5.1--ARM嵌入式系统原理及应用程
嵌入式系统原理及应用课后答案
嵌入式系统原理及应用课后答案
嵌入式系统是一种专门针对特定应用领域设计的计算机系统,
它通常被嵌入到各种设备中,以实现特定的功能。
嵌入式系统的应
用范围非常广泛,涉及到汽车、家电、医疗设备、工业控制等诸多
领域。
在现代社会中,嵌入式系统已经成为各种智能设备的核心,
其重要性不言而喻。
嵌入式系统的原理主要包括硬件和软件两个方面。
在硬件方面,嵌入式系统通常采用专用的微处理器或微控制器作为核心处理器,
配合各种外围设备,如存储器、输入输出设备等,构成完整的系统。
而在软件方面,嵌入式系统的软件通常由嵌入式操作系统和应用程
序组成,其中嵌入式操作系统具有实时性和高效性的特点,能够保
证系统的稳定运行。
在嵌入式系统的应用中,我们需要考虑的问题非常多。
首先,
我们需要充分了解所涉及的应用领域,明确系统的功能和性能需求。
其次,我们需要选择合适的硬件平台和软件开发工具,以确保系统
能够满足需求。
最后,我们需要进行系统的设计和实现,同时进行
充分的测试和调试,以保证系统的稳定性和可靠性。
对于嵌入式系统的开发人员来说,需要具备扎实的硬件和软件知识,同时需要具备良好的团队合作和沟通能力。
此外,对于特定领域的应用,还需要具备相关的专业知识,以确保系统能够满足特定领域的需求。
总的来说,嵌入式系统的原理及应用涉及到硬件、软件、应用领域等诸多方面,需要开发人员具备全面的知识和技能。
只有不断学习和积累经验,才能够在嵌入式系统领域取得成功。
希望通过本文的介绍,能够对嵌入式系统的原理及应用有更深入的了解,为相关领域的开发工作提供一定的帮助。
arm嵌入式系统原理与开发
arm嵌入式系统原理与开发
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,它被设计用于执行特定的任务。
与通用计算机系统不同,嵌入式系统通常具有更小、更简单、更经济、更可靠的特点。
ARM嵌入式系统则是基于ARM处理器的嵌入式系统。
ARM嵌入式系统的原理是由ARM处理器和其他外围电路组成。
ARM处理器是一种精简指令集(RISC)架构的处理器,具有较低的功耗和较高的性能,因此在嵌入式系统中得到了广泛的应用。
在ARM嵌入式系统的开发中,首先需要选择适合的ARM处理器进行硬件设计。
设计过程中需要考虑功耗、性能、外设接口等因素,以满足特定应用需求。
接着,需要编写嵌入式软件来实现系统功能。
开发嵌入式软件可以使用C语言或者汇编语言,以及相关的开发工具和调试工具。
在开发过程中,需要进行嵌入式系统的软硬件集成,包括处理器和外围设备的连接、通信协议的设计等。
连接可以通过总线结构实现,常见的总线包括I2C、SPI、UART等。
通信协议可以选择使用标准协议如TCP/IP、USB等,也可以根据具体需求设计自定义协议。
开发完成后,还需要进行软硬件的测试和调试,以确保系统的可靠性和稳定性。
测试可以通过仿真工具、调试工具和实际硬件平台进行。
在测试过程中,需要验证系统的各项功能和性能指标,并进行问题排查和修复。
总之,ARM嵌入式系统的原理和开发涉及到ARM处理器、外围电路、嵌入式软件等多个方面。
通过合理的硬件设计和软件开发,可以实现功能强大、性能稳定的嵌入式系统。
嵌入式系统的开发过程需要经过设计、开发、集成、测试和调试等多个阶段,以确保系统的质量和可靠性。
嵌入式系统原理及运用课程设计
摘要嵌入式系统开始于20世纪80年代单片机的使用。
嵌入式技术已经渗透到各个领域,且与人们的日常生活密不可分,给人们生活和工业生产带来极大方便。
本文论述了嵌入式系统概念、嵌入式处理器、嵌入操作系统和嵌入软件开发环境,解释了嵌入式系统组成中的各个部分。
嵌入式操作系统具有良好的可移植性,能够用在根据应用要求选择的微处理器中。
嵌入式系统设计带来了与传统系统设计全然不同的挑战。
嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分。
广泛讲,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。
嵌入式系统可以通过各种无线形式和有线形式的网络连接方式实现它们之间的相互连接。
因此,在网络通信市场上极具生命力。
关键词嵌入式系统,嵌入式操作系统,μC/OS-ⅡABSTRACTThe Embedded system commenced with the use of SCM in 1980’s. The embedded technology has penetrated in every field. It’s inseparable with our daily life and it brings great convenience to people’s life and the industry.This paper discusses the concept of the embedded system, the embedded processor, the embedded operating system and the embedded software developing environment, explains the components of the embedded system.The embedded system has great compatibility. It can be used in MPU selected according to the