【ARM9嵌入式系统硬件设计指南】嵌入式输入设备设计

【ARM9嵌入式系统硬件设计指南】嵌入式输入设备设计摘要：嵌入式系统可以对各种数据信息进行快速计算、分析、输出，即完成对数据的处理。但计算机系统无法主动产生数据和结果。对数据的处理结果做出何种决策和反应，很多时候就需要用户“告诉”系统如何执行下一步动作，或是给出决策的依据。

ZLG致远电子十余年的嵌入式硬件设计秘笈首度公开！《ARM9嵌入式系统硬件设计指南》配套划时代精品EasyARM-i.MX283A 开发平台同期发布，深入剖析ARM9 硬件设计的每一个毛孔，助您完成前所未有的技术飞跃！

7.1 嵌入式输入设备设计

嵌入式系统可以对各种数据信息进行快速计算、分析、输出，即完成对数据的处理。但计算机系统无法主动产生数据和结果。对数据的处理结果做出何种决策和反应，很多时候就需要用户“告诉”系统如何执行下一步动作，或是给出决策的依据。这时，就需要使用输入设备将用户的“指示”或“依据”传递给嵌入式系统。

常见的人机交互输入设备包括按键、触摸屏、麦克风及其他各类用户可控输入的传感器等。随着科技的发展，不仅我们常见的交互输入设备出现了新的形态，而且也出现了不少新的交互输入方式。比如，现在手机中的电容按键及重力感应传感器、距离传感器。现在的交互设备不仅体现在硬件设备的复杂性上，而且在相关数据的复杂性上也与以往有了较大的增加。比如，可用于语音输入的麦克和可用于人脸识别的摄像头，为了完成这些人机交互输入，除了硬件输入设备对信息采集外，还需要后台进行大量的数据处理，以帮助系统“理解”用户的“输入信息”。

下面我们详细介绍最常用的两种输入设备：键盘/按键、触摸屏。

7.1.1 键盘

键盘是嵌入式应用的常用外部设备之一。键盘是由若干个按键组成的开关矩阵，它是最简单的数字量输入设备。对系统而言，键盘上不同的按键代表着不同的含义（一般来说，按键的含义可通过软件定义）。用户通过按动键盘的按键，输入数据或命令，实现简单的人机交互。

1．键盘的基本电路

键盘的基本电路是一个接触开关，通、断两种状态分别表示逻辑“0”和“1”。如图7.1所示，当开关打开时，处理器检测到相应引脚为高电平，表示逻辑“1”；当开关闭合时，处理器检测到相应引脚为低电平，表示逻辑“0”。

2．键盘的分类

按键排布的方式，键盘可分为可分成独立式按键键盘和矩阵式按键键盘；按读入键值的方式，可分为直读方式和扫描方式；按编码方式，可分成非编码方式和硬件编码方式；按微处理器响应方式可分为中断方式和查询方式。以上各种方式组合可构成不同硬件结构和接口的键盘。以下介绍较为常用的两种方式。

(1)、独立式

独立式按键键盘是指将每个独立按键按一对一的方式直接接到微处理器的I/O输入端口，如图7.1所示。读键值时，处理器可以检测相应I/O输入端口的状态，判定输入电平，确定输入的逻辑值。按键之间在硬件和读取方式上均相互独立，所以习惯称这种按键为独立式按键。这种方式在软硬件上实现均比较简单，但每一个按键都占用一个I/O端口，占用的资源较多，一般在按键数量较少，微处理器I/O资源充足时采用。

图7.1 键盘模型及按键抖动示意图

(2)、矩阵式

矩阵式键盘是用n条I/O线组成行输入口，m条I/O线组成列输出口，在行列线的每一个交点上设置一个按键。如图7.2（b）所示，为一个4行4列的矩阵键盘。矩阵式键盘读取键值一般采用逐行扫描的方式，即输出口按位轮换输出低电平，再从输入口读入信息，最后计算各次从输入口读取的信息，获得键码。例如，将row0~3配置为输出模式，col0~3配置为输入模式；现将row0输出低电平，row1~3输出高电平，读取col0~3；如果此时第0行0列的按键有按下，则col0检测到输入为低电平，其他列为高电平。这种方式占用I/O线较少，在按键较多的应用中采用较多。

设计键盘时，通常小于4个按键的应用，可以使用独立式接口。如果按键较多，为了减少微处理器的I/O端口的占用，可以使用矩阵式键盘。

图7.2 独立键盘与矩阵键盘

另外，如果使用处理器I/O直接与矩阵键盘接口相连，上述矩阵键盘的检测方式需要处理器不断对接口扫描检测。对速度较快的处理器来说，这种检测方式是对处理器的极大浪费。所以实际应用中建议使用专门的矩阵键盘的驱动芯片或I/O扩展芯片，来实现对矩阵键盘的检测，比如ZLG7290、CA T9555等扩展芯片。使用驱动或I/O扩展芯片，可以将处理器从简单但频繁的键盘扫描动作中解放出来。如图7.3为ZLG7290实现矩阵键盘应用的基本电路，该芯片支持2×8个I/O扩展，采用I2C接口与处理器连接，并支持中断输出，最大可扩展8×8的矩阵键盘。

图7.3 ZLG7290矩阵键盘电路

嵌入式系统硬件体系结构设计

一、嵌入式计算机系统体系结构体系主要组成包括： 1. 硬件层硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器（SDRAM 、ROM 、Flash 等）、通用设备接口和I/O 接口（A/D 、D/A 、I/O 等）。在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个嵌入式核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化在ROM 中。软件层功能层

