ARM常见外围接口开发
arm嵌入式开发板
ARM嵌入式开发板介绍ARM嵌入式开发板是一种用于开发嵌入式系统的硬件平台。
它采用ARM架构的处理器作为核心，具有较高的性能和低功耗特性，被广泛应用于物联网、智能家居、工业自动化等领域。
本文将介绍ARM嵌入式开发板的概述、特点以及常见的应用案例。
概述ARM嵌入式开发板是一种集成了ARM处理器、存储器、各种接口和外围设备的单板计算机。
它通常采用模块化设计，可以根据需求进行扩展和定制。
ARM是一种低功耗且高效的处理器架构，广泛应用于移动设备、嵌入式系统和物联网等领域。
特点1. 强大的性能ARM嵌入式开发板采用ARM处理器，具有较高的运算能力和浮点计算性能。
它们通常采用多核心设计，可以同时运行多个任务，提高系统的并发处理能力。
2. 低功耗ARM架构的处理器采用了先进的微处理器设计技术，使得其功耗较低。
这对于嵌入式系统来说非常重要，因为嵌入式设备通常需要长时间运行，并且需要保持低功耗以延长电池寿命。
3. 丰富的接口和外围设备ARM嵌入式开发板通常集成了丰富的接口和外围设备，如GPIO、UART、SPI、I2C、USB等。
这些接口和设备可以方便地连接外部传感器、执行器、通信模块等，实现与外部环境的数据交互和控制。
4. 开放的软件生态系统由于ARM架构的广泛应用和开放的生态系统，开发者可以很容易地获取开源的操作系统（如Linux），以及丰富的开发工具和软件库。
这样可以大大加快开发周期，提高开发效率。
应用案例1. 物联网设备随着物联网的快速发展，ARM嵌入式开发板被广泛应用于物联网设备中。
它们可以集成各种传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，通过物联网协议与云端进行数据通信和控制。
2. 智能家居ARM嵌入式开发板也被广泛应用于智能家居领域。
通过连接各种传感器、执行器和家电设备，可以实现智能家居的自动化控制，提高生活便利性和能源利用效率。
3. 工业自动化ARM嵌入式开发板在工业自动化领域也有广泛应用。
ARM开发软件及实用工具介绍
ARM开发软件及实用工具介绍ARM 开发软件及实用工具介绍一、编译器介绍1、ADS1.2 ADS是ARM公司的集成开发环境软件，他的功能非常强大。
他的前身是SDT，SDT是ARM公司几年前的开发环境软件，目前SDT早已经不再升级。
ADS包括了四个模块分别是：SIMULATOR；C 编译器；实时调试器；应用函数库。
ADS 的编译器调试器较SDT都有了非常大的改观，ADS1.2提供完整的WINDOWS界面开发环境。
C 编译器效率极高，支持c 以及c++，使工程师可以很方便的使用C语言进行开发。
提供软件模拟仿真功能，使没有Emulators的学习者也能够熟悉ARM的指令系统。
配合FFT -ICE使用，ADS1.2提供强大的实时调试跟踪功能,片内运行情况尽在掌握。
ADS1.2需要硬件支持才能发挥强大功能。
目前支持的硬件调试器有 Multi-ICE以及兼容Multi-ICE的调试工具如FFT-ICE。
而简易下载电缆不能支持ADS1.2 2、ARM REALVIEW DEVELOPER SUITE RealView Developer Suite工具是ARM公司是推出的新一代ARM集成开发工具。
支持所有ARM 系列核，并与众多第三方实时操作系统及工具商合作简化开发流程。
开发工具包含以下组件：· 完全优化的ISO C/C++编译器· C++ 标准模板库· 强大的宏编译器· 支持代码和数据复杂存储器布局的连接器· 可选GUI调试器· 基于命令行的符号调试器(armsd) · 指令集仿真器· 生成无格式二进制工具、Intel 32位和Motorola 32位ROM映像代码的指令集模拟工具· 库创建工具· 内容丰富的在线文档官方网址：3、IAR EWARM Embedded Workbench for ARM 是IAR Systems 公司为ARM 微处理器开发的一个集成开发环境(下面简称IAR EWARM)。
ARM应用系统开发详解(入门资料)
ARM应用系统开发详解（入门资料）第1章ARM微处理器概述本章简介ARM微处理器的一些基本概念、应用领域及特点，引导读者进入ARM技术的殿堂。
本章主要内容：－ ARM及相关技术简介－ ARM微处理器的应用领域及特点－ ARM微处理器系列－ ARM微处理器的体系结构－ ARM微处理器的应用选型1.1 ARM－ADV ANCED RISC MachinesARM（ADV ANCED RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。
1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。
目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。
ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微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公司的授权，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，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。
1.2 ARM微处理器的应用领域及特点1.2.1 ARM微处理器的应用领域到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域：1、工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。
ARM外围接口电路工作原理
ARM外围接口电路工作原理ARM11是一种基于ARM架构设计的32位处理器。
它具有较高的计算能力和低功耗特性，被广泛应用于嵌入式系统和移动设备中。
ARM11外围接口电路是ARM11芯片上的硬件模块，用于扩展处理器的功能和连接外部设备。
1.串行接口ARM11芯片上的串行接口可以实现与外部设备的通信。
它一般包括UART（通用异步接收器/发送器）和SPI（串行外设接口）等模块。
UART模块实现了与外部设备的异步串口通信，而SPI模块则是一种同步串行接口，用于高速数据传输。
2.并行接口ARM11芯片上的并行接口通常用于与外部存储器、显示器、键盘等设备的连接。
ARM11芯片一般配备了SRAM接口、SDRAM接口和LCD接口等模块。
SRAM接口和SDRAM接口用于连接外部存储器，实现数据的读写操作。
LCD接口用于连接液晶显示器，实现图像和文字的显示。
3.时钟时钟模块是ARM11芯片中非常重要的一个模块，它用于提供系统的时钟信号。
ARM11芯片一般具有内部和外部时钟源，通过时钟分频器将外部时钟源分频后，提供给不同的模块使用。
时钟模块还负责产生处理器的时钟信号，控制处理器的工作频率。
4.中断控制中断控制模块用于处理外部的中断请求信号，并向处理器发送中断请求。
当外部设备需要与ARM11芯片通信或请求处理器的服务时，会产生中断请求信号。
中断控制模块会接收到这个信号，然后通过处理器的中断控制单元将中断请求传递给处理器，使得处理器能够及时响应和处理。
当需要与外部设备通信时，首先需要配置相关的接口模块。
比如，在使用串行接口进行通信时，需要设置相关的波特率和数据格式；在使用并行接口连接显示器时，需要配置显示器的分辨率和显示模式。
然后，通过编程方式向相应的接口模块写入数据或读取数据，实现与外部设备的数据交互。
在整个工作过程中，时钟模块起着关键的作用。
时钟模块提供稳定的时钟信号，保证各个接口模块按照预定的时序要求工作，从而实现数据的准确传输。
基于嵌入式ARM9的USB设计与实现
基于嵌入式ARM9的USB设计与实现引言USB(Universal Serial Bus)是通用串行总线的缩写，因其具有方便易用，动态分配带宽，容错性优越和高性价比等特点，现已成为计算机的主流接口。
随着嵌入式系统的广泛应用，各种小型终端需要开发出与外界联系的USB 接口。
目前，常用的技术有两种。
基于单片机的USB接口，特点是需要外置芯片，电路复杂，留下的CPU资源不多；基于ARM的USB接口，特点是资源丰富，但ARM系列产品较多，如果选型不当，还需要搭接较多的外围电路，且不能很好地发挥CPU性能。
1 USB 接口原理USB1.1 规范[1]将USB 分为5 部分：控制器、控制器驱动程序、USB 芯片驱动程序、USB设备以及针对不同USB 设备的客户端驱动程序。
(1) 控制器（Host Controller）主要负责执行由控制器驱动程序发出的命令。
(2) 控制器驱动程序（Host Controller Driver）, 在控制器与USB 设备间建立通信管道（Pipe）。
(3) USB 驱动程序（USB Driver），提供对不同USB 设备及芯片的支持。
(4) USB 设备（USB Device）, 有两类USB 设备：一类称为功能设备（Function），另一类是称为USB 集线器（HUB）,可以连接多个USB 设备。
(5) USB 设备驱动程序（Client Driver Software）及特定应用程序。
主控制器的驱动软件由操作系统支持，USB 设备开发人员一般只需编写客户驱动程序，实现特定功能，设备端所有功能软件需要全面设计。
USB 的四种数据传输模式分别是：控制型传输、中断型传输、批量型传输、实时型传输。
第一种在缺省通道中传输USB 接口本身的配置等控制信息，后面三种用于功能部件传输数据。
中断型用于键盘等的异步输入输出少量数据传输，批量传输主要用于象硬盘等块设备的数据传输，在中断和批量的传输过程中要传递交互握手信号，确保数据准确无误。
基于WinCE和ARM的多串口扩展及485通信设计
