基于ARM的嵌入式系统设计PPT课件

本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。这是从技
术的角度来定义的，嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、
外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4
个部分组成，用于实现对其它设备的控制、监视或管理等
功能。“嵌入式”反映了这些系统通常是更大系统中的一个
完整部分，嵌入式的系统中可以共存多个嵌入式系统。
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本文主要研究的问题背景和内容
本文主要研究的问题背景：
可以在嵌入式系统的巨大需求描述中发现，特别是在未来 10年嵌入式的需求达到了一个高峰。从国内 IT行业的发展来 看，国内设备开发有从众心理，为了提高可靠性，而去使用别 人早已用过比较成熟的产品，但这些产品往往价格昂贵，并且 核心技术长期掌握在他人控制的手中，不利于自身的发展和成 长。
为了避免这些问题，在20世纪90年代，国外一些学者提出了一 个新的发展方法 - 硬件和软件协同设计的方法。首先，应用程序是 独立于任何硬件和软件功能规范的方法来描述系统，其作用使硬件 /软件的统一功能和易于合成的划分;然后，从系统的功能要求，并 在开始限制硬件/软件，分配系统的硬件/软件模块，但结果需要性 能评估师对命令参数评估。如果评估不符合结构的要求，说明方案 的选择分工是不合理的，需要进行重新划分，重复直到你得到一个 更令人满意的硬件/软件至今。图2-2是该方法的框图。
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2.嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率的设计，消除冗余 度，在同样的硅片面积，努力实现更高的性能，所以在处 理器的具体应用选择上才更具有竞争力。
3.为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的系统程 序(包括操作系统)和应用程序是浑然一体的，这些程序被编 译连接成一个可以执行的二进制映像文件，然后被固化在 系统存储空间中。
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本文主要内容概述和任务安排
本文是在上述背景下的设计和实施的，对整体发展过程中的嵌 入式系统功能进行可行性研究，并对平台的选择和技术上的困 难进行了讨论，不仅涉及一般的嵌入式系统的实施方法，而且 对项目本身的细节进行详细说明。与通用PC系统相比，嵌入式 系统的硬件之间能更紧密的合作，使每个设计都有其特定的硬 件平台。此文以笔者设计实验板为例，介绍嵌入式系统开发需 要使用的基本软硬件模块：LED、IIC、SPI/SSP、VIC、A/D、 WDT、UART、GPl0、RTC和低功耗等。
嵌入式系统进行构建产生影响的诸多因素。
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嵌入式系统总体设计
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传统的嵌入式系统的开发应用是基于瀑布式流程。操作模式很 简单，分工任务协调，人员配备和管理物质材料的分布都比较简单。 如图2-1所示，所有的发展是由流水线进行。
这方面的开发使用一个单独的软件开发和硬件的发展模式，虽 然各部分可以独立进行，但不一定是最好的系统性能。每一部分的 变化和缺陷，很容易导致系统集成出现问题，这些问题将不仅难以 找到，更重要的是它们往往会涉及到的软件或硬件配置变化和结构 变化。显然，这是灾难性的。
基于ARM的嵌入式系统设计
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摘要
嵌入式系统以其特殊，体积小，便于携带，高可靠性，已经在 广泛领域得到应用，如军事国防，消费电子，通信设备，工业 控制。嵌入式处理器嵌入式实时操作系统（RTOS），具有实 时性，低成本，小型，专用和高可靠性，克服传统的基于微控 制器的控制系统功能不全和非实时的基于PC系统的缺点。随 着嵌入式系统的硬件和软件技术的飞速发展，其应用将更加广 泛，嵌入式系统的研究将有非常广泛的前景。
与通用的嵌入式系统相比，其主要特征是：
1.嵌入式系统通常是面向特定应用的。嵌入式CPU与通用
型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设
计的系统中，它通常都具有低功耗、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，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能
力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。
由于嵌入式系统不同于以往PC市场，硬件和软件已经不可 能出像一家垄断的情况。实际上对硬件及软件的选择来说，主 要因素是由应用决定的，国内应该抓住这个机会加入到这个竞 争行列中来。
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ARM微处理器因其卓越的低功耗、高性能在32位嵌入式应用 中已位居世界第一，是高性能、低功耗嵌入式处理器的代名词。为 了顺应当今世界技术革新的潮流，了解、学习和掌握嵌入式技术， 就必然要学习和掌握以ARM微处理器为核心的嵌入式开发环境和开 发流程，这对于研究和开发高性能微处理器、DSP以及开发基于 SOC芯片设计及应用系统是非常必要的。作为电子信息专业的本科、 研究生很有必要了解和掌握32位嵌入式应用的开发技术。通过对 嵌入式的学习使学生具有较强的综合素质，成为具有良好的实际操 作能力设计能力符合社会需求的开拓性电子应用人才。
这个项目的目的是研究对学校教学的嵌入式系统平台，这提高 对嵌入式系统的理解是非常重要的。本篇以嵌入式系统设计的 原则和实际应用为核心，以理论和技术方法为主题，开展了一 系列研究。
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嵌入式系统的定义和特点
嵌入式系统是指以应用为中心，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
4.嵌入式系统本身不具有引导发展的能力，即使设计完成后， 大多用户通常不能自行修改程序的功能，使嵌入式系统开 发的系统和实际的操作系统是不一样的，需要交叉编译系 统和适当的调试系统。
5.高可靠性和高实时性。也就是说，在恶劣的环境或突然断 电的情况下，系统仍然会工作;并且对于一个特殊的信号， 消息快速响应中断。
依据嵌入式系统设计的工作量，系统开发的重点在软件，操作
系统内核移植往往是最关键的也是最困难的设计部分。因此， 我们简要介绍了LPC2136基于ARM内核的芯片启动程序，着重 介绍μC/OS-II的移植过程这个部分。
论文通过比较研究，得出结论，总结了嵌入式系统设计和实施
的必要问题，困难和他们的解决方案，以及在实际应用中，对
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Baidu Nhomakorabea
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这种方法的特点是通过联合设计，联合测试和协同验证，充分 考虑硬件和软件之间的关系，并给予参与核查的每个级别，及 早的发现和解决问题。显然，对于具体的应用程序，这种方法 很容易获得满足综合性能指标的最佳解决方案。因此，我们的 项目也是按照这种方法设计。