2. 中间层硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层（Hardware Abstract Layer，HAL）或板级支持包（Board Support Package，BSP），它将系统上层软件与底层硬件分离开来，使系统的底层驱动程序与硬件无关，上层软件开发人员无需关心底层硬件的具体情况，根据BSP 层提供的接口即可进行开发。该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能。 3. 系统软件层系统软件层由实时多任务操作系统（Real-time Operation System，RTOS）、文件系统、图形用户接口（Graphic User Interface，GUI）、网络系统及通用组件模块组成。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。 4. 功能层功能层主要由实现某种或某几项任务而被开发运行于操作系统上的程序组成。一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成，而嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。硬件的设计本网关硬件环境以单片机S3C2440芯片和DM9000以太网控制芯片为主，

(完整版)三级嵌入式系统

三级嵌入式系统学习总结一第一章 1.嵌入式系统概论嵌入式系统中的软件一般都固化在只读存储器中，用户不能随意更改其中的程序功能。嵌入式系统的逻辑组成：1）处理器2）存储器3）I/O设备与I/O接口4）数据总线5）软件嵌入式处理芯片有四种类型：1）微处理器2）数字信号处理器3）微控制器（单片机）4）片上系统微控制器MCU的低端产品并不会因为高端产品的出现而衰落在32位MCU中，绝大多数使用RAM内核 EDA：电子设计自动化 IP核可以分为三种：软核、硬核、固核 2.嵌入式系统与数字媒体计算机中常用的最广泛的西文字符及其编码是ASCII字符集和ASCII码，即美国标准信息交换码，共有128个字符，一个字符占一个字节。我国目前广泛使用的汉字编码国家标准有GB2312和GB18030 GB2312只有6763个汉字，不够用 GB18030字符集与国际标准UCS/Unicode字符集基本兼容。GB18030采用不等长的编码方法，单字节编码表示ASCII码，双字节编码表示汉字，与GB2312保持向下兼容，四字节编码表示其他字符 Unicode最新版本是6.3。UCS/Unicode在计算机中具体实现时采用不同的编码方案，最常用的是UTF-8和UTF-16，UTF-8采用的是单字节可变长编码；UTF-16采用的是双字节可变长编码文本的类型可以分为简单文本、丰富格式文本、超文本图像的数据量=图像水平分辨率*图像垂直分辨率*像素深度/8（像素深度指的是每个像素用多少个二进制数来表示）数字视频的数据量非常大，在进行传输时必须进行压缩，压缩编码标准是国际标准化组织（ISO）制定的，其名称为MPEG。无线局域网采用的协议主要是IEEE 802.11（俗称WIFI） 3.数字通信与计算机网络微波是一种300MHz-300GHz的电磁波计算机网络的组成：1）计算机等智能电子设备2）数据通信链路3）通信协议4）网络软件以太局域网： 1）发送数据设备必须把要传输的数据分成小块（帧）进行传输，一次只能传输1帧； 2）局域网中的每一个终端都有自己唯一的标识，称为物理地址或MAC地址，在发送的每一帧数据中，必须包含自己的MAC地址和接收终端的MAC地址 3）IP协议定义了主机的概念，所有主机及使用一种统一格式的地址标识，称为IP地址。4）以太局域网大多是由集线器或者交换机组网计算机网络的类型：1）局域网2）城域网2）广域网 IP地址分为A、B、C三类。 IP是由四段数字组成，共32位，8位一段。 A类IP段0.0.0.0 到127.255.255.255 (0段和127段不使用)

嵌入式系统设计基础总结报告

嵌入式系统设计基础结题报告学生1：学生2：学生3：组长：组长电话：指导老师：完成时间：

目录目录 (2) 摘要 (3) 一、课题概述 (4) 二、课题实施方案 (4) 2.1 方案说明 (4) 2.1.1 LCD图像显示模块设计方案 (4) 2.1.2 触摸屏模块设计方案 (5) 2.1.3 音乐播放模块设计方案 (5) 2.1.4 键盘模块设计方案 (6) 2.2 工程规范 (6) 三、课题实施过程详述 (6) 四、系统测试方法 (8) 五、结果分析 (8) 六、总结 (9) 参考文献 (9) 附录 (9)

摘要随着智能手机和平板电脑等便携式设备的兴起，ARM已经成为全球领先的半导体知识产权提供商，全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构。ARM技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。本文旨在初步接触嵌入式ARM技术。我们使用了天嵌TQ2440开发板以及ADS1.2来进行相关实验，主要制作了一个带背景音乐、可以使用触摸屏和键盘进行前后照片切换的数码相框。通过这次实验，我们对ARM技术有了一个初步的认识和了解，同时也掌握了一些编程和调试技术。关键词：嵌入式，LCD图像显示，触摸屏 Abstract With the development of the smartphone and tablet computer, ARM has already become a leading semiconductor intellectual property provider in global market. More than 95% of the smartphone and tablet computer use the ARM framework. ARM has the advantages in performance, cost and efficiency. This paper aim at having a rough contact with embedded ARM and we use TQ2440 and ADS1.2 to conduct relevant experiments. Generally, we have made a digital album which can be controlled by touch panel. Through this experiment, we have grown a general acknowledge of ARM technology and master some coding and debugging technology. Keywords：embedded system, LCD display, touchpanel