application. The design of the embedded system brings the challenge witch is different with the traditional design.The embedded system has been an important component of the computer field. Universally speaking, all the private soft-hardware systems with MPU can be named with embedded system. The embedded systems can connect with each other through wireless and cable connecting way. Therefore, it is animate in the market of the communication networks.KEY WORDS Embedded system, Embedded operating system,μC/OS-Ⅱ目录第一章嵌入式系统概述 (1)1.1 嵌入式系统简介 (1)1.2 嵌入式系统的分类 (3)1.3 嵌入式系统设计的特点 (3)第二章嵌入式处理器 (5)2.1 嵌入式处理器简介 (5)2.2 常用嵌入式处理器 (6)第三章嵌入式操作系统 (7)3.1 嵌入式操作系统简介 (7)3.1.1 嵌入式操作系统的机制 (8)3.1.2 嵌入式操作系统的特点: (9)3.1.3 嵌入式操作系统的分类 (10)3.2 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统 (10)3.2.1 μC/OS-Ⅱ实时操作系统结构 (11)3.2.2 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统的特点 (11)3.2.3 μC/OS-Ⅱ的移植 (13)第四章嵌入式系统编程语言 (15)4.1 嵌入式系统的高级语言特点 (15)4.2 嵌入式系统高级语言开发过程 (15)4.3 嵌入式系统编程与系统硬件 (17)4.3.1 存储器映射 (17)4.3.2 I/O映射 (18)结束语 (19)参考文献 (20)第一章嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统简介何谓嵌入式系统?根据英国电机工程师协会的定义所做的翻译,“嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或甚至工厂操作的装置”。
嵌入式操作系统原理及应用(笔记)
嵌入式操作系统原理及应用嵌入式操作系统定义:根据IEEE:嵌入式操作系统是“用来控制或监控机器装置或工厂等大规模系统的设备,是一个软硬件的综合体。
我国:以应用为中心,以计算机技术为基础较硬件可裁剪,适应应用系统功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专门计算机系统。
特点:精简内存空间待机时间长可以外界设备连接动态加载应用程序网络通信分类:复合型嵌入式操作系统通用型嵌入式操作系统专业型实时操作系统开发应用程序接口为单一功能设计(早期)嵌入式系统的架构:应用程序(图形化用户界面、支援程序库)系统服务驱动程序系统核心HAL硬件电路嵌入式处理器:1、嵌入式微处理器EMPU例如:ARM系类2、嵌入式微控制器MUC 例如:单片机3、嵌入式DSP处理器EDSP4、嵌入式片上系统嵌入式操作系统概述:实时操作系统(硬、软)和分时操作系统典型嵌入式操作系统WINDOWS CESYMBIANEmbedded Linux Android系统嵌入式系统开发方法步骤:源代码编写:编写源C/C++及汇编程序程序编译:通过专用编译器编译程序软件仿真调试:在SDK中仿真软件运行情况程序下载:通过JTAG、USB 、UART 方式下载到目标板上软硬件测试、调试:通过JTAG等方式联合调试程序下载固化:程序无误,下载到产品上生产调试方法:发光二极管法电路内部仿真逻辑分析器CPU仿真器协同认证工具第二章嵌入式软件设计结构与方法嵌入式软件系统结构组成:初始化引导代码、板级支持包、操作系统、通信协议栈、图形用户界面和应用软件;四层:板级支持包BSP、操作系统层、用户应用软件底层和用户应用软件高层(GUI、协议、设备驱动、文件系统)BSP:介于软件与硬件之间,主要为屏蔽底层硬件的多样性,根据操作系统要求对硬件直接操作,向操作系统提供底层硬件信息并最终启动操作系统。
嵌入式操作系统:一般包括嵌入式内核、嵌入式TCP/IP网络系统、嵌入式文件系统、嵌入式GUI系统和电源管理系统;应用软件:应用软件的开发基于操作系统、网络通信协议栈、图形用户接口、文件系统等一系列的底层API,由多个相对独立的应用任务组成,每个应用任务完成特定的工作,如:I/O 任务、计算任务和通信任务等,由操作系统调度任务的运行。
嵌入式系统原理及应用arm
嵌入式系统原理及应用arm嵌入式系统原理及应用ARM嵌入式系统是一种专门的计算机系统,旨在执行特定任务。
它通常被设计为嵌入到其他设备或系统中,以实现特定的控制功能。
这些设备可以是家用电器、汽车、工业机器人、智能手机等。
嵌入式系统通常要求具有可靠性高、成本低、功耗低等特点,以满足实时要求。
ARM架构是一种最常用的嵌入式系统架构。