基于WinCE和ARM的多串口扩展及485通信设计贾继鹏;张永坚;胡延凯【摘要】Along with the book evaluating standards for renewable energy building’s application projects implements in our country, we are in urgent need of the operational datas about the renewable energy building’s application demonstration projects. The data acquisition system of the renewable energy building’s application demonstration projects has one demand of multiple serial ports and a 485 bus communication. This paper uses ARM9 S3C2440 embedded microcontroller and VK3234 with four channel UART/SPI interface to extend serial. What’s more, it achieves the 485 communication between the field detection device and data acquisition device with MAX3485. This paper states the interface and software and hardware between S3C2440, VK3234 and MAX3485E specifically. The practical running test in the laboratory shows that the system is stable and reliable, and it has been applied in the data monitoring system of the renewable energy demonstration projects.%随着我国《可再生能源建筑应用工程评价标准》的实施，对已建可再生能源建筑应用示范项目运行数据的需求越来越迫切，为了解决可再生能源建筑应用示范项目数据采集系统中对多串口及485总线通信的需求，采用 ARM9嵌入式微控制器 S3C2440和具备 UART/SPI 接口的4通道芯片VK3234进行串口的扩展，并利用MAX3485E芯片，实现了现场检测设备与数据采集器之间的485通信。
ARM与FPGAGPMC总线接口设计实现
ARM与FPGAGPMC总线接口设计实现ARM（Advanced RISC Machine）与FPGA（Field Programmable Gate Array）GPMC（General-Purpose Memory Controller）总线接口设计实现是一种常见的系统级组件互连方式。
在许多嵌入式系统中，ARM处理器与FPGA协同工作以提供更高性能和更多功能。
通过设计和实现一个高效的总线接口，ARM处理器和FPGA可以有效地通信，实现数据传输和协作计算。
在设计ARM与FPGAGPMC总线接口时，需要考虑以下几个方面：1.电气特性：ARM和FPGA之间的总线接口需要考虑电平匹配、时序一致性等电气特性。
通常采用LVCMOS电平进行通信，同时需要保证时钟信号和数据信号的稳定性和可靠性。
2.信号传输：ARM处理器和FPGA之间的通信通路可以通过多种方式，如并行总线、串行总线、DMA等。
在设计总线接口时，需要选择合适的信号传输方式，并进行信号映射和协议转换。
3.性能优化：通过合理设计总线接口，可以优化数据传输性能，提高系统的吞吐量和响应速度。
可以采用FIFO缓冲、流水线设计等技术来提高数据传输效率。
4.数据传输协议：ARM和FPGA之间的通信需要定义数据传输协议，包括数据帧结构、数据标识符、校验和错误处理等。
通常采用标准协议如AHB、AXI等，也可以根据具体需求设计自定义协议。
基于以上考虑，下面介绍一种ARM与FPGAGPMC总线接口的设计实现方案：1.电气特性：采用LVCMOS电平进行信号传输，确保电平匹配和时序一致性。
使用适当的阻抗匹配和信号波形调整电路来提高信号质量。
2.信号传输：采用高速并行总线进行ARM和FPGA之间的数据传输。
通过并行总线数据线和控制线的映射，实现ARM处理器与FPGAGPMC之间的通信。
3.性能优化：设计FIFO缓冲器和数据流水线，提高数据传输效率。
在ARM处理器和FPGA之间增加数据缓冲和流水线处理，减少传输延迟和提高系统响应速度。
基于ARM架构内核设备中USB接口的设计
在操作系统裁剪和应用软件编码完成后， 常逐将它们先移植到同系统结构 的 Ｃ Ｕ 的硬件平台上进 通 Ｐ
行远程调试 、 功能模拟 ； 完整无误后 ， 最后才将操作系统和应用软件移植到 自己开发的专用硬件平台上，
收 稿 日期 ：Ｏ ０ ０ — １ ２ １— ５ ２
作者简介 ： 杨志强（９４ ）男， １６－ ， 陕西渭南人 ， 青海师范大学计算机系副教授 ， 研究方 向： 嵌入式系统及其开发应用．
