ARM处理器与嵌入式系统.

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第1章嵌入式系统概述

第1章嵌入式系统概述

2、SiM3U1xx(80MHZ USB)系列(M3)
1.4 STM32系列微控制器简介 STM32为意法半导体(ST)公司生产的ARM处理器。
Flash Size (bytes)
512K
256 K
STM32 prod Q2/08 Samples Dec 07 Prod Q2/08
未来 发展方向
64 K 32 K
STM32 Samples NOW Prod Oct 07
72 MHz CORTEX- M3 CPU Wide offer
• 32KB-512KB Flash • 6Kb-64KB RAM
0K 48 pins 64 pins 100 pins
144 pins
LQFP
LQFP
LQFP
LQFP
(7x7) (10x10) (14x14)/BGA (20x20)/BG
machinery or plants”.
1.嵌入式系统简介
目前,对嵌入式系统的定义多种多样,但没有一种定义是全面的。下面给出两种 比较合理定义:
●从技术的角度定义:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、 适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 ●从系统的角度定义:嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件,并使其紧 密耦合在一起的计算机系统。术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一 个完整的部分,称为嵌入的系统。嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。
ADC
16 channels /
Tem1pMSsepns sor
Power Supply Reg 1.8V
POR/PDR/PV XTDAL
oscillators 3I2nKt.HRzC+ o4s~c1il6lMatoHrzs 32KHz +

基于ARM处理器的嵌入式系统设计

基于ARM处理器的嵌入式系统设计

基于ARM处理器的嵌入式系统设计嵌入式系统指的是任何一种通过程序嵌入到硬件系统中,以实现特定功能的设备。

这些系统包括嵌入式计算机、嵌入式传感器、嵌入式测量设备等等。

嵌入式系统的设计必须遵循严格的硬件和软件要求,以实现高可靠性、高效性和低耗能等特性。

ARM处理器是一种高性能低功耗处理器。

由于其独特的架构和性能,ARM处理器已逐渐成为嵌入式系统中的首选处理器。

在工业控制、汽车电子、消费电子等领域中,ARM处理器已经得到广泛的应用。

基于ARM处理器的嵌入式系统设计需要注意以下几个方面:一、硬件设计嵌入式系统中,硬件设计是至关重要的。

硬件设计需要考虑到系统的高可靠性和稳定性。

在基于ARM处理器的嵌入式系统中,硬件设计需要考虑以下几点:1.选取适当的处理器。

根据系统的应用场景和性能要求,选择适当的ARM处理器。

比如,某些应用需要实现高计算性能,而某些应用则需要实现低功耗,需要选择不同的处理器。

2.电源设计。

对于嵌入式系统来说,电源设计尤为重要。

在选择电源时,需要考虑电压范围、电流要求、效率、可靠性等因素。

3.布线设计。

布线设计需要考虑到模拟信号与数字信号的分离、信号传输的完整性以及电磁干扰等问题。

4.外设设计。

根据系统的需求,需要选取合适的外设,包括存储器、通信接口、传感器接口等。

二、软件设计基于ARM处理器的嵌入式系统中,软件设计是至关重要的。

以下是一些需要注意的问题:1.Bootloader设计。

Bootloader是在系统上电时运行的第一个程序,用于初始化硬件、加载操作系统内核等。

Bootloader的设计需要考虑到硬件的初始化和操作系统内核的加载。

2.操作系统设计。

嵌入式系统中,通常会使用一些轻量级的操作系统,例如FreeRTOS、uC/OS等。

操作系统的设计需要考虑到性能、资源占用、任务优先级等因素。

3.应用程序设计。

应用程序设计需要考虑到系统的功能要求、通信协议等因素。

在应用程序设计中,需要注意代码复杂度,确保代码的可维护性和可扩展性。

基于arm的嵌入式系统原理及应用教程答案

基于arm的嵌入式系统原理及应用教程答案

基于ARM的嵌入式系统原理及应用教程答案一、引言嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,主要用于嵌入到其他设备或系统中,以实现特定的功能。

ARM(Advanced RISC Machine)是一种基于精简指令集计算(RISC)的处理器架构,广泛应用于嵌入式系统中。

本文将介绍基于ARM的嵌入式系统的原理及应用教程答案。

二、ARM架构概述ARM架构是一种高效且灵活的处理器设计,适用于各种应用场景。

ARM处理器具有较低的功耗和较高的性能,因此成为了嵌入式系统的首选。

ARM架构支持多种指令集和处理器核心,可以满足不同的需求。

三、ARM嵌入式系统的原理1. 硬件层面在ARM嵌入式系统中,硬件部分主要包括处理器、外设和存储器等组件。

ARM处理器通常由一个或多个处理器核心组成,每个处理器核心都有自己的寄存器和执行单元。

外设包括各种输入输出设备,如键盘、鼠标、显示器等。

存储器包括RAM(随机访问存储器)和ROM(只读存储器),用于存储程序和数据。

2. 软件层面ARM嵌入式系统的软件层面主要包括操作系统和应用软件。

操作系统负责管理系统资源、调度任务和提供服务,常见的嵌入式操作系统有Linux和RTOS等。

应用软件是运行在嵌入式系统上的具体应用程序,可以根据需求进行开发和安装。

3. 嵌入式系统设计流程嵌入式系统的设计流程包括需求分析、系统设计、硬件设计、软件设计和系统测试等阶段。

在需求分析阶段,明确系统的功能和性能要求。

系统设计阶段确定硬件和软件的整体方案。

硬件设计阶段将方案转化为电路图和PCB设计。

软件设计阶段包括编写应用程序和驱动程序。

最后,在系统测试阶段验证系统的功能和性能。

四、ARM嵌入式系统的应用ARM嵌入式系统广泛应用于各个领域,包括消费电子、通信、工业控制等。

1. 消费电子在消费电子领域,ARM嵌入式系统被广泛用于智能手机、平板电脑、数字摄像机等设备。

ARM处理器的低功耗和高性能使得这些设备能够实现复杂的计算和图形处理。

嵌入式系统的应用及发展

嵌入式系统的应用及发展

嵌入式系统的应用及发展【摘要】21世纪无疑将是一个网络的时代,将嵌入式系统应用到各种网络环境中去的呼声自然也越来越高。

目前大多数嵌入式系统还孤立于internet之外,随着internet的进一步发展,以及internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密,嵌入式设备与internet的结合才是嵌入式技术的真正未来。