arm9嵌入式课后答案

arm9嵌入式课后答案【篇一：arm嵌入式系统结构与编程习题答案(全)】ass=txt>第一章绪论 1. 国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？答：国内嵌入式行业一个普遍认同的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗严格要求的专业计算机系统。从这个定义可以看出嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的剪裁利用。因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而“量身定做”的专业计算机系统。 2．嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。答：从20世纪70年代单片机的出现到目前各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了30多年的发展历史。嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。intel公司1971年开发出第一片具有4位总线结构的微处理器4004，可以说是嵌入式系统的萌芽阶段。80年代初的8051是单片机历史上值得纪念的一页。20世纪80年代早期，出现了商业级的“实时操作系统内核”，在实时内核下编写应用软件可以使新产品的沿着更快，更节省资金。20世纪90年代实时内核发展为实时多任务操作系统。步入21世纪以来，嵌入式系统得到了极大的发展。在硬件上，mcu的性能得到了极大的提升，特别是arm技术的出现与完善，为嵌入式操作系统提供了功能强大的硬件载体，将嵌入式系统推向了一个崭新的阶段。 3．当前最常用的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。答：主要有嵌入式linux和嵌入式实时操作内核uc/os-ii 嵌入式linux操作系统是针对嵌入式微控制器的特点而量身定做的一种linux操作系统，包括常用的嵌入式通信协议和常用驱动，支持多种文件系统。主要有以下特点：源码开放，易于移植，内核小，功能强大，运行稳定，效率高等。 uc/os是源码工卡的实时嵌入式系统内核，主要有以下特点：源码公开，可移植性强，可固化，可剪裁，占先式，多任务，可确定性，提供系统服务等。

嵌入式系统最小系统硬件设计

引言嵌入式系统是以应用为中心，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。本文主要研究了基于SEP3202（内嵌ARM7TDMI 处理器内核）的嵌入式最小系统，围绕其设计出相应的存储器、总线扩展槽、电源电路、复位电路、JTAG、UART等一系列电路模块。嵌入式最小系统根据IEEE的定义，嵌入式系统是：控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置。这主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。不过上述定义并不能充分体现出嵌入式系统的精髓，目前国内一个普遍被认同的定义是：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。嵌入式最小系统即是在尽可能减少上层应用的情况下，能够使系统运行的最小化模块配置。以ARM内核嵌入式微处理器为中心，具有完全相配接的Flash电路、SDRAM电路、JTAG电路、电源电路、晶振电路、复位信号电路和系统总线扩展等，保证嵌入式微处理器正常运行的系统，可称为嵌入式最小系统。对于一个典型的嵌入式最小系统，以ARM处理器为例，其构成模块及其各部分功能如图1所示，其中ARM微处理器、FLASH和SDRAM模块是嵌入式最小系统的核心部分。 ?微处理器——采用了SEP3203； ?电源模块——为SEP3203内核电路提供2.5V的工作电压，为部分外围芯片提供3.3V的工作电压； ?时钟模块（晶振）——通常经ARM内部锁相环进行相应的倍频，以提供系统各模块运行所需的时钟频率输入。32.768kHz给RTC和Reset模块，产生计数时钟，10MHz作为主时钟源； ?Flash存储模块——存放嵌入式操作系统、用户应用程序或者其他在系统掉电后需要保存的用户数据等； ?SDRAM模块——为系统运行提供动态存储空间，是系统代码运行的主要区域； ?JTAG模块——对芯片内部所有部件进行访问，通过该接口对系统进行调试、编程等，实现对程序代码的下载和调试； ?UART模块——用于系统与其他应用系统的短距离双向串行通信； ?复位模块——实现对系统的复位；

基于ARM9的人脸识别系统嵌入式报告课程设计

嵌入式课程设计报告学院信息电子技术专业通信工程班级学号姓名指导教师 2017年07月01日

基于ARM9的人脸识别系统一、引言人脸识别背景和意义人脸识别系统的研究始于20世纪60年代，80年代后随着计算机技术和光学成像技术的发展得到提高，而真正进入初级的应用阶段则在90年后期，并且以美国、德国和日本的技术实现为主；人脸识别系统成功的关键在于是否拥有尖端的核心算法，并使识别结果具有实用化的识别率和识别速度；“人脸识别系统”集成了人工智能、机器识别、机器学习、模型理论、专家系统、视频图像处理等多种专业技术，同时需结合中间值处理的理论与实现，是生物特征识别的最新应用，其核心技术的实现，展现了弱人工智能向强人工智能的转化语音识别、体形识别等，而指纹识别、虹膜识别等都不具有自然性，因为人类或者其他生物并不通过此类生物特征区别个体。人脸识别具有这方面的特点，它完全利用可见光获取人脸图像信息，而不同于指纹识别或者虹膜识别，需要利用电子压力传感器采集指纹，或者利用红外线采集虹膜图像，这些特殊的采集方式很容易被人察觉，从而更有可能被伪装欺骗。二、系统设计 1、硬件电路设计（1）ARM9处理器本系统所采用的硬件平台是天嵌公司的TQ2440开发板，该开发板的微处理器采用基于ARM920T内核的S3C2440芯片。 ARM9对比ARM7的优势：虽然ARM7和ARM9内核架构相同，但ARM7处理器采用3级流水线的冯·诺伊曼结构，而ARM9采用5级流水线的哈佛结构。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内，在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在常用的芯片生产工艺下，ARM7一般运行在100MHz左右，而ARM9则至少在200MHz 以上。指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠，这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言，一般来说，性能的提高在30%左右。ARM7一般没有MMU(内存管理单元），（ARM720T有MMU）。（2）液晶显示屏为显示摄像头当前采集图像的预览，系统采用三星的320x240像素的液晶屏，大小为206.68cm。该液晶显示屏的每个像素深度为2bit，采用RGB565色彩空间。（3）摄像头摄像头采用市场上常见的网眼2000摄像头,内部是含CMOS传感器的OV511+芯片。CMOS传感器采用感光元件作为影像捕获的基本手段,核心是1个感光二极