２ １ 设 计 流 程 ．
嵌入 式系统不 是纯粹 的软件系统 或硬件 系统 ， 而是软件 与硬件 通常结合 在一起 的 ， 有些功 能既可 以
用 软件实 现 ， 也可 以通过硬件 实现 的 ， 在进行 系统开 发之前 ， 首先定义 系统 的外部功 能 和内部 的软 、 硬件
结构； 然后进 行系统 的设计分割 ， 分别实 现硬 件规划 与设 计 ， 用软件 规划与 设计 以及操作 系统 的裁剪 ； 应
最新标 准 ＵＳ ２ ０提供 的总线速 率 ； 速是 １ ５ ｉ ｓ全 速是 １ Ｍｂｔｓ 高速 是 ４ ０ ｉ ｓ正 因 Ｂ． 低 ． Ｍｂｔ 、 ／ ２ ｉ 、 ／ ８ Ｍｂｔ ． ／ 为 ＵＳ Ｂ接 口有很高 的传 输率和通用 性好 、 兼容性 好 、 传输 方式 多样 、 于扩展且 便于使 用 ， 以 ， 易 所 随着计 算机 的发展 ， Ｂ接 口在嵌入式 设备 中的应用 会越来越 广泛 ， ＵＳ 逐渐代替传 统 的串行 口、 并行 口．
的接 口标准． 根据嵌入式系统的特点 ， ＵＳ 将 Ｂ接口技术与嵌入式 系统相结合， 以基于 Ｓ Ｃ ４ Ｏ ３ ４ Ｂ Ｘ微处理器的 ＵＳ Ｂ接 口设计 为例 ， 采用 ＩＰ ５ １ＵＳ ２ ０标准组件， Ｓ １８ Ｂ ． 设计一款适合于嵌入式设备应用的 ＵＳ Ｂ高速控制器．
ARM与FPGA的接口实现解析
ARM与FPGA的接口实现解析ARM与FPGA（Field-Programmable Gate Array）的接口实现是指通过特定的硬件和软件设计，将ARM处理器与FPGA芯片进行连接和通信的方式。
ARM处理器是一种常见的嵌入式处理器，而FPGA芯片则是一种可编程逻辑器件，可以根据需要进行逻辑电路的重构。
1. AXI接口：AXI（Advanced eXtensible Interface）是ARM公司提供的一种高性能、低功耗的接口标准。
通过使用AXI接口，可以实现ARM和FPGA之间的高速数据传输和控制信号传递。
AXI接口提供了多个通道，包括数据通道、地址通道和控制通道，可以实现高效的数据交换。
2. AHB接口：AHB（Advanced High-performance Bus）是ARM公司提供的另一种接口标准。
AHB接口在ARM处理器和FPGA之间提供了广泛的数据和控制信号传输功能。
AHB接口可以用于实现不同速度和带宽要求的系统，同时还支持多个主设备和从设备的连接。
3. GPIO接口：GPIO（General Purpose Input/Output）接口是一种通用的数字输入/输出接口。
通过使用GPIO接口，可以实现ARM和FPGA 之间的简单的数字信号传输，例如控制信号、状态信号等。
GPIO接口通常通过引脚来实现，可以通过软件编程来控制引脚的输入和输出。
4. DMA接口：DMA（Direct Memory Access）接口是一种用于高速数据传输的接口。
通过使用DMA接口，可以实现ARM和FPGA之间的数据直接传输，减少了处理器的负载和延迟。
DMA接口通常使用内存缓冲区来存储数据，可以通过软件编程来控制数据的传输和处理。
5. UART接口：UART（Universal AsynchronousReceiver/Transmitter）接口是一种常见的串行通信接口。
通过使用UART接口，可以实现ARM和FPGA之间的串行数据传输。
arm芯片引脚定义
arm芯片引脚定义ARM芯片是一种常见且广泛应用于各种电子设备中的微处理器架构。
ARM芯片以其高效、低功耗和灵活性而闻名，并被广泛应用于智能手机、平板电脑、物联网设备和嵌入式系统等领域。
而在ARM芯片中，引脚定义是一个重要的概念，它决定了芯片的功能和连接方式。
在ARM芯片中，引脚定义是指芯片上的各个引脚所代表的功能和作用。
不同的引脚承担不同的任务，如输入、输出、电源供应或地连接等。
这些引脚定义非常重要，因为它们确定了芯片与外部设备之间的通信和交互方式。
ARM芯片的引脚定义通常包括以下几个方面：1. 电源引脚：ARM芯片需要供电才能正常工作，因此电源引脚是非常重要的一类引脚。
这些引脚通常与电源接口相连，用于连接外部电源适配器或电池。
电源引脚的定义包括正电源、负电源和地引脚，确保芯片能够获得所需的电力。
2. 时钟引脚：时钟引脚用于提供芯片的时钟信号，使芯片内的各个部件以统一的时序进行工作。
时钟引脚通常与外部时钟源相连，以确保芯片能够按照事先规定的频率进行工作。
这些引脚的定义包括时钟源输入和时钟输出。
3. 输入/输出引脚：输入/输出引脚用于连接芯片与外部设备之间的通信。
这些引脚通常与外围设备相连，如传感器、显示器、键盘等。
输入/输出引脚的定义取决于具体的应用场景和功能需求，可以是数字输入/输出、模拟输入/输出，或是特殊功能引脚，如中断引脚、复位引脚等。
4. 特殊功能引脚：特殊功能引脚用于实现芯片的特殊功能需求。
这些引脚通常与芯片内部的特殊模块或外部设备相连。
例如，串行通信接口（如UART、SPI、I2C）、PWM输出、模拟输入/输出等。
特殊功能引脚的定义取决于具体的应用场景和功能需求。