【关键词】嵌入式;应用;发展1嵌入式arm技术及应用随着嵌入式系统处理器的不断发展,典型的32位risc 芯片——arm处理器,不论是在pda,stb,dvd等消费类电子产品中,还是在ps,航空,勘探,测量等军方产品中都得到了广泛的应用。

越来越多的芯片厂商早已看好arm的前景,比如intel,ns,atmel,philips,nec,cirrusloic等公司都有相应的产品。

他们把更多的功能集成在arm芯片中,使其成为了高集成度,低功耗的典型代表。

arm将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和oem厂商,每个厂商得到的都是一套独一无二的arm相关技术及服务。

利用这种合伙关系,arm很快成为许多全球性risc 标准的缔造者。

arm架构是面向低预算市场设计的第一款risc微处理器。

arm提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。

由于所有产品均采用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在所有产品中运行(理论上如此)。

典型的产品如下。

①cpu内核——arm7:小型、快速、低能耗、集成式risc内核,用于移动通信。

——arm7tdmi(thumb):这是公司授权用户最多的一项产品,将arm7指令集同thumb扩展组合在一起,以减少内存容量和系统成本。

同时,它还利用嵌入式ice调试技术来简化系统设计,并用一个dsp增强扩展来改进性能。

该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器。

——arm9tdmi:采用5阶段管道化arm9内核,同时配备thumb扩展、调试和harvard总线。

arm常用的名词解释

arm常用的名词解释

arm常用的名词解释ARM(Advanced RISC Machine)是一种常用的计算机架构,被广泛应用于移动设备、嵌入式系统和单片机等领域。

本文将对ARM常用的一些名词进行解释,以帮助读者更好地了解ARM架构。

1. RISC(Reduced Instruction Set Computer):精简指令集计算机。

相对于复杂指令集计算机(CISC),RISC采用简化指令集,每条指令都非常简单,执行速度快,并且易于设计和优化硬件。

2. 架构:计算机系统的基本设计和组织原则。

ARM架构设计了一套标准的指令集和寄存器组织,以及与之兼容的处理器核心,为ARM生态系统提供了一致的编程接口。

3. 处理器核心(Processor Core):ARM的核心部分,负责执行指令和进行算术逻辑运算。

常见的ARM处理器核心包括Cortex-A系列(用于应用处理器)、Cortex-M系列(用于嵌入式系统和微控制器)和Cortex-R系列(用于实时应用和嵌入式处理器)。

4. 指令集架构(Instruction Set Architecture):定义了一套计算机指令的规范和编码方式。

ARM指令集架构包括ARMv8-A、ARMv7-A、ARMv6-M等不同的版本,不同版本支持不同的指令集和功能。

5. 寄存器:位于处理器核心内部的高速存储器,用于存储指令执行过程中需要操作的数据。

ARM体系结构中,常见的寄存器包括通用寄存器、程序计数器、状态寄存器等。

6. 多核处理器(Multi-core Processor):使用多个处理器核心的处理器。

ARM 架构支持多核处理器的设计,使得多个核心可以同时进行计算任务,提高处理能力和并行性能。

7. SoC(System on a Chip):一种集成了多个功能组件的芯片,包括处理器核心、内存控制器、I/O接口等。

ARM架构广泛应用于SoC的设计,提供了高度集成的解决方案,节省了系统板块的空间和功耗。

ARM嵌入式系统复习题

ARM嵌入式系统复习题

嵌入式系统复习题一、简答题1、什么是嵌入式处理器,嵌入式处理器可以分为几大类?嵌入式处理器是为了完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器,分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统(SOC)。

2、广泛使用的三种类型的操作系统?多道批处理操作系统、分时操作系统以及实时操作系统。

3、什么是RISC?什么是CISC?RISC是精简指令集计算机的缩写。

CISC是复杂指令集计算机的缩写。

4、ARM7TDMI中的T、D、S、I分别表示什么含义?T:支持高密度16位的Thumb指令集;D:支持片上调试;S:ARM7TDMI 的可综合(synthesizable)版本(软核);I:支持EmbededICE观察硬件;M:支持64位乘法5、ARM7TDMI处理器采用什么样的体系结构,其可寻址地址空间多大?ARM处理器使用冯.诺依曼结构;使用单个平面的232个8位字节地址空间。

地址空间可以看作是包含230个32位字,或231个16位半字。

6、ARM7TDMI处理器采用几级流水线处理,使用何种存储器编址方式?ARM7TDMI处理器采用三级流水线;ARM处理器将存储器看做是一个从0开始的线性递增的字节集合。

7、ARM处理器模式和ARM处理器状态有什么区别?ARM处理器模式指用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。

ARM处理器状态指ARM状态和Thumb状态ARM两种处理器状态下均有上述7种模式。

8、ARM7TDMI内部寄存器特点?分别为31个通用32位寄存器和6个状态寄存器。

它们不能在同一使劲同时被访问,对其的访问取决于处理器状态和处理器模式。

9、ARM7TDMI有几种寻址方式?寄存器寻址、立即寻址、寄存器移位寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、多寄存器寻址、堆栈寻址、相对寻址。

10、ARM7的内部寄存器R13、R14、R15的主要功能和作用?R13:堆栈指针,用于保存堆栈的出入口处地址、保存待使用寄存器的内容R14:连接寄存器,当使用BL指令调用子程序时,返回地址将自动存入14中;当发生异常时,将R14对应的异常模式版本设置为异常返回地址;其他时候作为通用寄存器。