ARM9嵌入式复习总结

ARM9嵌入式复习第一章 1.嵌入式微处理器的分类。 a)什么是嵌入式微处理器？ 1.嵌入式微处理器是嵌入式系统硬件层的核心，嵌入式微处理器将通用CPU中许多由板卡完成的任务集成到芯片内部，从而有利于系统设计趋于小型化、高效率和高可靠性。嵌入式微处理器大多工作在为特定用户群所专门设计的系统中。 2.嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系结构或哈佛体系结构，指令系统可以选用精简指令系统（Reduced Instruction Set Computer，RISC）和复杂指令集系统CISC（Complex Instruction Set Computer, CISC）。 b) 嵌入式微处理器分类 1.按照系列分：ARM系列、MIPS系列、PowerPC系列。 2.按照指令复杂程度分：CISC和RISC两类 2.微处理器划分： a)嵌入式微控制器 b)嵌入式微处理器 c)DSP处理器 d)嵌入式片上系统 e)多核处理器 3.嵌入式操作系统（EOS）的特性 EOS除具备了一般操作系统最基本的任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等功能外，还具有如下特点：强实时性；支持开放性和可伸缩性的体系结构，具有可裁减性；提供统一的设备驱动接口；提供操作方便、简单、友好的图形GUI和图形界面；支持TCP/IP协议及其他协议，提供TCP/UDP/IP/PPP协议支持及统一的MAC访问层接口，提供强大的网络功能。第二章 1.ARM7TDMI命名 2.3级流水线与总线架构

三级流水线：流水线使用3个阶段，因此指令分为3个阶段执行 1.取指:从程序存储器中读取指令,放入流水线中 2.译码:操作码和操作数被译码,决定执行什么功能,为下一个始终周期准备数据路径所需要的控制信号。 3.执行:执行已译码的指令注：程序计数器（PC）指向被取指的指令，而不是指向正在执行的指令在正常操作的过程中，在执行一条指令的同时对下一条指令进行译码，并将第三条指令从存储器中取出 3.ARM的两种状态与7种工作模式 a)两种状态。 i.ARM状态：32位，这种状态下执行的是字方式的ARM指令； ii.Thumb状态：16位，这种状态下执行半字方式的Thumb指令。注：两个状态之间的切换并不影响处理器模式或寄存器内容,可以使用BX指令切换两种状态.状态寄存器CPSR的T位反应了处理器运行不同指令的当前状态. b)7种工作模式。

嵌入式系统原理与设计知识点整理

第一章嵌入式处理器 1嵌入式系统的概念组成：定义：以应用为主，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，满足系统对功能、性能、可靠性、体积和功耗有严格要求的计算机系统。组成：硬件：处理器、存储器、I / O设备、传感器软件：①系统软件， ②应用软件。 2.嵌入式处理器分类特点：分类：①MPU（Micro Processor Unit）微处理器。一块芯片，没有集成外设接口。部主要由运算器，控制器，寄存器组成。 ②MCU（Micro Controller Unit）微控制器（单片机）。一块芯片集成整个计算机系统。 ③EDSP（Embled Digital Signal Processor）数字信号处理器。运算速度快，擅长于大量重复数据处理 ④SOC（System On Chip）偏上系统。一块芯片，部集成了MPU和某一应用常用的功能模块 3.嵌入式处理器与通用计算机处理器的区别： ①嵌入式处理器种类繁多，功能多样 ②嵌入式处理器能力相对较弱，功耗低 ③嵌入式系统提供灵活的地址空间寻址能力 ④嵌入式系统集成了外设接口 4.①哈佛体系结构：指令和数据分开存储————————（嵌入式存储结构）特征：在同一机器周期指令和数据同时传输 ②·诺依曼体系结构：指令和数据共用一个存储器——（通用式存数结构）数据存储结构（多字节）：大端方式：低地址存高位；小端方式：高地址存高位 6.ARM指令集命名：V1~V8 （ARMV表示的是指令集）

7.ARM核命名：. 命名规则：ARM｛x｝｛y｝｛z｝｛T｝｛D｝｛M｝｛I｝｛E｝｛J｝｛F｝｛S｝｛x｝——系列（版本）｛y｝——当数值为“2”时，表示MMU（存管理单元）｛z｝——当数值为“0”时，表示缓存Cache ｛T｝——支持16位Thumb指令集｛D｝——支持片上Debug（调试）｛M｝——嵌硬件乘法器｛I｝——嵌ICE（在线仿真器）——支持片上断点及调试点｛E｝——支持DSP指令｛J｝——支持Jazzle技术｛F｝——支持硬件浮点｛S｝——可综合版本 8. JTAG调试接口的概念及作用： ①概念：（Joint Test Action Group）联合测试行动小组→检测PCB和IC芯片标准。（P CB→印刷电路板IC→集成芯片） ②作用（1）硬件基本功能测试读写（2）软件下载：将运行代码下载到目标机RAM中（3）软件调试：设置断点和调试点（4）FLASH烧写：将运行最终代码烧写到FLASH存储器中。 9.GPIO概念：（General Purpose I/O Ports）通用输入/输出接口，即处理器引脚。 10.S3C2410/S3C2440 GPIO引脚 S3C2410共有117个引脚，可分成A——H共8个组，（GPA，GPB，…GPH组） S3C2440共有130个引脚，可分成A——J共9个组，（GPA，GPB，…，GPH，GPJ 组） 11.GPxCON寄存器,GPxDAT寄存器,GpxUP寄存器的功能，各位含义和用法 ①GPxCON寄存器（控制寄存器）——设置引脚功能 →GPACON（A组有23根引脚，一位对应一个引脚，共32位，拿出0~22位，其余没用）（若某一位是）0：（代表该位的引脚是一个）输出引脚 1：地址引脚 →GPBCON——GPH/JCON（用法一致，两位设置一个引脚） 00：输入引脚 01：输出引脚 10：特殊引脚 11：保留不用 GPBCON ②GPxDAT寄存器（数据寄存器）——设置引脚状态及读取引脚状态若某一位对应的是输出引脚，写此寄存器相应位可令引脚输出高/低电平。若某一位对应的是输入引脚，读取此寄存器可知相应引脚电平状态。GPBDAT