除了上述主要的引脚定义外，ARM芯片还可以根据具体的应用需求和设计要求定义其他类型的引脚，如供电管理引脚、调试和编程引脚等。
这些引脚的定义使得ARM芯片具有更加丰富和灵活的功能，在满足不同应用需求的同时，也提供了设计和调试的便利性。
开发板、单片机、ARM区别及简介
开发板、单片机、ARM区别及简介1、开发板●开发板（demoboard）是用于嵌入式系统开发的电路板，包括一系列硬件组件，例如中央处理器，内存，输入设备，输出设备，数据路径/总线和外部资源接口。
●开发板通常由嵌入式系统开发人员根据开发需要定制，也可以由用户进行研究和设计。
开发板供初学者了解和学习系统的硬件和软件。
同时，一些开发板还提供了基本的集成开发环境以及软件源代码和硬件原理图。
常见的开发板包括51，ARM，FPGA和DSP开发板。
●简而言之，它指的是用于学习的许多单芯片外围设备的集成，例如LED灯，数字管，按钮，行和行按钮，步进电机，伺服电机，LCD显示器等。
实验，开发等。
开发板是一种实验设备（SCM编程）。
2、单片机●单片机不是执行特定逻辑功能的芯片，而是将计算机系统集成到芯片上的芯片。
它等效于微型计算机。
与计算机相比，单芯片计算机仅缺少I/O设备。
●简而言之：芯片变成了计算机。
它体积小，重量轻，价格低廉，为学习，应用和开发提供了便利的条件。
同时，学习使用单片机是理解计算机原理和结构的最佳选择。
●MCU开发板在官方ARM开发板的基础上增加了外围设备后，配备了许多功能接口，例如扩展的TFT-LCD，LVDS接口，触摸屏，VGA，矩阵键盘，外部总线接口，CAN，SPI，PWM，高速USBHOST\Device，SD卡、RS232\RS485串行端口，音频，MIC等常用接口，国内领先的嵌入式解决方案制造商经常使用具有多个核心平台的ARM开发板，因此各种技术公司的研发工程师可以轻松测试ARM开发板，而R＆D公司产品可以通过开发板中的数据文件快速开发公司产品并缩短研发周期。
●在批量生产产品之前，单片机就用于产品的设计和开发，当我们有一定的理论基础研究知识时，单片机开发板就是我们的实用工具（PIC单片机）），通过单片机开发板，我们可以做一些实验来掌握学到的知识。
●单片机的应用领域非常广泛，例如智能仪表，实时工业控制，通讯设备，导航系统，家用电器等。
ARM体系结构及常用接口简介解析
•
进入ARM状态：
执行BX指令，并设置操作数寄存器的状态（位[0]） 为0。 – 进入异常时，将PC放入异常模式链接寄存器中，从异 常向量地址开始执行也可进入ARM状态
–
ARM微处理器：处理器工作状态
• Thumb-2 :增加了混合模式能力 – 定义了一个新的32-bit指令集能在传统的 16-bit指令运行的Thumb状态下同时运行。 – 这样能在一个系统中更好地平衡ARM和 Thumb代码的能力，使系统能更好地利 用ARM级别的性能和Thumb代码的密度 的优势
ARM异常处理
异常向量表（Exception Vectors）
地 址 0x0000,0000 0x0000,0004 0x0000,0008 0x0000,000C 0x0000,0010 0x0000,0014 0x0000,0018 0x0000,001C 复位 未定义指令 软件中断 中止（预取指令） 中止（数据） 保留 IRQ FIQ 异 常 进入模式 管理模式 未定义模式 管理模式 中止模式 中止模式 保留 IRQ FIQ
13
ARM920T系统结构分析
ARM7TDMI
Instruction Fetch ThumbARM decompress ARM decode Reg Select
Reg Read
Shift
ALU
Reg
Write
FETCH
DECODE
EXECUTE
ARM9TDMI
Instruction Fetch ARM or Thumb Inst Decode Reg Reg Decode Read Shift + ALU Memory Access Reg Write
3
基于ARM的ARCNET网接口设计
享 ， 而实现 列 车 安全 运 行 、 程故 障 诊断 和 维 护 ， 进 远
引进 了列车 控 制 网络 。 目前 ， 国 尚无 自主知 识 产 我 权 的列 车 网络 技术 ， 须 大力 攻 关 。但 组 建 网络 系 必 统， 需要 各 个 网 络接 口的支 持 。Ａ Ｃ Ｅ 作 为 其 中 Ｒ Ｎ Ｔ 的一种 现场 总线 ， 已在 日本 的高速 列 车 中使用 ， 国 我 南 车集 团 四方车辆 股 份公 司引进 日本 川崎 的高速 动 车组 （ Ｒ ２ 也 使 用 Ａ Ｃ Ｅ Ｃ Ｈ ） Ｒ Ｎ Ｔ技术 。为 此 设 计 用 于组建 环形 Ａ Ｃ Ｅ Ｒ Ｎ Ｔ网络 的 网络 接 口。
目前 ， 国正处 于高 速铁 路 大 发展 的时期 。实 我 现 高速 需要 克 服许 多 技术 难 点 。 因此 ， 随计 算 机 伴 技术 的发展 ， 车牵 引 、 电 、 动系统 ， 列 供 制 以及主 动控 制都 广 泛应 用 了计 算 机技 术 ， 致 车 载计 算机 设 备 导 数 量 的增 加 。为 了实 现 大 量 设 备 的信 息 交 换 与 共