ARM芯片

ARM芯片

ARM芯片ARM芯片是一种广泛应用于移动设备、物联网和嵌入式系统中的微处理器架构。

ARM(Advanced RISC Machines)公司是一家总部位于英国的半导体公司,专门设计和许可ARM架构的芯片和技术。

ARM芯片以其低功耗、高性能和灵活性而闻名,成为移动设备行业的主要选择。

ARM架构的设计理念主要基于精简指令集计算(RISC)的原则。

这种架构采用了简洁的指令集和较小的指令字长,使得处理器能够更高效地执行指令,提高性能和能效比。

相较于复杂指令集计算(CISC)的架构,ARM芯片更加适用于移动设备等功耗敏感的应用场景。

ARM芯片在移动设备领域的应用非常广泛。

从智能手机到平板电脑,从可穿戴设备到智能家居,ARM芯片几乎成为了移动设备的标配。

凭借其低能耗和高性能的特点,ARM芯片不仅能够提供出色的用户体验,还能延长设备的电池寿命。

物联网是另一个重要应用领域,ARM芯片为物联网设备提供了强大的计算和通信能力。

物联网设备通常需要小巧、低功耗的芯片来保证其长时间的稳定运行,而ARM芯片正好满足了这些要求。

无论是智能家居设备、智能穿戴设备还是工业自动化设备,ARM芯片都能提供高性能和低功耗的解决方案。

嵌入式系统也是ARM芯片的另一个主要应用领域。

嵌入式系统是指集成了计算、通信和控制功能的特定设备,例如汽车电子、控制器和医疗仪器等。

对于嵌入式系统来说,可靠性和实时性是至关重要的,而ARM芯片通过其灵活的架构和强大的计算能力,为嵌入式系统提供了稳定可靠的解决方案。

除了以上应用领域,ARM芯片还广泛用于网络设备、数据中心和机器学习等领域。

虽然ARM芯片在过去更多地用于低功耗的移动设备,但近年来,随着ARM架构的不断演进和ARM芯片性能的提升,其在高性能计算、人工智能和大数据处理等领域的应用也越来越受到关注。

ARM芯片的成功离不开ARM公司的合作伙伴生态系统。

ARM公司与众多半导体公司合作,许可其架构和技术,并且提供了丰富的开发工具和资源。

微处理器与嵌入式系统的区别

微处理器与嵌入式系统的区别

微处理器与嵌入式系统的区别微处理器与嵌入式系统的区别嵌入式系统(Embedded system),是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统”。

下面是店铺整理的微处理器与嵌入式系统的区别,欢迎大家参考!随着电子科学的不断发展,人们开始逐渐对数码产品有了更高的需求,这就促使了信息技术的不断发展。

嵌入式系统的核心就是嵌入式处理器,它是控制、辅助嵌入式系统运行的硬件单元,其应用范围非常的广阔,它也具有很好的发展前景。

那么,面对纷繁复杂的嵌入式处理器市场,我们该如何做出适合自己的选择呢?下面店铺就对市场上常见的几种嵌入式处理器进行比较分析,希望可以对大家有所帮助(嵌入式处理器类型)。

(1)嵌入式ARM微处理器(嵌入式微处理器结构)ARM微处理器的由来与发展ARM(Advanced 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。

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。

它是一种高性能、低功耗的32位微处器,它被广泛应用于嵌入式系统中。

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。

ARM9代表了ARM公司主流的处理器,已经在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的应用。

ARM微处理器的应用领域ARM微处理器是目前应用领域非常广的处理器,到目前为止,ARM微处理器及技术的应用几乎已经遍及工业控制、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,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嵌入式系统基础教程习题答案_周立功

ARM嵌入式系统基础教程习题答案_周立功

第一章思考与练习思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒机顶盒2、什么叫嵌入式系统、什么叫嵌入式系统嵌入式系统:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系嵌入式系统:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系 统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

3、什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?、什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器,嵌入式微控制器,嵌入式DSP 处理器,嵌入式片上系统处理器,嵌入式片上系统 4、什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?、什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序,首先,嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次,提高了开发效率,缩短了开发周期。

再次,嵌入式实时操作系统充分发挥了 32 位 CPU 的多任务潜力。

的多任务潜力。

第二章1、ARM7TDMI 中的T 、D 、M 、I 的含义是什么?的含义是什么?64 位乘法指令(带M 后缀的)、支持片上调试(带D 后缀的)、高密度高密度 16 位的Thumb 指令机扩展(带T 后缀的)和EmbededICE 观察点硬件(带I 后缀的)后缀的) 2、ARM7TDMI 采用几级流水线?使用何种存储器编址方式?采用几级流水线?使用何种存储器编址方式?三级流水线(取指三级流水线(取指 译码译码 执行);使用了冯·诺依曼(Von Neumann )结构,指令和数据共用一条32 位总线。

位总线。

3、ARM 处理器模式和ARM 处理器状态有何区别?处理器状态有何区别?处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态,处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。

什么是ARM_什么是嵌入式系统

什么是ARM_什么是嵌入式系统

什么是ARM?什么是嵌入式系统?发布时间: 2008-11-19 来源:电力~电子设计网站作者: kapor 浏览: 2677随着ARM处理器的流行,为了使更多工程师了解ARM傅立叶撰写了系列开发文章,主要解决什么是ARM,ARM在产品项目中的开发流程,LINUX,WINCE,VXWORKS等操作系统在ARM处理器上的应用等内容。

希望对初学者有所帮助。

第一篇、嵌入式系统和ARM开发(傅立叶电子科技ARM技术研发部710065)1.嵌入式系统概述应该肯定地讲我们每一位都已经使用过嵌入式系统有关的产品,嵌入式系统已经深入到我们生活的每一个角落。

他所涉及的领域广泛到我们的想象力能及的任何地方。

嵌入式系统是相对桌面系统来讲的,凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。

作为系统核心的微处理器又包括三类:微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、嵌入式微处理器(MPU)。

嵌入式比较准确一个定义如下:系统以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统的应用和组成嵌入式系统就是可精简计算机系统,现在一个ARM7的处理器比一个486还要快,可以挂很多设备并且价格很低。

嵌入式技术目的就是在不适宜用工控机的场合替代pc系统,而对于很多场合工控机的很多功能没有用处而用户必须要付出成本,嵌入式系统解决了这个问题,兼顾功能而又节省成本把不需要的设备裁减掉。

嵌入式系统无处不在,他的核心是处理器。

包括单片机也是嵌入式处理器的一种,在实际应用中不同等级的处理器应用方向也不同。

嵌入式微处理器的应用对比表:为什么要用位处理器?随着电子设备日新月异的发展,电子设备功能越来越完备,无论军品、工业品还是民品设计理念都越来越人性化。

很简单的讲,您家里空调、电视、DVD每样设备都单独使用一台遥控器,我们是否能够把他们几合一呢?岂不是更加方便?管理这么一堆设备从软件上来讲肯定是复杂的多了,从硬件方面当然也需要功能更加强大、功耗极低、价格更廉价的处理器来支持,32位的ARM处理器能够轻松完成以上需求。

arm架构分类

arm架构分类

arm架构分类ARM架构是一种广泛使用的计算机处理器架构,常用于移动设备、嵌入式系统、服务器等领域。

根据不同的应用场景和需求,ARM架构可以分为以下几类:1. Cortex-A系列Cortex-A系列是ARM架构中最强大的处理器系列,主要用于高性能计算领域。

它们具有多核心、高频率和大缓存等特点,能够支持复杂的操作系统和应用程序。

常见的Cortex-A系列处理器包括Cortex-A7、Cortex-A9、Cortex-A15、Cortex-A53和Cortex-A72等。

2. Cortex-R系列Cortex-R系列是ARM架构中专门设计用于实时计算领域的处理器系列。

它们具有高度可靠性、低延迟和快速响应等特点,适合于控制系统、汽车电子和医疗设备等领域。

常见的Cortex-R系列处理器包括Cortex-R4、Cortex-R5和Cortex-R8等。

3. Cortex-M系列Cortex-M系列是ARM架构中专门设计用于微控制器领域的处理器系列。

它们具有低功耗、低成本和小尺寸等特点,适合于嵌入式系统、传感器和智能家居等领域。

常见的Cortex-M系列处理器包括Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4和Cortex-M7等。

