格式化等等功能。C++的LSP曾经是cquery, ccls, clangd三足鼎立。但是clangd支持clang-tidy实时检查的功能是另外两者不具备的，而且cquery和ccls都是单个开发者主导的项目，clangd背后则是有llvm的背书。目前来看，“姓赵”的clangd在这场c++ lsp赛跑中已经有了不小的领先优势。

VScode的IntelliSense

IntelliSense 是 VS Code 提供的智能代码补全和理解功能，它结合了代码补全、参数信息、快速信息和成员列表等功能，极大地提高了开发效率。

IntelliSense 的核心组成

1. 代码补全 (Code Completion)
   • 输入时自动显示建议列表
   • 包含变量、函数、类、方法等
   • 支持模糊匹配 (如输入 fs.rm 可匹配 fs.rmdir)
2. 参数提示 (Parameter Hints)
   • 显示函数参数信息
   • 当前参数位置高亮显示
   • 函数重载时可通过箭头切换
3. 快速信息 (Quick Info)
   • 悬停时显示符号定义
   • 包含文档注释、类型信息等
4. 错误检查 (Error Checking)
   • 实时语法检查
   • 类型错误检测
   • 未定义符号提示

IntelliSense 的工作原理

VS Code 通过以下方式提供 IntelliSense：

1. 基于词法分析：简单的文本匹配补全
2. 基于语言服务器协议 (LSP)：通过语言服务器获取深度分析
3. 基于 TypeScript/JavaScript 的 TS Server：专为 JS/TS 优化
4. 基于标签 (Tag Parser)：如 C/C++ 扩展使用的方案

交叉编译器

在一种计算机环境中运行的编译程序，能编译出在另外一种环境下运行的代码，这个编译过程就叫交叉编译.简单地说，就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码

arm 交叉编译器各种gcc 傻傻分不清楚：gnueabi,gnueabhf,none-eaib - 知乎

交叉编译工具链的命名规范

arch [-vendor] [-os] [-(gnu)eabi]

arch : 架构的意思，如ARM ，MIPS

vendor： 工具链的提供厂商

os： 支持的操作系统

eabi：嵌入式应用二进制接口（Embedded Application Binary Interface）

arm gcc还分为 是否支持操作系统 支持操作系统： arm-none-linux-eabi-gcc 不支持操作系统： arm-none-eabi-gcc none表示vendor是none，也就是不属于某一公司的 （更多的解释是none是指无操作系统）

ABI 和 EABI

ABI：二进制应用程序接口(Application Binary Interface (ABI) for the ARM Architecture)。在计算机中，应用二进制接口描述了应用程序（或者其他类型）和操作系统之间或其他应用程序的低级接口。

EABI：嵌入式ABI。嵌入式应用二进制接口指定了文件格式、数据类型、寄存器使用、堆积组织优化和在一个嵌入式软件中的参数的标准约定。开发者使用自己的汇编语言也可以使用 EABI 作为与兼容的编译器生成的汇编语言的接口。

两者主要区别是，ABI是计算机上的，EABI是嵌入式平台上（如ARM，MIPS等）

ninja，make，cmake

cmake

cmake是一个生成 .ninja 和 .makefile 的工具。cmake只需要用户通过对源码文件的简单描述（就是CMakeLists.txt文件），就能自动生成一个project的makefile文件或者ninja文件，然后就可以通过ninja或者make进行启动编译了，很多IDE都在用cmake作为项目管理工具。

make与ninja

make功能强大，可以给人看，ninja启动速度快，项目构建速度快，但不是给人看的 可以认为两者同级。

层级关系

1. 开发者层：编写CMakeLists.txt定义构建规则
2. 生成器层：CMake解析配置，生成底层构建文件
3. 执行器层：Make/Ninja执行具体构建命令
4. 工具链层：编译器(如gcc)、链接器等实际执行编译

HAL库（Hardware Abstraction Layer 硬件抽象层库）

1. 核心定义与归属

HAL 库是 STMicroelectronics（意法半导体） 为自家 STM32 系列微控制器（MCU） 量身打造的底层软件库，是 STM32 生态中核心的开发工具之一，基于 ARM 的 CMSIS 标准构建。