牌 传递协 议 ， 任何 节点都 不 能独 占网络 ， 不存 在竞争 问题 ， 且在传 递 时 间上 可 预测 ， 存在 网络 阻塞 。 并 不
内 置 ｌ 位 Ｃ Ｃ校 验 、 错 重 传 机 制 ， 于 数 据 链 路 ６ Ｒ 出 由 层 协 议 固 化 在 控 制 器 芯 片 内 部 ， 此 ＡＲ Ｎ Ｔ不 用 因 Ｃ Ｅ
第 １卷第 ４ ６ 期 ２１ 年 １ 月 ００ ０
铁 道 运 营 技 术
Ｒ ａｌ ａ ｐｅ ａ ｉ ｎ Ｔ ｅ ｈｎｏ ｏｇ ｉ ｗ ｙＯ ｒ ｔｏ ｃ ｌ ｙ
Ｖｏ ．６Ｎ ｏ ４ １１ Ｏ ｃｏ ｔ ｂｅ ２ ｒ ０１ ０
基于ARM的硬件系统设计
基于ARM的硬件系统设计ARM（Advanced RISC Machines）是一种低功耗、高性能的处理器架构，其广泛应用于移动设备、嵌入式系统和嵌入式智能设备等领域。
基于ARM的硬件系统设计是指使用ARM架构进行系统设计和开发的过程，包括处理器选型、外围设备的接口设计、电源管理、系统集成等方面。
首先，在进行基于ARM的硬件系统设计时，选择合适的ARM处理器是至关重要的。
ARM处理器具有低功耗、高性能和灵活的特性，可满足不同应用场景的需求。
常用的ARM处理器有Cortex-A系列、Cortex-R系列和Cortex-M系列。
Cortex-A系列适用于高性能应用，如智能手机、平板电脑和网络服务器等；Cortex-R系列适用于实时应用，如汽车电子系统和工业自动化等；Cortex-M系列适用于低功耗、低成本的嵌入式系统，如物联网设备和传感器节点等。
根据需求选择合适的ARM处理器，是设计一个成功的基于ARM的硬件系统的关键。
其次，在设计基于ARM的硬件系统时，外围设备的接口设计也是一个重要的考虑因素。
ARM处理器通常具有多个接口，如UART、SPI、I2C、USB等，用于与外部设备进行通信。
根据具体的需求，选择合适的接口进行设计，并考虑接口的带宽、电压和时序等参数。
同时，还需要考虑外围设备的驱动程序的开发和集成，以确保系统的稳定和可靠性。
此外，电源管理也是基于ARM的硬件系统设计中的一个重要方面。
ARM处理器通常具有多种低功耗模式，如休眠模式、睡眠模式等，可以帮助减少系统功耗。
设计者需要合理地利用这些低功耗模式，并选择合适的电源管理器件，如电源管理IC和DC-DC转换器等，以实现系统的高效能管理。
电源管理的优化可以延长系统的续航时间，提高系统的可靠性。
最后，基于ARM的硬件系统设计还需要考虑系统的集成和测试。
设计者需要将不同的硬件模块进行连接，进行信号的传输和处理。
在集成过程中，需要对系统进行多层次的验证和测试，以确保设计的正确性和稳定性。
ARM外围电路介绍
ARM外围电路介绍ARM外围电路介绍任何一款处理器都有它的外围电路，其中包括电源电路，复位电路，晶振电路，外部存储器电路等等。
通过阅读相关书籍以及实际的使用经验，这里简单介绍一下ARM芯片外围电路，类似电源电路、复位电路、晶振电路等大家经常使用并且都特别熟悉的电路这里就不再赘述了。
一.Flash存储器接口电路Flash存储器是一种可在系统（In-System）进行电擦写，掉电后信息不丢失的存储器。
它具有低功耗、大容量、擦写速度快、可整片或分扇区在系统编程（烧写）、擦除等特点，并且可由内部嵌入的算法完成对芯片的操作，因而在各种嵌入式系统中得到了广泛的应用。
作为一种非易失性存储器，Flash在系统中通常用于存放程序代码、常量表以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等。
常用的Flash为8位或16位的数据宽度，编程电压为单3.3V。
主要的生产厂商为ATMEL、AMD、HYUNDAI等，他们生产的同型器件一般具有相同的电气特性和封装形式，可通用。
二.SDRAM接口电路与Flash存储器相比较，SDRAM不具有掉电保持数据的特性，但其存取速度大大高于Flash存储器，且具有读/写的属性，因此，SDRAM在系统中主要用作程序的运行空间，数据及堆栈区。
当系统启动时，CPU首先从复位地址0x0处读取启动代码，在完成系统的初始化后，程序代码一般应调入SDRAM中运行，以提高系统的运行速度，同时，系统及用户堆栈、运行数据也都放在SDRAM中。
SDRAM具有单位空间存储容量大和价格便宜的优点，已广泛应用在各种嵌入式系统中。
SDRAM的存储单元可以理解为一个电容，总是倾向于放电，为避免数据丢失，必须定时刷新（充电）。
因此，要在系统中使用SDRAM，就要求微处理器具有刷新控制逻辑，或在系统中另外加入刷新控制逻辑电路。
S3C4510B及其他一些ARM芯片在片内具有独立的SDRAM刷新控制逻辑，可方便的与SDRAM接口。
但某些ARM芯片则没有SDRAM刷新控制逻辑，就不能直接与SDRAM接口，在进行系统设计时应注意这一点。
ARM的开发步骤