4. Neoverse系列Neoverse系列是ARM架构中专门设计用于数据中心和云计算领域的处理器系列。

它们具有高度可扩展性、高效能和低功耗等特点,适合于大规模数据处理和分布式计算等场景。

常见的Neoverse系列处理器包括Neoverse N1和Neoverse V1等。

总之,ARM架构根据不同的应用场景和需求,设计了多个不同系列的处理器,以满足各种计算需求。

计算机三级《嵌入式系统》考试内容

计算机三级《嵌入式系统》考试内容

计算机三级《嵌入式系统》考试内容一、嵌入式系统开发的基础知识1.嵌入式系统的特点、分类、发展与应用2.嵌入式系统的组成与微电子技术(集成电路、EDA、SoC、IP核等技术的作用和发展)3.嵌入式系统与数字媒体(文本、图像和音频/视频等数字媒体的表示与处理)4.嵌入式系统与网络通信技术(数字通信与计算机网,TCP/IP 协议,互联网接入技术等)二、嵌入式处理器1.嵌入式处理器的结构、特点与分类(不同类型的典型嵌入式处理器及其特点,嵌入式处理器分类等)2.ARM处理器内核的体系结构(工作状态,工作模式,寄存器组织,异常,数据类型与存储格式等)3.典型ARM处理器内核(ARM9,Cortex-A,Cortex-M,Cortex-R等的技术特点与应用领域)4.ARM处理器指令系统及汇编语言程序设计(指令格式,寻址方式,指令集,伪指令,语句格式与程序结构,ARM汇编语言与C的混合编程等)三、嵌入式系统硬件组成1.嵌入式硬件组成与嵌入式处理芯片(组成,特点,类型,ARM的AMBA总线,嵌入式处理芯片的选型)2.嵌入式系统的存储器(层次结构,分类,性能指标;片内存储器,片外存储器,外部存储设备等)3.I/O 接口、I/O 设备以及外部通信接口(GPIO、I2C、SPI、UART、USB、HDMI等;键盘、LED、LCD、触摸屏、传感器等;RS-232/RS-485、CAN、以太网和常用无线通信接口)4.基于ARM内核的典型嵌入式处理芯片(S3C2410/S3C2440芯片的内部结构,如片上总线、DMA、时钟控制、中断控制、GPIO、UART、I2C、SPI、Timer、RTC、WDT及其他硬件组件)四、嵌入式系统软件1.嵌入式系统的软件组成与实时操作系统(嵌入式系统软件组成,嵌入式操作系统的发展,实时系统与实时操作系统,微内核与宏内核,嵌入式操作系统的仿真平台等)2.板级支持软件包(BSP)和引导加载程序Bootloader(硬件抽象层HAL,BSP的功能和移植,Bootloader的执行过程,U-boot 及其移植等)3.嵌入式Linux操作系统(嵌入式Linux的发展和自由软件,嵌入式Linux内核的结构、系统调用接口,常见嵌入式Linux等)4.嵌入式操作系统C/OS-II(基本特点、代码结构、任务管理与调度、任务通信、中断处理、移植等)五、嵌入式系统的开发1.嵌入式系统的开发过程和工具(开发步骤,交叉开发平台和工具,系统的调试工具等)2.系统开发工具软件(ADS、RVDS的特点与使用,GCC的常用命令与参数)3.以S3C2410/S3C2440为背景的应用系统开发(硬件接口及部件的综合使用;无操作系统环境下的系统开发;C/OS-II环境下的系统开发)。

ARM微处理器与嵌入式系统开发

ARM微处理器与嵌入式系统开发

ARM Keil MDK开发工具
总结词
简单易用、适合初学者和嵌入式开发人员
详细描述
ARM Keil MDK(Microcontroller Development Kit)是ARM公司推出的一款适用于 ARM微控制器开发的集成开发环境(IDE)。它提供了完整的开发工具链,包括编译器、调
试器、仿真器和代码编辑器等,支持多种ARM处理器,如Cortex-M0、Cortex-M3等。 Keil MDK具有简单易用的界面和丰富的库函数,适合初学者和嵌入式开发人员使用。
制和优化。
ARM微处理器的应用领域
嵌入式系统
ARM微处理器广泛应用于各种嵌入 式系统,如智能家居、智能仪表、工 业控制等。
移动设备
ARM微处理器广泛应用于智能手机 、平板电脑、笔记本电脑等移动设备 中。
网络通信
ARM微处理器在网络通信领域也有 广泛应用,如路由器、交换机、基站 等。
多媒体处理
ARM微处理器在多媒体处理领域 有广泛应用,如数字电视、音频处理 、视频编解码等。
XXX.xxx
REPORTING
2023 WORK SUMMARY
arm微处理器与嵌入 式系统开发
作者:XXX
20XX-XX-XX
XXX.xxx
目录
• ARM微处理器概述 • ARM微处理器的体系结构 • ARM微处理器的开发工具 • 嵌入式系统开发 • ARM微处理器在嵌入式系统中的应用
PART 01
ARM9体系结构具有高性能、低功耗 、高集成度等特点,广泛应用于智能 手机、平板电脑、数字电视等领域。
ARM11体系结构
ARM11系列微处理器是ARM公司推 出的高性能处理器系列,采用高性能 的哈弗结构,支持32位和64位指令集 。

