發(fā)布時間：2020-05-21 13:46

【摘要】： 嵌入式系統(tǒng)已深入到社會的各個領域,其核心部件是嵌入式處理器。在眾多的處理器中,ARM是專為嵌入式應用而設計的處理器,由于其低功耗、高性價比和易擴展性等特點,在嵌入式系統(tǒng)中得到了最為廣泛的應用。本文結合PC/104模塊的開發(fā)以及專用SOC芯片(SOC603)的硬件原型設計分別對ARM處理器在嵌入式系統(tǒng)中的應用做了大量的研究工作,論文主要內容有: 1.論文對比嵌入式x86處理器,分析了基于ARM處理器開發(fā)PC/104模塊的優(yōu)勢,提出了基于ARM處理器S3C2440的PC/104模塊解決方案,深入研究了系統(tǒng)的總線接口設計、通用外設接口設計、熱設計和電磁兼容設計等關鍵技術。在某鐵路監(jiān)控設備中的實際測試表明,基于ARM處理器的PC/104模塊的主要性能確實高于原來的基于x86處理器的PC/104模塊。 2.論文介紹了基于ARM內核的SOC體系結構,總結了SOC603設計驗證的基本策略,分析了一種典型硬件原型平臺架構下的器件選型方案,最后通過一個例子說明專用控制器在硬件原型平臺上的驗證方法。 3.論文系統(tǒng)介紹了嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks在硬件原型平臺上的移植過程,包括各種VxWorks映像文件的特點、VxWorks的啟動流程以及BSP定制方法,最后介紹了VxWorks系統(tǒng)中應用程序的開發(fā)環(huán)境及調試手段。 論文深入研究了基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)開發(fā),設計了基于ARM處理器的PC/104模塊和SOC603硬件原型平臺,并在平臺上完成了專用控制器的設計和驗證以及VxWorks操作系統(tǒng)的移植。論文的研究成果可用于指導基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。
【圖文】：

處理器芯片進入市場。目前，全世界有幾十家大的半導體公司都使用 ARM因此既使得 ARM 技術獲得更多的第三方工具、制造、軟件的支持，又使低，使產品更容易進入市場被消費者所接受，更具有競爭力。來說，基于ARM內核的處理器都可以稱為ARM處理器，通常的ARM處理器成了豐富的外設控制器，以本文中用到的S3C2440 為例，其芯片結構如圖 440 是Samsung公司生產的面向便攜式設備應用的一款面積小低功耗高性ISC微控制器。由ARM920T內核（16/32-bit RISC CPU）、獨立指令/數(shù)據(jù)cach（eKB數(shù)據(jù)cache）、MMU（存儲器管理單元）、LCD控制器、NAND Flash引導、系統(tǒng)管理單元（SDRAM控制器等）、3 通道UART（Universal Asynchnd Transmitter）、4 通道DMA、4 通道具備PWM功能的定時器、可編程I/O時鐘）、8 通道 10bit精度的ADC和觸摸屏控制器接口、IIC總線接口、IIS口、USB主控接口、USB設備接口、SD/MMC卡控制器接口、2 通道SPI和等組成[7]。

其主要特點有[36]：2 位 RISC 體系結構；取指、譯碼、執(zhí)行三級流水線；.13um 生產工藝下內核最大時鐘頻率可達到 130 MHz；的芯片面積，功耗很低； ARM 指令集提供了優(yōu)秀的性能和靈活度，16 位 Thumb 指令集增加主流的嵌入式實時操作系統(tǒng)（RTOS），包括 VxWorks、Symbian O SOC 設計者提供優(yōu)秀的調試支持，包括 ETM（Embedded Trace M；代碼向上兼容 ARM9、ARM9E 和 ARM10E 等內核，，也很好的兼容ale 技術。
【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TP368.11

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本文編號：2674393