ARM起初是Acorn RISC Machine 的简称,后来改称为Advanced RISC Machine。
ARM架构的特点是精简指令集和低功耗设计。
它采用简单的指令集和流水线技术,可以在低功耗的同时提供高性能和高效率的计算能力。
ARM处理器广泛应用于各种嵌入式系统中。
它的应用领域包括智能手机、平板电脑、数字电视、游戏机、路由器、无线通信设备等。
ARM处理器的主要特点是功耗低、性能高、集成度高、可扩展性好。
在智能手机和平板电脑领域,ARM 处理器几乎占据了绝对的市场份额。
嵌入式系统的原理包括硬件和软件两个方面。
硬件方面,嵌入式系统通常由处理器、存储器、输入输出设备和外围接口组成。
其中,处理器是系统的核心,负责处理数据和执行指令。
存储器通常包括闪存、RAM和ROM,用于存储程序和数据。
输入输出设备用于和外部环境进行交互,如键盘、显示器、传感器等。
外围接口用于连接其他设备和系统。
软件方面,嵌入式系统的开发过程包括系统设计、程序开发、测试和调试等阶段。
开发嵌入式软件需要考虑资源有限、实时要求、可靠性等特点。
常用的嵌入式软件开发工具包括编译器、调试器、仿真器等。
编程语言上,C语言是最常用的嵌入式软件开发语言,它有较高的效率和可移植性。
嵌入式系统的应用非常广泛。
在家电领域,嵌入式系统被应用于空调、洗衣机、电视等产品中,实现智能控制和便捷操作。
在汽车工业中,嵌入式系统被用于发动机控制、车载导航、安全系统等领域。
在工业自动化中,嵌入式系统被应用于机器人、传感器、PLC控制器等设备中,实现自动化生产和监测。
嵌入式系统原理及应用技术
1.嵌入式系统的定义:一般都认为嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为根底,并且软硬件可裁剪,可满足应用系统对功能、可靠性、本钱、体积和功能有严格要求的专用计算机系统。
2.嵌入式系统的特征:〔1〕通常是面向特定应用的。
具有功耗低、体积小和集成度高等特点。
〔2〕硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这样才能满足功能、可靠性和功耗的苛刻要求。
〔3〕实时系统操作支持。
〔4〕嵌入式系统与具体应用有机结合在一起,升级换代也同步进展。
〔5〕为了提高运行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般固化在存储器芯片中。
3.ARM嵌入式微系统的应用:工业控制、网络系统、成像和平安产品、无线通信、消费类电子产品。
4.ARM嵌入式微处理器的特点:〔1〕体积小、低功耗、低本钱、高性能。
〔2〕支持Thumb〔16位〕/ARM〔32位〕双指令集,兼容8位/16位器件。
〔3〕使用单周期指令,指令简洁规整。
〔4〕大量使用存放器,大多数数据都在存放器中完成,只有加载/存储指令可以存储器,以提高指令的执行效率。
〔5〕寻址方式简单灵活,执行效率高。
〔6〕固定长度的指令格式。
5.嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户软件构成。
2.哈佛体系构造的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间。
3.嵌入式处理器主要有四种嵌入式微处理器〔EMPU〕、嵌入式微控制器〔MCU〕、嵌入式数字信号处理器〔DSP〕、嵌入式片上系统〔SoC)4.ARM7采用3级流水线构造,采用·诺依曼体系构造;ARM9采用5级流水线构造,采用哈佛体系构造。
5.ARM处理器共有37个32bit存放器,包括31个通用存放器和6个状态存放器。
6.ARM体系构造可以用2种方法存储字数据,即大端格式和小端格式。
7.ARM处理器既支持32位的ARM指令集又支持16位的THCMB指令集。
8.ARM处理器有7种工作模式,他们分为两大类特权模式、非特权模式。
arm嵌入式技术原理与应用答案
arm嵌入式技术原理与应用答案【篇一:嵌入式系统原理与开发课后答案】章嵌入式系统概述:1、什么是嵌入式系统?是简单列举一些生活中常见的嵌入式系统的实例。
p3嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。
以应用为中心,一计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。
3、是比较嵌入式系统与通用pc的区别。
p3(1)嵌入式系统是专用的计算机系统,而pc是通用的计算机系统。
(2)技术要求不同,通用pc追求高速、海量的数据运算;嵌入式要求对象体系的智能化控制。
(3)发展方向不同,pc追求总线速度的不断提升,存储容量不断扩大;嵌入式追求特定对象系统的智能性,嵌入式,专用性。
4、嵌入式体统有哪些部分组成?简单说明各部分的功能与作用。
p6(1)硬件层是整个核心控制模块(由嵌入式微处理器、存储系统、通信模块、人机接口、其他i/o接口以及电源组成),嵌入式系统的硬件层以嵌入式微处理器为核心,在嵌入式微处理器基础上增加电源电路、时钟电路、和存储器电路(ram和rom等),这就构成了一个嵌入式核心控制模块,操作系统和应用程序都可以固化在rom 中。
(2)中间层把系统软件与底层硬件部分隔离,使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关。
一般包括硬件抽象层(hardware abstract layer,hal)和板级支持包(board support package,bsp)。