2. 核心组成模块

• 外设驱动模块：覆盖 STM32 所有常用外设（GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DAC、定时器、DMA、CAN、USB 等），每个外设都封装了完整的操作接口（初始化、配置、数据收发 / 采集、中断处理等）。
• 系统级功能模块：包含时钟树配置（HAL_RCC_XXX 系列函数）、中断控制器配置、低功耗模式（睡眠 / 停机 / 待机）管理、复位处理等核心系统功能。
• 工具链适配模块：兼容主流开发环境（STM32CubeIDE、Keil MDK、IAR EWARM），支持与 STM32CubeMX（图形化配置工具）联动，可自动生成初始化代码，大幅减少手动编码工作量。
• 辅助功能模块：提供延时函数（HAL_Delay）、错误处理机制、外设状态查询等通用工具函数，提升开发便捷性。

CMSIS（Cortex Microcontroller Software Interface Standard）

1. 核心定义与归属

CMSIS 是 ARM 公司 制定的 行业统一软件接口标准（注意：不是具体的软件库，而是 “规范 / 协议”），面向所有基于 ARM Cortex-M 内核（M0/M0+/M3/M4/M7 等）的微控制器，所有主流 MCU 厂商（ST、NXP、Microchip、TI、瑞萨等）均需遵循该标准。

2. 核心组成模块（关键子规范）

• CMSIS-Core（内核核心层）：最基础、最核心的模块，定义了：
  • 内核寄存器的统一访问接口（如 NVIC 中断控制器、Systick 定时器、MPU 内存保护单元的配置函数）；
  • 系统初始化函数（SystemInit()）、时钟配置接口，统一不同厂商 Cortex-M MCU 的内核启动流程；
  • 内核状态查询、中断优先级管理等通用 API，避免开发者直接操作内核寄存器导致的兼容性问题。
• CMSIS-Driver（外设驱动接口层）：定义了外设驱动的统一接口模板（如 UART、SPI、GPIO、ADC 等），厂商需按该模板实现驱动函数（如UART_Transmit、SPI_Receive），确保不同厂商的外设驱动接口一致。
• CMSIS-RTOS（实时操作系统接口层）：定义了 RTOS 的统一 API 规范（如任务创建、信号量、消息队列、定时器等），主流 RTOS（FreeRTOS、RTX5、μC/OS-III）均遵循该标准，使 RTOS 能跨厂商 MCU 无缝移植。
• CMSIS-DSP（数字信号处理库接口层）：定义了 DSP 功能的统一接口（如 FFT、滤波、矩阵运算、PID 控制等），ARM 提供了标准的 CMSIS-DSP 库实现，开发者可直接调用，无需关注底层算法细节。
• CMSIS-Pack（软件包格式层）：统一了 MCU 设备描述、驱动库、中间件、示例代码的打包格式，方便开发工具（如 Keil MDK、STM32CubeIDE）自动识别、导入和管理软件资源。

3. 特点与适用场景

• 优点：通用性极强、跨平台性好、生态完善，是 Cortex-M MCU 开发的 “通用语言”，适用于所有基于 Cortex-M 内核的 MCU 项目，尤其适合需要跨厂商移植、使用中间件（RTOS/DSP）的复杂项目。
• 缺点：仅定义接口规范，不提供具体的驱动实现（需厂商或第三方基于规范开发），开发者无法直接使用 CMSIS，必须结合厂商库（如 HAL 库）或第三方库才能落地。

HAL 库与 CMSIS 的关系

1. 层级关系：CMSIS 是 底层标准，HAL 库是 基于 CMSIS 标准的具体实现——HAL 库的内核操作（如中断配置、Systick 定时器、时钟初始化）完全遵循 CMSIS-Core 规范，外设驱动接口也兼容 CMSIS-Driver 模板。
2. 作用互补：
   • CMSIS 解决 “跨厂商兼容性”：让代码能在 ST、NXP、TI 等不同厂商的 Cortex-M MCU 间移植；
   • HAL 库解决 “ST 内部跨型号开发效率”：让 STM32 用户无需关注 CMSIS 底层细节，快速调用封装好的 API 开发功能。
3. 依赖关系：HAL 库必须遵循 CMSIS 标准才能保证兼容性（否则无法适配 Cortex-M 内核）；而 CMSIS 需要 HAL 库这类厂商库来落地实现，才能被开发者直接使用（CMSIS 本身只是 “规则”，不是可执行代码）。 简单总结：CMSIS 是 “通用接口规则”，HAL 库是 ST 按规则为 STM32 定制的 “工具包”，两者结合既保证了跨平台兼容性，又提升了 STM32 的开发效率。