课程设计 嵌入式系统技术基础应用及发展趋势

<<嵌入式系统设计>>课程报告

目录

嵌入式系统技术基础应用及发展趋势

一、嵌入式ARM技术及应用 (2)

①CPU内核 (2)

②体系扩展 (2)

③嵌入式ICE调试 (2)

④微处理器 (2)

二、ARM开发工具 (3)

1、概述 (3)

2、开发板上的资源 (3)

3、CPU 已内置的资源 (3)

三、嵌入式系统的特点 (4)

四、嵌入式的系统与分类 (4)

五、如何选择实时操作系统 (5)

1、选择准则 (5)

2、内核要求的最小存储器大小 (5)

3、性能 (5)

4、软件组件和设备驱动程序 (6)

5、调试工具 (6)

六、嵌入式系统发展趋势 (6)

七、总结 (7)

八、参考文献 (8)

嵌入式系统基础技术应用及发展趋势

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。

一、嵌入式ARM技术及应用

ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。

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GPS，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, CirrusLogic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。在生产工艺相同的情况下，性能可达ARM7TDMI的两倍之多。常用于连网和顶置盒。

②体系扩展

-- Thumb:以16位系统的成本，提供32位RISC性能，特别注意的是它所需的内存容量非常小。

③嵌入式ICE调试

由于集成了类似于ICE的CPU内核调试技术，所以原型设计和系统芯片的调试得到了极大的简化。

④微处理器

--ARM710系列，包括ARM710、ARM710T、ARM720T和ARM740T:低价、低能耗、封装式常规系统微型处理器，配有高速缓存（Cache）、内存管理、写缓冲和JTAG。广泛应用于手持式计算、数据通信和消费类多媒体。

--ARM940T、920T系列:低价、低能耗、高性能系统微处理器，配有Cache、内存管理和写缓冲。应用于高级引擎管理、保安系统、顶置盒、便携计算机和高档打印机。

--StrongARM:性能很高、同时满足常规应用需要的一种微处理器技术，与DEC联合研制，后来授权给Intel。SA110处理器、SA1100 PDA系统芯片和SA1500多媒体处理器芯片均采用了这一技术。

--ARM7500和ARM7500FE:高度集成的单芯片RISC计算机，基于一个缓存式ARM7 32位

内核，拥有内存和I/O控制器、3个DMA通道、片上视频控制器和调色板以及立体声端口;ARM7500FE则增加了一个浮点运算单元以及对EDO DRAM的支持。特别适合电视顶置盒和网络计算机（NC）。

二、ARM开发工具：

1、概述

冰河EV44B0 是冰河公司最新款采用Samsung S3C44B0X 高性能ARM7TDMI的多功能开发平台。由于在设计之初，就考虑到了S3C44B0X 的各种可能应用，并根据各种应用的特点开发了这款功能大而全的稳定开发平台。同时S3C44B0X的的所有引脚均已通过排针引出，用户在开发过程中倍感灵活。

2、开发板上的资源如下

（01） CPU： 72MHz。推荐工作频率为64MHz。

（02） Flash ROM： 2MB 的16 bit Flash（29LV160DT）

（03） RAM：8MB 的16bit PC100/PC133 SDRAM（HY57V641620）。可应用户需要升级

为16MB 的16bit SDRAM，以满足大规模复杂系统的设计要求。

（04）FFFD（固态硬盘）：16MB 的NAND-Flash（K9F2808）。可应用户需要升级为32MB 的（K9F5608）。

（05） USB Device：符合USB1.1 规范USB 设备控制器PDIUSBD12

（06） 2 路RS232 转换MAX3232。

（07） LCD 接口可利用CPU 内部的LCD Conntroller 扩展大规模的（1600*1600 以下分辨率的单色及256 色STN/DSTN）各种LCD 屏。也可以按照客户要求提供不同LCD偏压模块。（08）10BASE-T网络接口：RTL8019AS 全双工以太网控制器。

（09）语音接口UDA1341支持PWM音频输出

（10）触屏接口：支持4线电阻式触屏

（11） 20PIN JTAG 标准接口。

（12）焊接式RTC 3V 锂电池。

（13） 2个轻触按键及1个RESET开关，一个数码管。

（14） 1 路蜂鸣器。

（15）网卡、电源、USBLED IDE 硬盘指示灯电源指示LED。

（16） 8通道10bit ADC，100KSPS

（17） 4通道PWM输出

（18） 8条外部中断口

（19）双面焊接，CPU 脚全部引出，利于二次开发。

3、CPU 已内置的资源有

（01） 2 通道UART，波特率可高达115200bps，并内置16Byte FIFO。同时兼容Irda1.0规范。

（02） 1 通道IIC 接口（支持多主模式）。

（03） 1 个IIS 接口（音频数据接口）。

（04） 1 个SIO 接口，兼容SPI/SCI 接口。

（05） 8 通道10bit ADC（采样速率为100KSPS）。

（06） 4 通道PWM 输出。

（07） 8 条外部中断口。

（08） 1 个RTC（实时时钟）。

（09） EmbededICE（JTAG）接口。