(3)软件层由实时操作系统(real time operating system,rtos)、文件系统、图形用户接口(graphical user interfaces,gui)、网络组件组成。
(4)功能层是面向被控对象和用户的,当需要用户操作是往往需要提供一个友好的人际界面。
5、嵌入式系统是怎么分类的?p7按照嵌入式微处理器的位数分类(4位、8位、16位、32位、64位);按照是实时性分类(硬实时系统式之系统对响应时间有严格的要求;软实时系统是对响应时间有一定要求);按照嵌入式软件结构分类(循环轮询系统、前后台系统、多任务系统);按照应用领域分类。
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5章ARM指令集特点寻址方式和指令
标志
C=1,Z=0 C=0,Z=l
N=V N!=V Z=0,N=V Z=1,N!=V 任何 ARMv3之前
含义
无符号数大于 无符号数小于或等于 有符号数大于或等于 有符号数小于 有符号数大于 有符号数小于或等于 无条件执行(指令默认条件) 该指令从不执行
2008年6月28日
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
《嵌入式系统基础教程 》第09讲第5章ARM指 令集特点寻址方式和指
令
2023/5/9
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
第5章 ARM指令集和汇编语言程序
l 本章主要介绍以下内容:
l ARM指令集的基本特点 l 与Thumb指令集的区别 l 与x86处理器的区别 l ARM指令格式
l 举例:
l SUB R1,R1,R2 ;R1-R2→R1 l MOV PC,R0 ;PC←R0,程序跳转到指定地址 l LDR R0,[R1],-R2
;读取R1地址上的存储器单元内容并存入R0, ;且R1=R1-R2,后索引偏移 l AND R0,R5,R2 ;R2中存放的是第2操作数 ;该数据属于寄存器方式的第2操作数
运算指令能够访问存储器
2008年6月28日
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
ARM指令集的编码格式
l 参看ARM指令集编码格式PDF文件
2008年6月28日
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
ARM指令集的语法
l 一条典型的ARM指令语法如下所示:
寄存器寻址
l 操作数的值在寄存器中,指令中的地址码字段指 出的是寄存器编号,指令执行时直接取出寄存器 值来操作。寄存器寻址指令举例如下:
ARM嵌入式技术原理与应用
ARM嵌入式技术原理与应用第一章嵌入式系统介绍1.1 嵌入式系统(Embedded system)嵌入式系统有时也称为嵌入式计算机系统,指的是专用计算机系统。
个人电脑≠嵌入式系统(通用)(专用,嵌入到对象体中)嵌入式系统的定义是:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
以上定义突出了它的“嵌入性”和“专用性”,将其与通用计算机区分开。
1.2 嵌入式系统的特点①嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术以及电子技术与各行业的具体应用相结合的产物。
②嵌入式系统通常是面向用户、面向产品、面向特定应用的。
嵌入式系统CPU都具有功耗低、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而使整个系统设计趋于小型化,移动能力日益增强,与网络的关系也越来越密切。
③嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,其升级换代也是和具体产品同步进行的。
因此嵌入式系统产品一旦进入市场,就具有较长的生存周期。
④为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中,而不是存储于磁盘等载体中。
⑤嵌入式系统本身并不具备在其上进一步开发的能力。
1.3 嵌入式系统发展历程嵌入式计算机系统与通用计算机系统目前属于计算机技术的两大分支。
嵌入式系统的发展大致经历了4个阶段:第一阶段:单片微型计算机(SCM)阶段,即单片机时代。
这一阶段的嵌入式系统硬件是单片机,软件停留在无操作系统阶段,采用汇编语言实现系统的功能。
这阶段的主要特点是:系统结构和功能相对单一、处理效率低、存储容量也十分有限,几乎没有用户接口。
第二阶段:微控制器(MUC)阶段,主要的技术发展方向是:不断扩展对象系统要求的各种外围电路和接口电路,突显其对象的智能化控制能力。
这一阶段主要以嵌入式微处理器为基础、以简单操作系统为核心,主要特点是硬件使用嵌入式微处理器,微处理器的种类繁多,通用性比较弱;系统开销小,效率高;软件采用嵌入式操作系统,这类操作系统有一点的兼容性和扩展性;这个阶段的嵌入式产品的应用软件比较专业化,用户界面不够友好。
嵌入式系统原理及开发应用部分课后习题答案
更小,相应的擦除电路更少,每个块的最大擦写次数是一百万次; 使用复杂的 I/O 口来串行地存取数据,各产品或厂商方法可能不同,存在较严
重的位反转问题,必须有错误探测/错误更正(EDC/ECC)算法; 用在 8MB~2GB 产品中,适合于数据存储,在 CompactFlash、SecureDigital、
天高任鸟飞,海阔凭鱼跃!