ARM9上的嵌入式Linux系统移植

《自动化技术与应用》２００９年第２８卷第６期 Techniques of Automation & Applications | 43 1 引言嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,且软硬件可裁减,是对功能、可靠性、成本、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由以下几部分组成: 嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、及特定的应用程序。当前,人类进入信息爆炸的时代,各类信息极度丰富,数字信息技术和网络技术的高速发展,只有借助于各种计算机,才能够对各类信息进行处理,它们已不再局限于以前的PC,而是由形态各异、性能千差万别的嵌入式系统来完成。而嵌入式操作系统主要有:嵌入式Linux 、WindowsCE 、Vxworks 、uC/OS-II 等[1]。本文主要研究嵌入式Linux 在嵌入式系统中的应用。 2 嵌入式Linux 操作系统及特点将Linux 应用于嵌入式环境,是基于其具有以下特点:(1)Linux 操作系统是层次结构,并且内核源代码完全开放。不同领域和不同层次的用户可以根据自己应用的需要,对内核进行修改,能够低成本的开发出满足自己需要的嵌入式系统。(2)其具有强大的网络支持功能。Linux 诞生于因特网时代,并具有 ARM9上的嵌入式Linux 系统移植邹颖婷,李绍荣 (电子科技大学光电信息学院，四川成都 610054) 摘要:Linux 操作系统在各个嵌入式领域有着越来越广泛的应用。主要研究了在ARM9体系结构上,嵌入式Linux 系统的移植。介绍了嵌入式Linux 操作系统、移植目标平台SBC2410、及Linux 内核源代码的目录结构。然后详细讲述了在SBC2410硬件平台上实现Uboot 移植的过程,及概要介绍了Linux 操作系统内核移植的过程。最后将嵌入式Linux 系统成功移植上SBC2410平台。关键词:ARM9;嵌入式Linux;Uboot 移植;内核移植中图分类号:TP311.54 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2009)06-0043-03 Transplant of the Linux System on ARM9 ZOU Ying-ting, LI Shao-rong ( School of Opto-Electronic Information, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054 China )Abstract: Linux OS has been more and more widely applied in many embedded areas. This paper introduces the transplantation of the Embedded Linux System on the ARM9. The Embedded Linux OS, the SBC2410 board, and the directory structure of the Linux kernel are introduced. The transplant process of the Uboot and of the Linux kernel are also discussed. Key words: ARM9; embedded Linux; transplantation of Uboot; transplantation of the Linux kernel 收稿日期：２００９－０１－０４ Unix 的特性,这保证了它支持所有标准因特网协议,并且可以利用Linux 的网络协议栈,将其开发成为嵌入式的TCP/IP 网络协议栈。此外,Linux 还支持ext2、fat16、fat32、romfs 等文件系统,为嵌入式系统应用开发打下了很好的基础。(3)Linux 具备一整套工具链,容易自行建立嵌入式系统的开发环境和交叉运行环境,可以跨越嵌入式系统开发中仿真工具的障碍。而且,Linux 也符合IEEE POSIX.1标准,使应用程序具有较好的可移植性[2]。 3 SBC2410硬件平台介绍 SBC2410是一款基于三星公司ARM9处理器S3C2410A,支持ARM-Linux 、WindowsCE 等操作系统的嵌入式硬件平台。平台的主要硬件资源有:一片64M SDRAM,一片64M Nand Flash,一片1M Nor Flash,一个串口 COM0,一个USB Host A 型接口,一个USB Slave B 型接口,一个标准JTAG 接口,等等。平台支持Linux2.4.18内核版本。 4 嵌入式Linux 系统移植移植主要包括引导加载程序Uboot 的移植和Linux2.4.18内计算机应用 Computer Applications

ARM嵌入式系统开发：软件设计与优化

作者简介 Andrew N.Sloss于1992年获得Herefordshire大学（英国）计算机科学学士学位，英国计算机协会认证注册工程师（C.Eng,MBCS）。他已在计算机行业工作了16年，从1987年开始参与有关ARM处理器的研发，在ARM处理器上开发了众多领域的应用项目，积累了丰富的经验。他为Emerald出版集团（英国）设计了首个能够在ARM2和ARM3处理器上运行的针对中文和埃及象形文字的编辑系统。他在ARM公司工作了6个多，目前是ARM在美国加州Los Gatos的技术销售工程师，负责为开发新产品的公司提供建议和支持。编辑推荐从事ARM嵌入式系统软件开发的每一位工程师的桌上都应摆着这本书。对于初学者来说，它是一本详尽、透彻的使用指南；对于ARM专家来说，它则是一本有益的参考书。从审阅本书的第一稿以来，我就一直在使用这本书，我愿向任何希望从基于ARM的产品获得最大收益的人推荐这本书。