ARM的开发步骤：看后开发思路会比较清晰了1、做个最小系统板：如果你从没有做过ARM的开发，建议你一开始不要贪大求全，把所有的应用都做好，因为ARM的启动方式和dsp或单片机有所不同，往往会遇到各种问题，所以建议先布一个仅有Flash,SRAM或SDRAM、CPU、JTAG、和复位信号的小系统板，留出扩展接口。
使最小系统能够正常运行，你的任务就完成了一半，好在ARM的外围接口基本都是标准接口，如果你已有这些硬件的布线经验，这对你来讲是一件很容易的事情。
2、写启动代码，根据硬件地址先写一个能够启动的小代码，包括以下部分：初始化端口，屏蔽中断，把程序拷贝到SRAM中;完成代码的重映射；配置中断句柄，连接到C语言入口。
也许你看到给你的一些示例程序当中，bootloader会有很多东西，但是不要被这些复杂的程序所困扰，因为你不是做开发板的，你的任务就是做段小程序，让你的应用程序能够运行下去。
3、仔细研究你所用的芯片的资料，尽管ARM在内核上兼容，但每家芯片都有自己的特色，编写程序时必须考虑这些问题。
尤其是女孩子，在这儿千万别有依赖心理，总想拿别人的示例程序修改，却越改越乱。
4、多看一些操作系统程序，在ARM的应用开放源代码的程序很多，要想提高自己，就要多看别人的程序，linux,uc/os-II等等这些都是很好的原码。
5.如果你是作硬件，每个厂家基本上都有针对该芯片的DEMO板原理图。
先将原理图消化。
这样你以后做设计时，对资源的分配心中有数。
器件的DATSHEET一定要好好消化。
6.如果做软件最好对操作系统的机理要有所了解。
当然这对软件工程师来说是小菜一碟。
但如果是硬件出身的就有点费劲。
问：做最小系统板是2层还是4层好？答：只有AT91可以用两层板，其他的最少4层；44b0的地和电源处理好也可用两层板；谈四层板和33欧电阻：选用四层板不仅是电源和地的问题，高速数字电路对走线的阻抗有要求，二层板不好控制阻抗。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
今天的内容Ø嵌入式开发的技术发展现状ØARM 体系结构ØARM 常用外围设备接口开发Ø华清远见ARM 开发培训班嵌入式系统介绍Ø嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件可裁减，适应应用系统对功能、成本、体积、功耗等要求的专用计算机系统。
Ø嵌入式系统与计算机系统有明显区别。
Ø由嵌入式处理器，嵌入式软件和嵌入式应用软件组成。
Ø随着微电子技术与计算机技术的发展，微控制芯片的功能越来越强大，而嵌入式的设备也逐渐出现在人们的日常生活之中。
嵌入式技术发展现状Ø从嵌入式软件的应用领域看，手机是中国嵌入式软件应用最大的一块领域，但增长速度逐年趋缓。
该应用领域在嵌入式软件整体规模中的比重将呈现平稳下滑态势。
随着3C 融合的进程加快，数字电视、数码相机以及汽车电子等细分领域对嵌入式软件的需求将迅速加大，成为最有增长潜力的领域。
Ø目前中国的嵌入式人才主要几种在上海、北京等大城市，而且入门的门槛较高。
整个嵌入式行业对技术人员的需求远远大于现有的人员供给。
Ø下面从处理器的角度看看发展现状及趋势单片机的发展及其瓶颈Ø51、PIC 、avr 系列的单片机性价比很高，atmel ，NXP 。
兼容51的flash 单片机占据很大的市场份额。
Ø另外其他的日系，韩系以及中国的单片机发展势头也不错Ø在一些特定的行业，8、16位机仍然广泛应用Ø产品升级换代，向高端发展。
直接导致了单片机的发展有其局限性o单片机的外围扩充代码，数据比较困难o单片机缺少协议处理器，外挂ethernet 上tcp/ip 协议栈很困难o 大屏幕lcd 接口等使用8位机实现困难Ø正是基于这些瓶颈，才产生了ARM 处理器。
ARM 公司简介ØARM 公司是32位处理器IP 核的出售者，在全球有100多家半导体合作伙伴。
ARM core 是全球消费类电子产品的市场占有量的第一CPU 体系。
ØARM 公司是嵌入式RISC 处理的IP 供应商，提供ARM 架构的处理器内核，半导体厂商进行二次设计，生产出各种ARM 处理器。
ØARM ＝A dvanced R ISC M achineØ随着ARM 内核的日趋完善，以及强大的第3方支持，以前很多没有32位CPU 能力的半导体厂商，应用公司都进入了这一行业。
Ø生产ARM 架构的厂商及ARM 芯片oSAMSUNG: 2410, 2440，44b0; oST ：STR7，STR9；oAteml ：AT91, AT92;o Intel: SA-110(strong ARM core)ARM 处理器的发展内核架构的发展ARM 系列处理器比较激光打印机，视频电话，工业控制，高档消费电子含DSP 指令集；五级流水线；最高300 MIPS ARM9E 成像设备，高档PDA ，汽车，通讯等32位；五级流水线；支持MMU ；D-cache ，I-cache ARM9个人音频设备，无限设备，数码相机，PDA 32位，最高130MIPS ；支持Win CE,Symbian OS 等操作系统；低功耗；ARM7应用特点系列ARM vs MCUØARM 与一般单片机MCU 的区别-Super MCU?-内核体系架构不同-指令集的巨大不同-ARM 处理器的工作模式-……Ø如果你从事的是application 应用层的开发，你也许看不到ARM 与MCU 的开发，要想了解ARM 的独特性能、开发技巧需要了解板级的开发调试。
