Einstieg in AVR Mikrocontroller – die Toolchain

Im Laufe der Woche habe ich lange nachgedacht und beschlossen, mich prinzipiell mit weiteren Mikrocontrollern zu Fortbildungszwecken zu beschäftigen. Bislang habe ich praktisch einiges mit 8051er gemacht, aber modernere Architekturen sind doch sehr einladend. Vorallem möchte ich mal Erfahrung mit echten RISC-Architekturen sammeln.

Längere Zeit habe ich damit geliebäugelt, ein Board mit ARM zu kaufen. Leider sind ARM Prozessoren nicht so 100% hobbytauglich, da sie in aller Regel nur 3Volt Ein- und Ausgänge haben. Ferner kommen sie nur in SMD-Technik daher, was das Löten für Grobmotoriker wie mich extrem verkompliziert, wenn nicht sogar unmöglich macht. Ferner ist mein Interesse sehr Lowlevel, was I/O an geht. Ethernet und CAN-Anwendungen reizen mich im Moment auch nicht. Da das Lernziel sowieso Praxis mit Assemblercodierung für RISC-Architekturen ist, ist ein Controller, auf dem ein Linux läuft, nicht so 100% das was ich suche.

Schließlich habe ich mich dann doch für beliebte Bastleralternative entschieden und werde mich in Zukunft ein wenig mit AVRs von Atmel beschäftigen. AVRs passen zur Not ins Steckbrett, sind extrem tolerant, was die äußere Beschaltung angeht, haben einen schönen RISC-Kern und sind untereinander durchaus kompatibel.

Außerdem gibt es Support,  eine gute Community und last but not least erschwingliche Starterkits. Ich plane mir demnächst ein STK500 zuzulegen. Das wird supported, kann auch mit freien Tools unter Linux angesteuert werden (Die Programmiersoftware avrdude behauptet das jedenfalls von sich) und es ist gleichzeitig ein erstes Evalboard, mit dem man die ersten Schritte ohne Bau von Hardware machen kann.

Letzteres ist für mich recht wichtig, da ich zur Zeit keinerlei Löt- und Bastelausrüstung hier habe.

Für den Anfang habe  ich mir erstmal unter Linux die nötigen Tools installiert, darunter Assembler, Linker, C Compiler und die spezielle C Library für AVRs. Ich habe mich an diese Anleitung hier zur Installation der avr-libc gehalten. Es hat soweit geklappt. Mangels echtem AVR konnte ich aber bislang noch kein Programm flashen oder testen. Aber übersetzen und HEX-File erzeugen funktioniert soweit ganz gut.

Nebenbei habe ich einiges über die GNU Toolchain gelernt, unteranderem daß der GNU Assembler architekturunabhängig relokatiblen Objektcode erzeugt und erst der Linker legt die genaue Position im Speicher fest. Fernen spuckt er grundsätzlich erstmal Binärdateien im ELF Format aus. Aber mit dem objcopy Programm kann man dann Intel HEX erzeugen. Wenn man andere Toolchains gewöhnt ist, ist das natürlich etwas umständlich. Andererseits ist es aber auch recht flexibel, und wenn es automatisch gemanaged wird (s.u.), will man ja nicht viel mehr.

Hinweis: Zum Selberkompilieren der Toolchain sind temporär ca 3GB freier Plattenplatz erforderlich. Die GCC Sourcen sind ein ziemlicher Moloch während der Übersetzung.

Da ich in letzter Zeit sowieso viel mit Eclipse und CDT gearbeitet habe, habe ich auch gleich das AVR Plugin dazu installiert. Damit kann man gleich ein Codeprojekt für die AVR Toolchain aufsetzen und alles wird halbwegs sinnvoll konfiguriert. Das gefällt mir sehr gut. Man muss seine Makefiles nicht selber schreiben und man kann direkt aus Eclipse heraus avrdude konfigurieren und aufrufen. Im Prinzip stellt man nur den gewünschten Prozessor und die Taktrate ein und kann dann fröhlich loscoden.

Mehr wenn ich echte Hardware habe!