在过去的10年间，ARM体系统结构已经成为世界上最流行的体系结构之一，从蜂窝电话到汽车制动系统，在这些产品中使用了超过20亿片基于ARM的处理器。许多半导体厂商和产品设计公司组成了全球范围的ARM开发者团体，包括软件开发者、系统设计师和硬件设计师。就ARM系统和软件开发来说，到目前为止，还没有其它任何一本书籍能够真正满足其需求，本书将填补这一空白。本书涵盖了ARM和Thumb指令集、Intel的XScale处理器，概括了ARM体系结构的不同版本之间的差异，示范了如何实现DSP算法，解释了异常和中断处理，描述了围绕ARM内核的cache技术，以及最有效的存储器管理技术。最后一章介绍了ARMv6体系结构的特征和ARM未来的发展，以及对指令集所做的最新改进，这些改进增强了ARM体系结构的DSP和多媒体处理能务。本收特色本书从系统和软件我角度来描述了ARM内核，这是与其它书的显著差别。作者结合了丰富的ARM软件工程经验和ARM开发者的需要的广泛、透彻的知识。书中提供了许多实用的运行代码范例，并作了详尽的解释，可以从出版商的网站下载：https://www.360docs.net/doc/6c10658125.html,/companions/1558608745。包含了一个简单的嵌入式操作系统。本书简介本书从软件设计的角度，全面、系统地介绍了ARM处理器的基本体系结构和软件设计与优化方法。内容包括：ARM处理器基础；ARM/Thumb指令集；C语言与汇编语言程序的设计与优化；基本运算、操作的优化；基于ARM的DSP；异常与中断处理；固件与嵌入式OS；cache与存储器管理；ARMv6体系结构的特点等。全书内容完整，针对各种不同的ARM内核系统结构都有详尽论述，并有大量的例子和源代码。附录给出了完整的ARMv4/v5/Thumb指令的功能、编码、周期定时以及汇编参考。本书适于从事ARM嵌入式系统教学与研发，或想把其它嵌入式平台的软件移植到ARM平台上去的专业技术人员使用，要求对ARM处理器有一定的了解，并有C语言和汇编语言基础。若在编译原理、操作系统、数字信号处理、计算机体系结构等方面有一定的基础，则效果会更好。本书也可作为嵌入式系统专业方向的本科生和研究生相关课程的教材或教学参考书。目录第1章基于ARM的嵌入式系统 1.1 RISC设计思想 1.2 ARM设计思想 1.3 嵌入式系统的硬件 1.3.1 ARM总线技术 1.3.2 AMBA总线协议 1.3.3 存储器 1.3.4 外设 1.4 嵌入式系统的软件 1.4.1 初始化（启动）代码 1.4.2 操作系统 1.4.3 应用程序 1.5 总结第2章 ARM处理器基础 2.1 寄存器 2.2 当前程序状态寄存器 2.2.1 处理器模式 2.2.2 分组寄存器

基于ARM9的嵌入式Linux网络通信系统设计与实现

随着计算机技术的发展,嵌入式系统已经成为计算机领域的一个重要组成部分。Internet现已成为社会重要的基础信息设施之一,是信息流通的重要渠道,如何让嵌入式设备连接到Internet上,和其他通信系统进行信息交换是当前嵌入式技术领域研究的热点所在。本文结合实际应用需求,详细研究实现了一种基于S3C2410平台和Linux操作系统的嵌入式网络通信系统。 1.嵌入式网络通信系统总体设计经过大量的资料收集比较,深入地研究分析并结合现有的实验条件,我们对系统的体系结构、硬件平台和软件系统做出了以下选择: 1)目前嵌入式CPU很多,选择哪款CPU要根据自己产品的实际需要。一般而言,首先应尽量选择系统集成度高、外围电路简洁的CPU;其次,还应综合考察CPU的各项性能指标;最后,还应该考虑软硬件开发环境的建立、厂家的货源以及代理的软件支持力度。经过比较, 本设计采用三星的S3C2410微处理器。这是一款高性价比、低功耗、高集成度的CPU,基于ARM920T内核,主频最高为203MHz,专为手持设备和网络应用而设计,能满足嵌入式系统中的低成本、低功耗、高性能、小体积的要求。图1为硬件平台的总体设计[ 1 ] 。CPU S3C2410模块是开发板的核心部件。S3C2410 在包含ARM920T核的同时,增加了丰富的外围资源,主要包括1个LCD 控制器,支持STN 和TFT液晶显示屏; 3个通道UART; 4个通道DMA; 4个具有PWM功能的16位定时/计数器和1个16位内部定时器, 支持外部时钟源; 8通道10位ADC,最高速率可达500kB / s;触摸屏、IIS总线、SD 卡和MMC卡接口;117位通用I/O口和24位外部中断源。存储系统包括64MB的NAND Flash存储器模块和SDRAM存储器模块; Flash用于存放嵌入式操作系统、应用程序和用户数据等,并作嵌入式文件系统; SDRAM作为系统运行时的主要区域,用于存放系统及用户数据。通信模块包括串口和以太网接口模块;以太网接口为系统提供以太网接入的物理通道, UART接口则通过RS232可以和宿主机做串口通讯。JTAG调试接口用于系统的嵌入式调试。扩展总线扩展出了系统总线供今后继续开发使用。图1 硬件平台结构框图

嵌入式系统期末考试题库及答案

《嵌入式系统》试题库《嵌入式系统》试题库一、填空题嵌入式系统的基本定义为：以应用中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适、 1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。从模块结构来看，嵌入式系统由三大部分组成，分别是：硬件、软件和开发平台。、 2从层次角度来看，嵌入式