复习整理所用(私人整理,仅供参考)
传输效率高,在 1~16MB 小容量时具有很高的成本效益;���带有 SRAM 接口, 有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存取其内部的每一个字节
占据了容量为 1~16MB 闪存市场的大部分,主要用作代码存储介质。 NANDFlash 特点:
确定性 保证系统的实时性和可预测性; 系统静态配置:任务的数目、执行时序、所占资源、阻塞、通信延迟等都是确 定的。
4、简述嵌入式系统的发展历程。 1946 年 2 月 14 日,世界第一台计算机诞生,人类信息时代到来 20 世纪 60 年代初,嵌入式系统开始萌芽 标志:以晶体管、磁芯存储为基础的计算机被应用于航空、航天、工业控制等 领域。 典型应用:美国海军舰载轰炸机用多功能数字分析仪、导弹发射控制、美国某 乙烯厂 DDC 工业装置、ApolloGuidance、控制电话的电子式机械交换机等。 特点:价格昂贵、系统结构简单、功能单一、处理效率低、存储容量小、用户 接口很少。 20 世纪 70 年代初至 80 年代中期,嵌入式系统进入简单系统阶段 标志:相继出现 Intel4004、4084、8051,Motorola 公司 68HC05,Zilog 公司 的 Z80 等嵌入式微处理器,系统中无或具有简单操作系统。 典型应用:被广泛应用于家用电器、医疗仪器、仪器仪表、交通运输等领域, 例如:电算机(日本 Busicom 公司基于 4004)、微控制器取代旋钮控制的电位计 和可变电容器、1982 年出现首枚多媒体应用的 DSP 芯片等。 特点:微处理器种类繁多、通用性差、价格便宜;系统开销小、效率高等。 20 世纪 80 年代中期至 90 年代末,嵌入式系统进入 RTOS 阶段 标志:嵌入式操作系统被广泛使用,嵌入式应用开始普及。 典型应用:应用领域进一步扩大,例如:手机、数码产品、路由器、交换机、 汽车电子产品等。 特点:嵌入式操作系统内核小、效率高、高度模块化、可扩展;微处理器兼容 性好;为应用程序的开发提供了大量的 API 和 IDE 工具等。 20 世纪 90 年代末至今,嵌入式系统进入网络化阶段 标志:嵌入式设备的网络化和 Internet 接入,正在蓬勃发展…… 典型应用:Internet 技术与嵌入式应用产品的结合,例如:无线终端、平板电 脑、智能手机、智能家电、智能汽车…… 特点:32bit 微处理器占主导地位、嵌入式操作系统从简单走向成熟、与网络
基于arm的嵌入式系统原理及应用
基于arm的嵌入式系统原理及应用嵌入式系统是以特定功能为目标的计算机系统,通常被嵌入到其他设备中,以完成特定的任务。
它主要由处理器、存储器、输入输出接口和软件等组成。
ARM(Advanced RISC Machine)是一种基于精简指令集(RISC)的处理器架构,由ARM Holdings开发并广泛应用于嵌入式系统中。
ARM处理器最初是为低功耗应用而设计的,但随着技术的发展,现在已经应用于各种规模的嵌入式系统,并且在手机、平板电脑、智能电视以及汽车电子等领域得到了广泛应用。
ARM嵌入式系统的原理在于其简单的指令集和灵活的架构。
ARM处理器由寄存器、数据通路和控制逻辑组成。
寄存器用于临时存储数据,数据通路用于数据的运算和处理,控制逻辑用于控制指令的执行顺序。
ARM处理器采用低功耗的设计,具有较高的性能和较低的成本,能够满足不同嵌入式应用的需求。
ARM嵌入式系统的应用非常广泛。
在消费电子领域,ARM处理器被广泛应用于手机、平板电脑、智能电视等设备,其低功耗和高性能的特点使得这些设备能够满足用户对性能和续航能力的需求。
在工业控制领域,ARM嵌入式系统可以应用于自动化设备、仪器仪表等设备,主要用于控制和监测系统的运行状态。
在汽车电子领域,ARM嵌入式系统可以应用于车载娱乐系统、导航系统、智能驾驶系统等,提供各种功能和服务。
此外,ARM嵌入式系统还应用于医疗设备、安防系统等领域。
ARM嵌入式系统的优点有:1. 低功耗:ARM处理器采用低功耗的设计,能够在保证性能的同时降低能耗,延长设备的续航能力。
2. 高性能:由于ARM处理器的设计简单,它可以在较低的时钟频率下实现较高的性能,并且其指令集对于控制流程和数据处理非常有效。
3. 灵活性:ARM处理器具有较好的可扩展性和可配置性,可以根据不同应用的需求进行定制和优化。
4. 低成本:ARM处理器的设计和制造成本相对较低,适合大规模生产和应用。
然而,ARM嵌入式系统也存在一些挑战和限制。
arm嵌入式技术原理与应用答案
arm嵌入式技术原理与应用答案【篇一:嵌入式系统原理与开发课后答案】章嵌入式系统概述:1、什么是嵌入式系统?是简单列举一些生活中常见的嵌入式系统的实例。
p3嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。
以应用为中心,一计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。
3、是比较嵌入式系统与通用pc的区别。
p3(1)嵌入式系统是专用的计算机系统,而pc是通用的计算机系统。
(2)技术要求不同,通用pc追求高速、海量的数据运算;嵌入式要求对象体系的智能化控制。
(3)发展方向不同,pc追求总线速度的不断提升,存储容量不断扩大;嵌入式追求特定对象系统的智能性,嵌入式,专用性。