今天的内容Ø嵌入式开发的技术发展现状ØARM 体系结构ØARM 常用外围设备接口开发Ø华清远见ARM 开发培训班ARM 处理器的特点采用RISC 架构的ARM 微处理器一般具有如下特点：Ø体积小、低功耗、低成本、高性能；Ø大量使用寄存器，指令执行速度更快；Ø大多数数据操作都在寄存器中完成；Ø寻址方式灵活简单，执行效率高；Ø指令长度固定；Ø支持Thumb （16位）/ARM （32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件ARM 独特性除RISC 架构处理器的共同特点外：Ø所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行，从而提高指令的执行效率。
Ø可用加载/存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率。
Ø可在一条数据处理指令中同时完成逻辑处理和移位处理。
Ø……ARM 的流水线Ø对于一条具体的指令执行过程，通常可以分为五个部分：取指令(F)，指令译码(D)，取操作数(R)，运算（E ），写结果(W)。
Ø让各个部件都工作起来，不浪费资源o ARM7－3级o ARM9－5级o ARM10－6级Ø流水线直接与处理器的主频有关(ARM9的性能总比ARM7高)ARM 处理器模式User :非特权模式，大部分任务执行在这种模式FIQ :当一个高优先级（fast) 中断产生时将会进入这种模式IRQ :当一个低优先级（normal) 中断产生时将会进入这种模式Supervisor :当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式Abort :当存取异常时将会进入这种模式Undef :当执行未定义指令时会进入这种模式System :使用和User 模式相同寄存器的特权模式ARM 寄存器ARM 指令集Ø数据处理类Ø跳转类ØLoad/Store 指令类ØCPSR 访问指令：MSR ，MRS异常处理今天的内容Ø嵌入式开发的技术发展现状ØARM 体系结构ØARM 常用外围设备接口开发Ø华清远见ARM 开发培训班Memory 接口设计－1v ROM 接口设计ØNAND flashØNor flash主要差别有：ØNOR Flash 接口时序和SRAM 一样ØNAND 使用的是地址和数据复用的I/O 方式ØNAND Flash 写入速度比NOR 快的多ØNOR Flash 常见容量1~32M ，而NAND 为8~256M ØNOR 没有坏块，而NAND 出厂时就可能带有坏块Ø寿命上NAND Flash 每块最多可以擦写几百万次，而NOR Flash 只有十万次数量级Memory 接口设计－2v RAM 接口设计Ø地址线，数据线Ø占ARM 4G 空间的一片区域，可以字节寻址Ø外接的RAM 需要初始化才能用来当用数据或程序空间使用。
Ø调试时如果把程序放到RAM 空间，需要用调试环境将外部RAM 空间初始化：查看RAM 的datasheet启动代码的编写v 启动代码是每个工程项目必须的。
每块芯片的启动代码是不同的v 汇编代码，主要的功能有：Ø建立向量表Ø初始化片上必须的外设，如：watchdog ，TCM 的ram 或flash Ø为处理器的各种工作模式建立堆栈Ø跳转到C 代码中断处理v CPU 与外设之间的数据传送控制方式(即I/O 控制方式)，通常有以下三种：Ø程序控制方式Ø中断方式ØDMA 方式(Direct Memory Access)v 中断定义在程序运行中，出现了某种紧急事件，CPU 必须中止现行程序，转去处理此紧急事件(执行中断服务程序)，并在处理完毕后再返回运行程序的过程。
v S3C2410中断控制器包含56个中断控制源，这些中断源来自于外设如：DMA 控制器，UART ，I2C 等。
SOC 片上外设的设计v GPIO 接口开发Ø方向Ø电压Ø驱动能力v Uart 接口开发Ø串行通讯Ø波特率的设置Ø数据收发：中断/ 查询（FIFO 深度）v 实时时钟开发Ø计算机系统通常需要一个能够记录时间的功能单元，在系统关闭后依然可以记录时间，这个功能单元就叫实时时钟单元。
Ø年月日寄存器Ø时分秒寄存器v …..20年后，还会出现什么新的外设呢？？所以根本的办法是：掌握各个芯片外围设备的硬件接口开发，理解工作原理，编程实现华清远见－ARM 开发培训班周末班：5天ARM 开发培训班ØARM 体系结构ØARM 编程模型ØARM 异常处理ØARM 、THUMB 指令集ØC 、C ＋＋、汇编混合编程Ø高效的嵌入式软件设计技巧Ø常用外围设备接口开发及试验ØBootloader 开发以及Linux 系统的引导华清远见让我们一起讨论！The success's road谢谢！。