系统由四大部分组成，分别是：应用软件层、操作系统层、、 3板级支持包（或硬件抽象层）和硬件层。嵌入式产品的主要度量指标包括：上市时间、设计成本和产品质量。、 4嵌入式系统的设计过程包括：需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统、 5集成和系统测试。需求分析包括：功能性需求分析和非功能性需求分析。 6、确定输入信号是数字信号还是模拟信号属于功能性需求。 7、确定系统的物理尺寸和重量属于非功能性需求。 8、在嵌入式系统的设计过程中，其中规格说明解决“做什么”。 9、在嵌入式系统的设计过程中，其中体系结构设计解决“如何做”。 10、在嵌入式系统的设计过程中，软硬件划分应该在体系结构设计阶段完成。 11、在嵌入式系统的设计过程中，处理器的选择应该在体系结构设计阶段完成。、 12在嵌入式系统的设计过程中，嵌入式操作系统的选择应该在体系结构设计阶段完成。、13在嵌入式系统的设计过程中，完成原理图设计应在构件设计阶段完成。、 14在嵌入式系统的设计过程中，完成版图设计应在构件设计阶段完成。、15在嵌入式系统的设计过程中，完成软件设计应在构件设计阶段完成。 16、反映嵌入式系统设计人员的水平能力主要在于总体设计（需求分析、规格说明和体系 17、结构设计）和系统调试。设计流程指的是设计过程中所经历的过程步骤。、 18核的模块级重用和基于平台的系统级重用。 IP 设计重用技术主要分为基于19、软硬件协同设计由系统描述、软硬件划分、软硬件协同综合以及软硬件协同模拟与验 20、证几个阶段组成。嵌入式处理器的分类包括三种，分别是：嵌入式微处理器、微控制器（或单片机）和、21页共页第 1 44 《嵌入式系统》试题库

嵌入式硬件体系的调试_图文.

《嵌入式系统硬件设计》教程第十一讲嵌入式硬件体系的调试编著与讲演:怯肇乾一.知识准备与上述相关讲义的回顾知识准备:电路测试、系统的模拟与仿真等; 相关讲义的回顾:CPU器件的模拟与仿真、测量控制电路、系统基础电路。二.常用电路测试工具及其使用直流电源示波器:模拟示波器、数字示波器多功能数字万用表逻辑分析仪三.常用调试手段与技巧介绍 1.用双路直流电源得到正负电源供给 -+-+ 负源地正源 2.PCB 板的板级测试板上各种电源的短路测试;

首次加电测试,各种主要电源测试、主要IC 的运行发热状况观察等; CPU 之时钟电路测试、复位电路测试; 3.模拟信号源的实验板制作主要是对信号发生器所产生信号的调理,包括缩放、零点调整等; ADJST 321 4 11 DB4A LM 324RB528k RB512k RB541k RB535k CB2104 CB1104 -12V +12V +12V CB31047 CB5104CB6104 4.逐一电路模块的测试:飞线、割线等手段的使用 CPU 之各种外扩存储器测试; CPU之主要外设测试; 系统接口电路、通讯电路测试; 5.模拟干扰、振动实验等可靠性测试

使用可调的模拟干扰仪器、振动器,或自制的相应工具,得到相应的恶劣环境,置所设计系统于其中,进行测试、调整、完善。四.PC机测试程序及其书写 DOS Debug测试,VB、VC或C++Builder可视化应用测试程序书写等。例: 1.DOS Debug的并口测试: 在DOS或Windows DOS窗口下,可通过Debug软件的I(读或O(写命令对三个寄存器的状态进行观察改写,如: C:\>Debug -O 378 5A -I 378 5A -I 379 78 -O 37a 55 -I 37a 55 2.使用嵌入式汇编语言书写可视化测试程序下面是用C++Builder书写的ISA收发卡的初始化和收发函数char TForm1::initial(void //ISA卡的初始化函数

嵌入式系统基础知识题库

嵌入式系统设计师考试笔记之嵌入式系统基础知识- 自《嵌入式系统设计师考试复习笔记之存储管理篇》在嵌入式在线的博客出现后，意外的得到很多朋友的关注和评论，收到不少朋友的邮件，问一些有关考试的问题，希望得到我的复习笔记的其他部分。我非常感谢他们，他们的热切关注，使我有了继续往下写的无限动力，使我萌生了将我以前的复习笔记、考试经验结合大纲教程并重新按《教程》的章节顺序整理一份适合考生复习的笔记手册，笔记后面再分析历年的真题，按章节考点找出相关的考题进行分析，希望能和有兴趣的人们一起讨论讨论。嵌入式系统设计师的一天考试分为上午和下午部分，两部分的考试方式、试题难度、考点分布和复习方法都是不同的。这次我们讨论的是嵌入式系统基础知识，我本人觉得，这部分出下午大题的可能性不大，主要是分布在上午的75道选择题之中。从历年的真题和考试大纲来看，上午的选择题主要考查一些基本概念，重要原理的理解，一些关键技术和一些重要的原理引申出来的简单计算。根据这些考试特点，复习的时候可以采用适当的策略，当然每个人的方法都是不一样的，适合自己的办法才是最好的办法。方法大家可以自己慢慢去体会，我的也不多说了，通过笔记和真题分析就可以体现处理。对于很多关键的知识点和基本概念，除了记住之外还要彻底理解，否则出题的时候会进行一些变换，或者引申一些计算，那么就算你知道考那个考点，可能你也做不好。在复习的过程中，你要记住：你不是要考一个很高的分数，而是要考一个通过的分数，在复习过程中可以放弃一些内容，只要保证在大部分基本概念，关键技术，重要原理和历年考点上都把握住，能够拿到需要的分数就可以了。复习笔记 1、嵌入式系统的定义