4、嵌入式体统有哪些部分组成?简单说明各部分的功能与作用。
p6(1)硬件层是整个核心控制模块(由嵌入式微处理器、存储系统、通信模块、人机接口、其他i/o接口以及电源组成),嵌入式系统的硬件层以嵌入式微处理器为核心,在嵌入式微处理器基础上增加电源电路、时钟电路、和存储器电路(ram和rom等),这就构成了一个嵌入式核心控制模块,操作系统和应用程序都可以固化在rom 中。
(2)中间层把系统软件与底层硬件部分隔离,使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关。
一般包括硬件抽象层(hardware abstract layer,hal)和板级支持包(board support package,bsp)。
(3)软件层由实时操作系统(real time operating system,rtos)、文件系统、图形用户接口(graphical user interfaces,gui)、网络组件组成。
(4)功能层是面向被控对象和用户的,当需要用户操作是往往需要提供一个友好的人际界面。
5、嵌入式系统是怎么分类的?p7按照嵌入式微处理器的位数分类(4位、8位、16位、32位、64位);按照是实时性分类(硬实时系统式之系统对响应时间有严格的要求;软实时系统是对响应时间有一定要求);按照嵌入式软件结构分类(循环轮询系统、前后台系统、多任务系统);按照应用领域分类。
arm嵌入式原理技术及应用ch
在ARM嵌入式系统中开发蓝牙模块的驱动程序的方法和实践
音频设备驱动程序设计
在ARM嵌入式系统中开发音频设备的驱动程序的方法和实践
摄像头设备驱动程序设计
在ARM嵌入式系统中开发摄像头设备的驱动程序的方法和实践
数字信号处理在ARM嵌入式系 统上的应用
ARM嵌入式系统如何应用数字信号处理技术,实现音视频编解码、数字滤波 等功能。
ARM嵌入式操作系统原理与开发
1
嵌入式操作系统原理
ARM嵌入式操作系统的各个组成部分以及其之间的联系和作用
2
FreeRTOS实战
使用FreeRTOS开发Analog Devices Blackfin处理器上的嵌入式应用程序
3
操作系统驱动移植
将操作系统移植到不同的硬件平台上的方法和实践来自ARM市场前景与发展趋势
ARM微处理器体系结构
总线结构
ARM微处理器中总线结构的作用和分类
内存管理单元
内存管理单元的作用和应用
寄存器
寄存器在ARM系统中的作用
指令集
ARM微处理器的指令集介绍和应用场景
ARM处理器的LD/ST指令
1
操作数寻址方式
不同的数据寻址方式对处理器的性能有
数据传输指令
2
何影响,如何选择最佳策略
ARM处理器的数据传输指令是如何实现的
ARM嵌入式原理技术及应 用
ARM嵌入式原理技术及应用涉及很多领域,本次演示将围绕此话题展开详细 阐述。
ARM嵌入式系统的基础知识
嵌入式控制器
嵌入式控制器的基本概念和工 作原理
电路板设计
电路板设计的一些基础知识和 实战应用案例
嵌入式模块
嵌入式系统中最常用的模块及 其功能
计算机嵌入式系统与应用
计算机嵌入式系统与应用嵌入式系统是指在某些特定应用领域中,由硬件和软件所组成的计算机系统。
它通常被嵌入到其他设备或系统中,以实现特定的功能和任务。
嵌入式系统的应用十分广泛,涵盖了许多领域,如汽车、航空航天、家电、医疗设备等。
本文将向您介绍计算机嵌入式系统的基本原理、特点以及一些典型的应用。
一、嵌入式系统的基本原理嵌入式系统的核心是由处理器、存储器、输入输出设备和操作系统组成的硬件平台。
而与之相对应的,软件平台则是由应用程序、中间件和驱动程序所组成。
1. 处理器:嵌入式系统一般使用低功耗的处理器,例如ARM、Intel的x86等。
这些处理器能够在有限的资源下高效地运行应用程序。
2. 存储器:嵌入式系统的存储器通常分为两类,一种是闪存存储器,用于存储操作系统和应用程序;另一种是随机访问存储器(RAM),用于存储运行时数据。
3. 输入输出设备:嵌入式系统的输入输出设备根据应用的需求而定,例如触摸屏、键盘、显示器、传感器、摄像头等。
4. 操作系统:嵌入式系统使用的操作系统通常是实时操作系统(RTOS),它能够保证实时性和可靠性。
二、嵌入式系统的特点嵌入式系统相对于传统的通用计算机系统有着一些独特的特点。
1. 实时性要求高:嵌入式系统往往需要对外界事件作出快速的响应,例如汽车中的刹车系统需要在发生紧急情况时立即停止。
因此,嵌入式系统要求具备快速响应的实时特性。
2. 系统资源有限:与通用计算机相比,嵌入式系统的硬件资源和存储容量往往较小。
因此,在设计嵌入式系统时需要充分考虑资源利用的效率。
3. 可靠性要求高:嵌入式系统通常用于一些关键应用领域,如医疗设备和航空航天系统。
因此,对系统的可靠性要求较高,需要考虑防错机制和故障容忍能力。
三、嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于各个行业领域,下面将以汽车、智能家居和医疗设备为例,介绍其在这些领域中的具体应用。
1. 汽车:现代汽车中的嵌入式系统应用非常广泛,例如发动机控制单元(ECU)、车载导航系统、智能驾驶辅助等。
ARM嵌入式技术原理与应用
第二是GPS广泛应用
第三是电信网的普及
第四是无线网络的应用,如Zigbee技术等
这些都为嵌入式设备在智能化、数字嵌入式系统的分类
按表现形式分〔硬件范畴〕 :
◆ 芯片级嵌入〔含程序或算法的处理器〕