ARM嵌入式系统简介

ARM嵌入式系统简介
• 智能农业:ARM嵌入式系统可以应用于农业领域的各种设备,如智能灌溉、 智能温室等。通过智能化管理和远程控制,可以提高农业生产效率,降低能耗 和资源浪费。
工业控制中的ARM嵌入式系统
工业控制
ARM嵌入式系统在工业控制领域的应用也非常广泛,如自动化生产线、机器人控制系统 等。通过ARM嵌入式系统,可以实现设备的远程控制、自动化运行和智能化管理等功能 ,提高工业生产的效率和稳定性。
ARM指令集的特点与优势
01 02 03 04
ARM指令集具有简单、高效、易于理解和实现的特点,使得ARM处 理器在功耗、面积和性能方面具有优秀的表现。
ARM指令集支持大量的寄存器和寻址模式,使得指令执行更加灵活 和高效。
ARM指令集还支持条件执行和并行执行,能够进一步提高处理器的 性能和效率。
ARM指令集的开放性和可定制性使得ARM处理器广泛应用于各种嵌 入式系统领域,如智能家居、物联网、智能终端等。
AI和机器学习
嵌入式系统将越来越多地用于实现人 工智能和机器学习功能,需要更高效 的算法和硬件实现。
安全性和可靠性
随着嵌入式系统在关键任务中的应用 增加,对安全性和可靠性的需求将更 高,需要更多的研究和投资来确保系 统的安全性和可靠性。
05
ARM嵌入式系统应用案例
智能家居中的ARM嵌入式系统
• 智能家居:ARM嵌入式系统在智能家居领域的应用广泛,如智能照明、智能 安防、智能环境监测等。通过ARM嵌入式系统,可以实现家居设备的远程控 制、自动化控制和智能化管理,提高生活便利性和舒适度。
疗器械等。
02
ARM架构与指令集
ARM架构简介
1
ARM架构是一种基于精简指令集(RISC)的微 处理器架构,具有低功耗、高性能、低成本等优 点。

ARM,单片机,FPGA,嵌入式,DSP

ARM,单片机,FPGA,嵌入式,DSP

简单的说,嵌入式是嵌入式系统的简称,所谓嵌入式系统是指嵌入到应用对象中的专用计算机系统。

这里的对象就是指产品,比如日常使用的冰箱、空调、洗衣机,或者手机、游戏机等。

这些产品中都有计算机系统,这类计算机系统就是嵌入式计算机系统。

至于单片机、ARM、FPGA、DSP等都是实现嵌入式系统的硬件平台。

根据对象体系的功能复杂性和计算处理复杂性,提供的不同选择。

对于简单的家电控制嵌入式系统,采用简单的8位单片机就足够了,价廉物美,对于手机和游戏机等,就必须采用32位的ARM和DSP等芯片了。

FPGA是一种更偏向硬件的实现方式。

所以要学习嵌入式,要从单片机开始,然后学习ARM和DSP之类我个人认为你说的刚好相反。

不是别的,FPGA就是自己构建硬件电路,而DSP有内嵌的硬件乘法模块。

单片机应该是偏软的,比如说吧, 现在基本上可以完全用高级语言(如C)来编写单片机程序,而DSP 确还是要用到汇编。

你要知道,汇编可以说就是硬件语言。

呵呵,希望对你有用————ARM、FPGA和DSP的特点和区别是什么?发布时间:2009-5-8 14:25 发布者:ARM 阅读次数:833 DSP(digital singnal processor)是一种独特的微处理器,有自己的完整指令系统,是以数字信号来处理大量信息的器件。

一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等,在其外围还可以连接若干存储器,并可以与一定数量的外部设备互相通信,有软、硬件的全面功能,本身就是一个微型计算机。

