基于ARM处理器的嵌入式系统开发

发布时间：2020-05-21 13:46

【摘要】： 嵌入式系统已深入到社会的各个领域,其核心部件是嵌入式处理器。在众多的处理器中,ARM是专为嵌入式应用而设计的处理器,由于其低功耗、高性价比和易扩展性等特点,在嵌入式系统中得到了最为广泛的应用。本文结合PC/104模块的开发以及专用SOC芯片(SOC603)的硬件原型设计分别对ARM处理器在嵌入式系统中的应用做了大量的研究工作,论文主要内容有: 1.论文对比嵌入式x86处理器,分析了基于ARM处理器开发PC/104模块的优势,提出了基于ARM处理器S3C2440的PC/104模块解决方案,深入研究了系统的总线接口设计、通用外设接口设计、热设计和电磁兼容设计等关键技术。在某铁路监控设备中的实际测试表明,基于ARM处理器的PC/104模块的主要性能确实高于原来的基于x86处理器的PC/104模块。 2.论文介绍了基于ARM内核的SOC体系结构,总结了SOC603设计验证的基本策略,分析了一种典型硬件原型平台架构下的器件选型方案,最后通过一个例子说明专用控制器在硬件原型平台上的验证方法。 3.论文系统介绍了嵌入式操作系统VxWorks在硬件原型平台上的移植过程,包括各种VxWorks映像文件的特点、VxWorks的启动流程以及BSP定制方法,最后介绍了VxWorks系统中应用程序的开发环境及调试手段。 论文深入研究了基于ARM处理器的嵌入式系统开发,设计了基于ARM处理器的PC/104模块和SOC603硬件原型平台,并在平台上完成了专用控制器的设计和验证以及VxWorks操作系统的移植。论文的研究成果可用于指导基于ARM处理器的嵌入式系统开发。
【图文】：

处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用 ARM因此既使得 ARM 技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。来说，基于ARM内核的处理器都可以称为ARM处理器，通常的ARM处理器成了丰富的外设控制器，以本文中用到的S3C2440 为例，其芯片结构如图 440 是Samsung公司生产的面向便携式设备应用的一款面积小低功耗高性ISC微控制器。由ARM920T内核（16/32-bit RISC CPU）、独立指令/数据cach（eKB数据cache）、MMU（存储器管理单元）、LCD控制器、NAND Flash引导、系统管理单元（SDRAM控制器等）、3 通道UART（Universal Asynchnd Transmitter）、4 通道DMA、4 通道具备PWM功能的定时器、可编程I/O时钟）、8 通道 10bit精度的ADC和触摸屏控制器接口、IIC总线接口、IIS口、USB主控接口、USB设备接口、SD/MMC卡控制器接口、2 通道SPI和等组成[7]。

其主要特点有[36]：2 位 RISC 体系结构；取指、译码、执行三级流水线；.13um 生产工艺下内核最大时钟频率可达到 130 MHz；的芯片面积，功耗很低； ARM 指令集提供了优秀的性能和灵活度，16 位 Thumb 指令集增加主流的嵌入式实时操作系统（RTOS），包括 VxWorks、Symbian O SOC 设计者提供优秀的调试支持，包括 ETM（Embedded Trace M；代码向上兼容 ARM9、ARM9E 和 ARM10E 等内核，，也很好的兼容ale 技术。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP368.11

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本文编号：2674393