◆ 模块级嵌入〔系统中的某个核心模块〕
少系统的面积和功耗,降低系统本钱,极大地提高系统的性能价格比。
◆ SOC芯片已经成为提高移动通信、网络、信息家电、高速计算、多媒体应用及军用电子系统性能的
核心器件。
特点:
构造简洁
体积小、功耗低
可靠性高
设计生产效率高
流行的SOC:
Smart XA 〔Philips〕
5〕可编程片上系统〔SOPC〕
用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,称作SOPC。可编程片上系统〔SOPC〕是一种特殊
4.嵌入式系统设计过程
嵌入式系统设计的一般过程如下:
1〕系统需求分析
◆ 确定设计任务和设计目标,并提炼出设计规格说明书,作为正式设计指导和验收的标准。
◆ 系统的需求一般分功能性需求和非功能性需求两方面。
◆ 功能性需求是系统的根本功能,如输入输出信号,操作方式等;
◆ 非功能性需求包括系统性能,本钱,功耗,体积,重量等因素。
80387
◆ 与计算机处理器不同的是,在实际嵌入式应用中,只保存和嵌入式应用严密相关的功能硬件,
去除其他的冗余功能局部,这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。
特点:
功能和微处理器根本一样,是具有32位以上的处理器,具有较高的性能。
具有体积小、功耗小、本钱低、抗干扰能力强、可靠性高的特点,有的可提供工业级应用。
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Reserved
[0]
5.1.1 存储器控制器
(2)存储块控制寄存器 每个存储块对应一个控制寄存器(即 BANK控制寄存器),0号存储块~5号存储块 对应BANKCON0~BANKCON5,其地址分配见 表5-5所示;BANKCON0~BANKCON5寄存器 每位的定义如表5-6所示。
WS7 DW7
[30] [29:28]
0 0
ST6
[27]
0
WS6
[26]
0
DW6
ST5
[25:24]
[23]
决定对于6号存储块的数据总线宽度。 00 = 8bit;01 = 16bit;10 = 32bit;11 =保留。
SRAM对5号存储块是否使用UB/LB控制位。 0 = 不使用UB/LB (引脚对应nWBE[3:0]); 1 = 使用UB/LB (引脚对应nBE[3:0])。
5.1.1 存储器控制器
S3C2440A片内集成了存储器控制器,提供了访问存储器所 需的全部控制信号。
1.外部存储空间特点
S3C2440A芯片外部可寻址的存储空间是1GB,被分成8个存储模 块,每块128MB。如图5-1所示。S3C2440A外部存储空间有如下 特点: 支持小端/大端模式。 8个存储块中,其中6 个用于ROM,SRAM;2个用于ROM、 SRAM、SDRAM。 8个存储块中,其中7 个有固定的起始地址;最后1个起始地址 可调整。并且最后2个存储块的大小可以编程。 所有存储器块的访问周期可编程。 可用nWAIT(等待)信号来扩展外部存储器的读/写周期。 在SDRAM中支持自主刷新和省电模式。
存储器
I/O端口 中断系统 看门狗 RTC
Timer部件
UART ADC及触摸屏接口 其中许多是可编程控制的,下面将介绍其中的重要模块。
5.1 存储控制模块
嵌入式系统中,存储系统差别很大,可包 含多种类型的存储器件,如FLASH,SRAM, SDRAM,ROM等,这些不同类型的存储器 件速度和宽度等各不相同; • 在访问存储单元时,可能采取平板式的地 址映射机制对其操作,或需要使用虚拟地 址对其进行读写; • 系统中,需引入存储保护机制,增强系统 的安全性。为适应如此复杂的存储体系要
R/W R/W R/W R/W R/W R/W
0号存储块控制寄存器 1号存储块控制寄存器 2号存储块控制寄存器 3号存储块控制寄存器 4号存储块控制寄存器 5号存储块控制寄存器
5.1.1 存储器控制器
表5-3 地址总线与存储块地址线的连接
存储器地址引脚
S3C2440A 地址 @8 位数据总线
S3C2440A 地址 @16 位数据总线
S3C2440A 地址 @32 位数据总线
A0
A0
A1
A1
A1
A1
A2
A2
……
…
…
…
5.1.1 存储器控制器 2.存储器控制器特殊功能寄存器 (1)总线宽度和WAIT控制寄存器 总线宽度和WAIT控制寄存器(BWSCON) 用于设定各个存储块的数据宽度及WAIT使 能。 地址为0x48000000,复位后的值为 0x000000,此寄存器可读可写。寄存器的 具体定义见表5-4所示。
• 由于数据总线的宽度可以设置位8/16/32位中的一种,因此 S3C2440A的地址总线与存储块地址线的连接有3种不同的方法, 如表5-3所示。 • 如表5-3所示,当数据总线为8位时,S3C2440A地址总线A0与存 储块A0连接,地址总线A1连接。当数据总线为16位或32位时, 地址总线A0不用,地址总线A1与存储块地址线A0连接,地址总 线A2与存储块A1连接,依此类推。
图5-1 S3C2440 存储空间分配图
5.1.1 存储器控制器
表5-2 6号和7号存储块地址