DSP采用的是哈佛设计,即数据总线和地址总线分开,使程序和数据分别存储在两个分开的空间,允许取指令和执行指令完全重叠。

也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令,并进行译码,这大大的提高了微处理器的速度。

另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输,因为增加了器件的灵活性。

其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

arm的原理与应用

arm的原理与应用

ARM的原理与应用1. ARM架构简介ARM(Advanced RISC Machines)是一种基于精简指令集(RISC)的处理器架构。

它最早由英国的ARM Holdings开发,并在全球范围内广泛应用于各种嵌入式系统和移动设备中。

ARM架构以其低功耗、高性能和低成本的特点,在智能手机、平板电脑、物联网设备等领域得到了广泛的应用。

2. ARM的工作原理ARM处理器基于Harvard结构,将指令存储器和数据存储器分开,实现了更高的效率和灵活性。

主要组成部分包括处理器核心、存储器控制器、总线接口等。

ARM的核心部分由处理器和寄存器组成。

其中,处理器是整个系统的关键部分,负责执行指令和进行数据处理。

寄存器用于存储指令和数据,以及保存中间计算结果。

系统总线负责处理数据和指令的传输,将其从存储器传输给处理器进行处理。

存储器控制器负责管理存储器的访问,保证数据的读写操作能够顺利进行。

3. ARM的应用领域ARM架构由于其低功耗和高性能的特点,广泛应用于各种领域。

3.1 智能手机和平板电脑ARM处理器在智能手机和平板电脑领域占据了主导地位。

其高效的能耗管理和强大的计算性能,使得设备可以在长时间使用的同时具有出色的性能表现。

3.2 物联网设备物联网设备是指通过互联网连接的各种设备,如智能家居、智能手表等。

由于物联网设备通常需要长时间工作且功耗低,ARM处理器成为了其首选的处理器架构。

3.3 电子游戏机ARM架构也广泛应用于电子游戏机中。

由于游戏对处理器的计算要求较高,同时对功耗也有一定的要求,ARM的高性能和低功耗特点使得它成为电子游戏机的理想选择。

3.4 嵌入式系统ARM处理器广泛应用于各种嵌入式系统中,如数字电视机顶盒、路由器等。

由于嵌入式系统通常需要在有限的资源下运行,ARM处理器的高效能和低功耗使得它成为嵌入式系统的常用处理器。

4. ARM的优势ARM架构相比于其他处理器架构具有以下优势:•低功耗:ARM处理器以其低能耗的特点,能够在较长时间内保持设备的稳定工作,适用于移动设备等对功耗要求较高的场景。

关于ARM的内核架构介绍

关于ARM的内核架构介绍

关于ARM的内核架构介绍ARM(Advanced RISC Machines)是一种基于精简指令集(RISC)架构的处理器,广泛应用于嵌入式系统和移动设备。

ARM处理器具有低功耗、高性能和灵活性等特点,因此成为了电子设备领域中最受欢迎的处理器架构之一、本文将重点介绍ARM内核架构及其特点。

ARM内核架构在ARM处理器中起决定性作用,它包含了处理器的主要功能和组件,决定了处理器的性能、能耗和功能。

ARM内核架构包括多种不同的系列,每个系列针对不同应用采用不同的设计方式。

常见的ARM内核包括ARM7、ARM9、ARM Cortex-A系列和Cortex-M系列。

ARM7系列内核是较早期的ARM内核,主要用于低端和中端嵌入式系统。

ARM7内核采用了三级流水线架构,能实现更高的频率,提供了较低的延迟。

此外,ARM7系列采用了Thumb指令集,通过指令长度缩短可以减少存储和传输开销,提高系统性能。

ARM9系列内核相比于ARM7系列,提供了更高的性能和功能。

ARM9内核增加了补充指令集(Jazelle),可以在处理器上执行由Java虚拟机编译的Java字节码,提供了更好的Java应用支持。

ARM9内核还引入了专用的访问控制单元(MMU),使得处理器可以支持虚拟内存管理和操作系统。

Cortex-A系列内核是ARM处理器中最强大的内核,用于高端嵌入式系统和移动设备。

Cortex-A系列采用了超标量乱序执行架构,具有多发射、乱序执行和预测执行等特性,能够充分利用处理器资源,提供出色的性能和能效。

Cortex-A系列还支持大容量的高速缓存和先进的分支预测技术,提高了命中率和指令执行效率。

Cortex-M系列内核是专门为微控制器(MCU)设计的内核,采用了精简的微控制器架构。

Cortex-M系列具有低功耗和低成本的特点,适用于要求较低功耗和实时性能的应用。

Cortex-M系列将处理器核、内存管理单元和外设控制器集成在一个芯片上,具有较小的面积和较低的成本。

ARM处理器与嵌入式系统

ARM处理器与嵌入式系统
Absr c :Thou ht n u m a i so o e ba i s ue n t e fed o m be d d s s e a e p nt hi a r Em b dd d p o e s r ta t g sa d s m re fs m sc is si h il fe d e y t m r uti o t s p pe . e e r c so s a d h r wa e,t d a a e fA RM r c s o n ad r he a v nt g s o p o e s r,e be de ofw a e,a he t a h n fe b dd d s s e a e dic s d. m d ds t r nd t e c i g o m e e y t m r s us e Key wo d r s: e b d d s s e ;A RM ;ha d a e;s fw a e; tac ng m e de y t m rw r ot r e hi
嵌 入 式 软 件 、 入 式 系统教 学等 方 面进 行 了一 些梳 理 , 了一 些 个人 的 观 点 。 嵌 谈 关 键 词 :嵌 入 式 系统 ;ARM ;硬 件 ;软件 ;教 学
中图 分 类 号 : 3 9 TP 9 文 献 标 识 码 :A
ARM oc s n Pr es ora d Embe d s em d ed Sy t
做 了优 化 设 计 , 主要 用 于 实 时 信 号 处 理 领 域 , 实 时 音 视 如
引 言
由于 各 种 新 型 微 处 理 器 的 出 现 和 应 用 的 不 断 深 化 , 嵌
频 处 理 、 机 控 制 等 。MIS处 理 器 性 能 很 好 , 功 耗 较 电 P 但

