基于ARM和FPGA的嵌入式开发平台设计与实现

发布时间：2020-05-06 15:13

【摘要】： 随着计算机技术、网络技术和微电子技术的深入发展,嵌入式系统在各个领域中得到广泛应用。以ARM和以FPGA为核心的嵌入式系统是当前嵌入式研究的热点,而相关研究的开展需要功能强大的开发平台支持,因此基于ARM和FPGA的开发平台设计研究具有重要意义。 本文分别设计了一款基于PXA270的ARM开发平台和一款基于Virtex5的FPGA开发平台,主要针对电源管理、接口设计、板级时序等关键技术进行了研究。在此基础上利用PADS Logic设计工具完成了系统原理图设计,并借助Hyperlynx SI仿真工具,对PCB的板级设计问题进行了分析,实现了平台PCB的可靠设计。最后对平台各模块进行了调试,通过在平台上运行操作系统并加载可执行程序的方法验证了平台整体功能。 本文的特色体现在以下三个方面: (1)结合PXA270处理器内部的电源管理单元和MAX1586A集成电源管理芯片,实现了PXA270开发平台的动态电源管理,有效降低了平台功耗; (2)平台实现了FF/BT/STUART、USB Host/Client、SD/MMC、AC'97、LCD和扩展VGA、PCMCIA/CF等多种接口,具有良好的开发灵活性和通用性; (3)对开发平台PCB板级走线中可能出现的反射、串扰、时序冲突等问题进行评估,给出了布线约束方案,使系统可靠性得到有效提高。
【图文】：

明嵌入式系统具有非常广阔的市场前景。另外，《电子产品世界》发布的2008年度嵌入式应用调查报告显示，在嵌入式处理器市场占有率方面，如图1一1所示【4]，占据前两位的分别是ARM (AdvaneedRISCMaehines)和 FpGA(FieldprogrammableGateArray)。ARM核心的微控制器(MCU)和微处理器(MPU)占到了嵌入式处理器市场的半壁江山，达到51%的市场份额。而紧随其后的FPGA市场份额也占到13%。因此，AR入1和FPGA是嵌入式系统设计的主流控制器件。、八狡入谁奇忍汉托一孰轰谁黔封羁入苏挤蚤今犷少九簇粼挤·线价只认，，撇忿莎万、支彬，‘羚入，蔚纷纂从全沉杆魏户拼图1一1:嵌入式处理器市场分布

异-鱼卫噢一洲十之业些竺一净卜一独塑上州~旦竺日二塑匕一卜}图2一3:传输线的分布参数如图2一3所示的一段传输线。图中各电路参量的含义为:R:铜导线的电阻，包括直流电阻凡。、交流电阻凡。，凡。即为趋肤效应引入的传导损耗的因素之一L:回路电感，等效于电流产生磁场的效应。该值同参考回路有关，同频率无关:信号通路同回流路径间形成的祸合电容:由直流漏电流引入电导叹，和交流能量损耗引入电导G、组成依据基尔霍夫电压和电流定律可以得到两个重要的参量:传输线单位长度阻抗Z。和延迟时间TDseglnent。传输线的阻抗定义为线上任意点的电压U和电流I的比值，即_UI咬互万石万艺，)二一=.}—了VG+j田C式2一2其中，R、G跟频率关系较大;L、C同物理结构有关，与频率无关。从公式2一2可以看出
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP368.11

【参考文献】

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本文编号：2651471