地址 6号地址 起始 地址 地址 起始 7号地址 地址 起始 结束 地址 0x3020 _0000 0x303f _ffff 0x3040 _0000 0x307f _ffff 0x3080 _0000 0x30ff _ffff 0x3100 _0000 0x31ff _ffff 0x3200 _0000 0x33ff _ffff 0x340 0 _0000 0x37ff _ffff 0x3800 _0000 0x3fff _ffff 0x3000 _0000 0x301f _ffff 0x3000 _0000 0x303f _ffff 0x3000 _0000 0x307f _ffff 0x3000 _0000 0x30ff _ffff 0x3000 _0000 0x31ff _ffff 0x3000 _0000 0x33ff _ffff 0x3000 _0000 0x37ff _ffff 2MB 4MB 8MB 16MB 32MB 64MB 128MB
OM(1:0)=00 SROM/SDRAM (nGCS7)
2M/4M/8M/16M /32M/64M/128M 2M/4M/8M/16M /32M/64M/128M 128M
SROM/SDRAM (nGCS6)
SROM (nGCS5)
SROM (nGCS4) SROM/SDRAM (nGCS3) SROM (nGCS2) SROM (nGCS1) SROM (nGCS0)
辑电平,如表5-1所示。
5.1.1 存储器控制器
表5-1 OM[0:1]逻辑电平的作用
OM1(操作模式1) OM2(操作模式2) 启动ROM 数据宽度
0
0 1 1
0
1 0 1
Nand Flash 模式
16 位 32 测试模式
5.1.1 存储器控制器
• 1号存储块到5号存储块也可以外接SRAM类型的存储器或者具有 SDRAM接口特性的ROM存储器,其数据总线宽度应设定为8位、 16位或32位。6号存储块、7号存储块可以外接SDRAM类型的存 储器,它们的块容量可改变,且7号存储块的起始地址也可改变, 如表5-2所示。
SROM (nGCS5)
SROM (nGCS4) SROM/SDRAM (nGCS3) SROMal SRAM(4KB)
1GB HADDR[29:0] 128M Accessible Region
128M
128M 128M 128M
0x0000_0000
5.1.1 存储器控制器
0x40000_0000 0x3800_0000 0x3000_0000 0x2800_0000 0x2000_0000 0x1800_0000 0x1000_0000 0x800_0000 OM(1:0)=01,10 SROM/SDRAM (nGCS7) SROM/SDRAM (nGCS6)
0
0
5.1.1 存储器控制器
WS5
DW5 ST4
[22]
[21:20] [19]
5号存储块的等待状态控制位。 0 = WAIT不使能;1 = WAIT使能。
5号存储块的数据总线宽度控制位。 00 = 8bit;01= 16bit;10= 32bit;11=保留。 SRAM对4号存储块是否使用UB/LB控制位。 0 = 不使用UB/LB (引脚对应nWBE[3:0]); 1 = 使用UB/LB (引脚对应nBE[3:0])。 4号存储块的等待状态控制位。 0 = WAIT不使能;1 = WAIT使能。 4号存储块的数据总线宽度控制位。 00= 8bit;01= 16bit;10=32bit;11= 保留。 决定SRAM对3号存储块是否使用UB/LB。 0 = 不使用UB/LB (引脚对应nWBE[3:0]); 1 = 使用UB/LB (引脚对应nBE[3:0])
图5-1 S3C2440 存储空间分配图
5.1.1 存储器控制器 0号存储块可以外接SDRAM类型的存储器或
者具有SDRAM接口特性的ROM存储器,其 数据总线宽度应设定为16位或32位中的一 种。 因为0号存储块作为启动ROM区工作时,存 储块的总线宽度应该在第一次ROM 访问之
前被决定,其依赖于OM[0:1]在重启时的逻
WS4 DW4 ST3
[18] [17:16] [15]
WS3
DW3
[14]
[13:12]
3号存储块的等待状态控制位。 0 = WAIT不使能;1 = WAIT使能。
3号存储块的数据总线宽度控制位。 00 = 8bit;01= 16bit;10= 32bit;11 = 保留。
5.1.1 存储器控制器
5.1.1 存储器控制器
表5-5 BANKCON0~BANKCON5地址分配表
寄存器 地址 读写 描述 复位值
BANKCON0 BANKCON1 BANKCON2 BANKCON3 BANKCON4 BANKCON5
0x48000004 0x48000008 0x4800000C 0x48000010 0x48000014 0x48000018
• •
•
• • •
5.1.1 存储器控制器
0x40000_0000 0x3800_0000 0x3000_0000 0x2800_0000 0x2000_0000 0x1800_0000 0x1000_0000 0x800_0000 OM(1:0)=01,10 SROM/SDRAM (nGCS7) SROM/SDRAM (nGCS6)
ST1
[7]
SRAM对1号存储块是否使用UB/LB控制位。 0 = 不使用UB/LB (引脚对应nWBE[3:0]); 1 = 使用UB/LB (引脚对应nBE[3:0])。
1号存储块的等待状态控制位。 0 = WAIT无效;1 = WAIT使能。
WS1
[6]
DW1
DW0
[5: 4]