ARM设计和嵌入式系统开发

ARM设计和嵌入式系统开发

ARM设计和嵌入式系统开发随着科技的发展,嵌入式系统的运用越来越广泛。

嵌入式系统是一类具有特定功能的计算机系统,主要应用于各种电子设备中,例如手机、电视、汽车等。

ARM设计及其开发嵌入式系统是一门不可或缺的技术。

一、ARM设计的基本概念ARM,全称为Advanced RISC Machines,即优化的精简指令集计算机。

ARM架构具有高度可制定性、低功耗、高效能和低成本等优点,可以处理来自不同应用领域的复杂问题。

二、ARM设计的应用场景在智能手机和平板电脑等行业中,ARM处理器具有出色的应用。

它们能够支持更高的时钟速度,并达到更高的效率。

此外,ARM处理器还广泛应用于能源管理、智能电网、自动驾驶汽车、工业自动化和可穿戴设备等领域。

三、嵌入式系统的开发流程嵌入式系统开发是一项复杂的任务,整个开发过程需要经历多个阶段,包括系统规划、硬件设计、软件设计和测试等。

1.系统规划系统规划需要确保系统的设计符合需求,并能够在特定的环境中正常工作。

在规划阶段,需要分析用户的需求,确定系统的目标和功能,盘点硬件和软件的资源,以及确定数据流程和输入输出。

2.硬件设计硬件设计阶段需要实现系统的电子组件。

在设计时,需要选择适当的硬件平台、器件和接口,并根据用户需求编写设备驱动程序。

3.软件设计软件设计是嵌入式系统开发的最重要的一个步骤。

在这个阶段,需要编写驱动程序、应用程序和底层函数等。

4.测试测试是确保系统正常工作的最终阶段。

在测试时,需要使用不同的方法来验证系统的功能。

包括单元测试、模块测试以及整体测试等。

四、嵌入式系统的关键应用相比于传统的计算机系统,嵌入式系统具有更广泛的应用领域。

例如,它们在自动化和控制系统中可以帮助机器人和其他设备智能化、提高能源效率,和尽量减少环境影响。

此外,还可以在交通、制造和医疗保健等行业中应用。

例如,在汽车制造业中,嵌入式系统可用于实现自动驾驶技术,帮助人们实现更安全和更高效的交通方式。

arm微控制器与嵌入式系统 国家级一流本科课程

arm微控制器与嵌入式系统 国家级一流本科课程

ARM微控制器与嵌入式系统国家级一流本科课程一、概述嵌入式系统是现代科技发展的重要方向之一,它在汽车、航空航天、电子设备等领域有着广泛的应用。

而ARM微控制器作为嵌入式系统的核心,更是在嵌入式系统领域具有重要地位。

为了培养具备嵌入式系统相关知识和技能的工程人才,许多高校纷纷开设了相关课程。

本文将讨论ARM微控制器与嵌入式系统国家级一流本科课程的重要性和必要性。

二、ARM微控制器的重要性1. 在嵌入式系统中的应用ARM架构的微控制器在嵌入式系统中被广泛应用,比如智能手机、汽车电子系统、工业控制系统等。

了解ARM微控制器的原理和应用非常重要,可以帮助工程人员更好地设计和开发嵌入式系统。

2. 高性能和低功耗ARM微控制器以其高性能和低功耗而闻名,是许多嵌入式系统的首选。

掌握ARM微控制器的知识对于提高嵌入式系统的性能和节能是非常重要的。

3. 开发工具和生态系统ARM微控制器有着成熟的开发工具和完善的生态系统,可以满足不同嵌入式系统开发的需求。

学习ARM微控制器可以帮助工程人员更好地利用这些资源,提高工作效率。

三、嵌入式系统课程的必要性1. 嵌入式系统的重要性嵌入式系统已经成为现代科技发展的重要组成部分,在各个领域都有着广泛的应用。

培养掌握嵌入式系统相关知识和技能的工程人才对于推动科技进步和促进产业发展至关重要。

2. 嵌入式系统课程的特点嵌入式系统课程涉及硬件和软件的结合,需要学生掌握微控制器原理、嵌入式系统设计与应用、嵌入式系统的开发工具和软件等多方面的知识。

这些知识对于学生未来的就业和科研都有着重要意义。

3. 国家级一流本科课程的意义国家级一流本科课程具有严格的课程设置、先进的教学理念和授课方法,可以更好地培养学生的实践能力和创新精神。

开设ARM微控制器与嵌入式系统课程符合国家级一流本科课程的要求,有利于培养高素质的工程人才。

四、ARM微控制器与嵌入式系统国家级一流本科课程的设立1. 课程设置ARM微控制器与嵌入式系统国家级一流本科课程应涵盖ARM微控制器原理与应用、嵌入式系统设计与开发、嵌入式系统架构与应用案例分析等内容,以确保学生全面掌握相关知识和技能。

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ARM处理器与嵌入式系统摘要:本文是作者关于嵌入式系统一些基本问题的思考和总结。

主要是从嵌入式处理器与硬件、ARM处理器的优势、嵌入式软件、嵌入式系统教学等方面进行了一些梳理,谈了一些个人的观点。

引言由于各种新型微处理器的出现和应用的不断深化,嵌入式系统在后PC时代得到了空前的发展。

随着时间的推移和技术的进步,在工业控制和新兴的手持式应用等领域,用户体验成为产品成功的关键因素之一,越来越多的产品需要良好的用户界面、互联功能以及摘要: 本文是作者关于嵌入式系统一些基本问题的思考和总结。

主要是从嵌入式处理器与硬件、ARM处理器的优势、嵌入式软件、嵌入式系统教学等方面进行了一些梳理,谈了一些个人的观点。

引言由于各种新型微处理器的出现和应用的不断深化,嵌入式系统在后PC时代得到了空前的发展。

随着时间的推移和技术的进步,在工业控制和新兴的手持式应用等领域,用户体验成为产品成功的关键因素之一,越来越多的产品需要良好的用户界面、互联功能以及较强的数据处理能力,这对嵌入式处理器硬件、软件、教学等提出了新的要求。

1 嵌入式处理器与硬件在处理器方面,目前大量的中、低端嵌入式应用,主要使用8/16位单片机。

在国内,由于历史的原因,主要是以MCS51核为主的许多不同型号单片机,主要厂商有Atmel、Philips、Winbond、宏晶等。

还有一些近几年发展较快的新型单片机,如PIC、AVR、MSP430系列等。

这些单片机各有特点,但从目前的发展角度来看,单片机针对特定应用领域的个性化发展愈发明显,典型的例子就是TI公司的MSP430系列16位单片机、ST公司的STM8L系列8位单片机和STM32L系列32位超低功耗单片机。

在嵌入式中的高端应用领域,像工业控制、POS机、网络设备、图像处理、手机、PDA等,目前主要使用ARM、MIPS、PowerPC、DSP等16~64位处理器,以32位处理器为主。

各种类型的处理器都有其一定的应用针对性。

例如,DSP对数字信号处理技术中用到的常用运算、算法做了优化设计,主要用于实时信号处理领域,如实时音视频处理、电机控制等。

MIPS处理器性能很好,但功耗较大,适合于有交流电源供电的固定应用,如固定的网络设备、机顶盒等。

ARM 处理器性能高,功耗低,适合于用电池供电的便携、手持式设备。

由于近几年便携、手持式嵌入式应用的高速发展,ARM处理器的增长速度和市场占有率也快速提升,成为目前32位应用中的主力产品。

由于嵌入式应用系统的广泛性,嵌入式系统的硬件设计涉及的知识面很广,从模拟到数字、低频到高频、小信号到大功率,以及复杂的时序逻辑设计和PCB 设计,还要考虑软硬件资源的合理分配,不仅要有广而扎实的理论基础,更需要丰富的实践经验。

只有对大大小小各种应用系统反复实战演练,了解新技术、新器件,使用过多种多样的处理器和模拟/数字器件,才能逐步积累,聚沙成塔,对一个新的应用系统给出快速、合理的硬件方案与设计。

2 ARM处理器的优势对于如今大量出现的32位嵌入式应用,以笔者之见,ARM处理器的优势主要有以下几个方面。

2.1 高性能、低功耗、低价格把ARM处理器的性能拿来和一些著名的通用处理器(如Pentium)相比是不合适的,因为他们各自针对的应用需求是不同的。

Pentium处理器采用多条指令流水线的超标量结构,追求通用应用目标下的超强性能,功耗大,可以用散热器加风扇散热。

ARM针对嵌入式应用,在满足性能要求的前提下,力求最低的功率消耗。

ARM结构的优点是能兼顾到性能、功耗、代码密度、价格等几个方面,而且做得比较均衡。

在性能/功耗比(MIPS/W)方面,ARM处理器具有业界领先的性能。

基于ARM核的芯片价格也很低,目前ARM CortexM的芯片价格可低至10元人民币左右。

2.2 丰富的可选择芯片ARM只是一个核,ARM公司自己不生产芯片,采用授权方式给半导体生产商。

目前,全球几乎所有的半导体厂家都向ARM公司购买了各种ARM核,配上多种不同的控制器(如LCD控制器、SDRAM控制器、DMA控制器等)和外设、接口,生产各种基于ARM核的芯片。

目前,基于ARM核的各种处理器型号有好几百种,在国内市场上,常见的有ST、TI、NXP、Atmel、Samsung、OKI、Sharp、Hynix、Crystal等厂家的芯片。

用户可以根据各自的应用需求,从性能、功能等方面考察,在许多具体型号中选择最合适的芯片来设计自己的应用系统。

由于ARM核采用向上兼容的指令系统,用户开发的软件可以非常方便地移植到更高的ARM平台。

2.3 广泛的第三方支持以如今的技术,设计一个处理器并非难事,但要使这个处理器得到大家认可,并取得市场成功却是非常困难的,其中涉及许多技术与非技术的因素和环节,还包括时机、运气。

因为现在许多产品的开发,不是一个简单的处理器加几百条指令、语句就可以解决的。

要用到32位处理器,一般都要有编译器、高效的开发工具(仿真器及调试环境)、操作系统、协议栈等,这些东西都不是一个芯片生产商可以解决的,而需要许多第三方的支持。

这就像一粒种子,需要土壤、空气、水等环境才能发芽、成长。

这也是我们的一些“中国芯”该反思之处。

ARM通过近20年的培育、发展,得到了广泛的第三方合作伙伴支持。

目前,除通用编译器GCC,ARM有自己的高效编译、调试环境(MDK、Keil),全球约有50家以上的实时操作系统(RTOS)软件厂商和30家以上的EDA工具制造商,还有很多高效率的实时跟踪调试工具的厂商,对ARM提供了很好的支持。

用户采用ARM处理器开发产品,既可以获得广泛的支持,也便于和同行交流,加快开发进度,缩短产品的上市时间。

2.4 完整的产品线和发展规划ARM核根据不同应用需求对处理器的性能要求,有一个从ARM7、ARM9到ARM10、ARM11,以及新定义的CortexM/R/A系列完整的产品线。

前几年应用较多的主要是基于V4架构的ARM7TDMI、ARM720T、ARM920T核的一些处理器芯片,如NXP的LPC2000系列、ST的STR7/9系列、Atmel 的AT91系列和Samsung的S3C系列。

近两年,ARM Cortex系列以更好的性能、更低的价格得到快速推广,典型的就是基于CortexM3的STM32系列。

ARM CortexM/R/A系列分别针对不同的应用领域。

M系列主要面向传统微控制器(MCU/单片机)应用,这类应用面很广,要求处理器有丰富的外设,并且各方面比较均衡;R系列强调实时性,主要用于实时控制,如汽车引擎;A系列面向高性能、低功耗应用系统,如智能手机。

选用ARM处理器进行开发,技术积累性较强,生命周期长,设计重用度高,不易被淘汰。

用户在选择ARM处理器时,可以针对应用需求,从大量的ARM芯片中选用满足性能、功能要求的产品,以获得较好的性价比。

3 ARM嵌入式系统的软件由于嵌入式系统的差异性很大,对不同的应用需求,必须选择不同的软件设计方法、开发平台和系统工具。

对于一些不需要复杂图形用户界面、通信协议和复杂文件操作(如同时打开多个文件)的应用,如果选用CortexM3核的处理器就已可以满足要求,任务数不多,任务之间的关系也不复杂,则不一定需要移植复杂的操作系统。

这样一方面可以降低系统硬件开销,也可以获得更好的实时性和执行速度。

不过,这样的软件开发方法需要开发人员有较好的程序设计思想,对所用器件有深入的了解,并掌握其编程控制方法。

若引入一个简单的操作系统,如μC/OS,可以简化程序结构,但开发者最好熟悉其内核结构,并有使用经验,否则可能会需要更多的系统开发、调试时间。

如果选择了带存储器管理单元(MMU)的ARM处理器(如ARM920T、CortexA8等),这种应用系统根据应用、实时性、开发环境等因素,移植一个功能较强的操作系统一般情况下会比较合适,如Linux、WinCE,甚至新的Android等。

这种系统的开发难度主要是在OS的移植以及硬件驱动程序的开发上。

当这二步工作完成后,主要的软件开发工作已和在PC机上开发没有多大区别,可以按照一般的软件工程方法来进行,要注意的只是与ARM硬件平台相关的软件优化问题。

由于嵌入式系统硬件资源的有限性,嵌入式软件与其他应用软件的主要区别,在于嵌入式软件要有较高的效率,包括执行速度和存储空间,尽管这二者经常是相互矛盾的。

目前一般要求更多的是速度优化。

要编写出高效的ARM程序,需要开发人员熟悉ARM的体系结构,包括内核结构、指令系统、Cache与存储器结构等,还要有好的程序设计思想,以及对一些常用函数、算法的深刻理解。

这个过程也是ARM系统开发从低级到高级的进阶之路。

目前,由于应用系统越来越复杂,嵌入式软件的移植性和重用性也得到了人们的高度重视,因为它直接影响到嵌入式软件的开发效率和质量。

选择一种通用的开发环境和高级编程语言,使开发的嵌入式软件可以方便地移植到不同的硬件平台,是实现软件重用的基础。

目前在ARM嵌入式系统开发中,ARM RealView、Keil以及IAR的EWARM是较好的开发平台,C/C++语言是应用最广泛的编程语言,并具有广泛的库函数、程序支持,在今后很长一段时间内,仍将在嵌入式系统应用领域中占重要地位。

4 嵌入式系统的教学如今,嵌入式系统作为一个热门领域,其教学问题也颇受高校的关注。

教学的主要目的是培养社会需要的人,由于嵌入式系统的广泛性、差异性,社会对从事嵌入系统开发人员的要求也有很大的不同,既需要从事简单8/16位单片机开发的人员,也需要从事ARM、DSP开发的人员;既要有从事硬件、底层软件开发的人员,也要有从事OS移植、应用软件开发的人员。

由于整个大学学习时间和课程教学时数的限制,一个人显然不可能学习、掌握嵌入系统开发的各个层面。

所以,各个学校首先应根据自身情况,明确定位,确定自己培养学生的社会适应面,然后再制定教学大纲,确定课程内容和实验平台。

对于高职、普通高校的电类与非电类专业、软件学院等,都应该有不同的选择,而不是人云亦云,一哄而上。

就目前的发展看,由于ARM等32位处理器应用渐成主流,开发工具已较完善、成熟,对于普通高校计算机学科的嵌入式系统教学,笔者认为可以定位在以32位嵌入式系统开发为主,重点是嵌入式系统的软硬件结构、嵌入式OS的知识,以及嵌入式软件设计(包括优化)。

课程主体内容基本与硬件平台(处理器型号)无关,实验可以采用基于ARM核的不同厂家处理器的实验平台。

主要考虑以下几点:①在32位嵌入式系统开发上,软件开发人员的需求比硬件开发人员要多得多(尽管目前硬件开发人员较难找,但这应该是电子等专业培养的)。

一般在一个从事嵌入式应用系统开发的公司中,软硬件人员的比例不会小于10:1。

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