(习题解答)第2章嵌入式系统硬件体系结构

（习题解答）第2章嵌入式系统硬件体系结构 1、什么是“握手协议”？试叙述“握手协议”的工作过程。总线异步时序协议的基本构件是握手协议，所谓“握手”，即当两个设备要通信时，一个设备准备好接收，另一个设备准备好发送。实现握手功能需要两根信号线，一根表示查询（enq），另一根表示应答（ack）。在握手过程中，有专用的通信线用来传输数据。握手协议有4个周期，其工作过程的各个阶段说明如下：周期1：设备1升高输出电平发出查询信号，它告诉设备2应准备监听数据。周期2：当设备2准备好接收数据时，它升高它的输出电平发出应答信号。这时，设备1和设备2均已准备就绪，并开始发送或接收。周期3：一旦数据传送完毕，设备2降低它的输出电平，表示它已经接收完数据。周期4：设备1检测到设备2的应答信号变低，设备1也降低它的输出电平。在握手结束时，双方握手信号均为低电平，就像开始握手前一样。因此，系统回到其初始状态，为下一次以握手方式传输数据作准备。 2、中断处理经过了哪几个阶段？中断处理经过了6个阶段。（1）禁止其他中断：当发生中断时，嵌入式微处理器将禁止其他中断的产生，以便进行中断处理。（2）保存上下文：进入处理程序，首先要保存当前模式下没有被自动分组保护的部分寄存器。（3）中断处理程序：处理程序确定外部中断源，并执行相应的中断服务程序。（4）中断服务程序：针对中断源的具体要求进行处理，并复位该中断。（5）恢复上下文：从中断服务返回到中断处理程序后，处理程序负责恢复上下文。（6）允许新的中断：最后，从中断处理返回，回到被中断的程序继续执行。 3、在嵌入式系统中，JTAG接口有什么作用？ JTAG（Joint Test Action Group，联合测试行动小组）是一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。 JTAG除用于电路边界扫描测试之外，还常用于可编程芯片的在线编程。在嵌入式系统中，通过JTAG接口既可以对目标板系统进行测试，也可以对目标板系统的存储单元（Flash）编程。 4、ARM的设计思想是什么？因为对嵌入式系统的应用项目来说，系统的关键并不单纯在于微处理器的速度，而在于系统性能、功耗和成本。因此，ARM微处理器被设计成较小的核，从而延长电源的使用时间。使用高密度代码。一般选用速度不高，成本较低的存储器，以降低系统成本。 5、试叙述嵌入式最小系统的组成，并说明各部件的作用。嵌入式微处理器芯片自己是不能独立工作的，需要一些必要的外围元器件给它提供基本的工作条件。因此，一个ARM 最小系统一般包括：（1）ARM 微处理器芯片，这是嵌入式最小系统的心脏。（2）电源电路、复位电路，晶振电路，为嵌入式最小系统提供电源、提供时钟信号及复位。（3）存储器（FLASH 和SDRAM ），微处理器芯片内部没有存储器，需要外扩存储器。

《嵌入式系统设计基础》课程教学大纲

《嵌入式系统设计基础》课程教学大纲 Theory and Design of Embedded Systems 学时数：32 其中：实验学时：课外学时：学分数：2 适用专业：电气工程与自动化执笔者：审核人：编写日期：2010年9月一、课程的性质、目的和任务书本课程是电子信息类专业的选修专业课，通过本课程的学习，使学生掌握嵌入式系统的基本原理与设计开发思想，能完成简单的嵌入式系统的软硬件设计。二、课程教学的基本要求在本课程的学习中，要求学生深刻理解、牢固掌握嵌入式系统的设计方法和开发过程，牢固掌握嵌入式软件的调试方法；熟练掌握如开发环境的建立，操作系统的移植，嵌入式Linux驱动程序开发等嵌入式开发技能。本课程总学时数为32学时，2学分三、课程的教学内容、重点和难点第一章嵌入式系统设计基础（2学时）基本内容：嵌入式系统简介，嵌入式处理器简介，嵌入式操作系统的概念与分类，嵌入式系统设计与开发过程。基本要求：建立嵌入式系统的初步概念和系统框图。第二章 ARM嵌入式处理器（4学时）基本内容： ARM的由来、ARM处理器体系结构、ARM处理器的应用选型、S3C4510B概述基本要求： ①掌握ARM处理器体系系列 ②掌握ARM处理器体系结构第一节、ARM的由来第二节、ARM处理器体系系列第三节、ARM处理器体系结构第四节、ARM处理器的应用选型第五节、S3C4510B概述

重点：ARM处理器体系结构难点：ARM处理器体系结构第三章 ARM指令系统及程序设计基础（2学时）基本内容： ARM指令集，Thumb指令集，汇编语言与C语言混合编程基本要求： ①掌握ARM指令集 ②熟练掌握汇编语言与C语言混合编程第一节、ARM指令集概述嵌入式系统开发过程第二节、ARM寻址方式第三节、ARM指令集第四节、Thumb指令集第五节、ARM程序设计基础第六节、汇编语言与C语言混合编程重点：ARM指令集，Thumb指令集，汇编语言与C语言混合编程难点：ARM指令集第四章嵌入式操作系统（4学时）基本内容：操作系统的基本概念、uC／OS-Ⅱ、uCLinux、WindowsCE 基本要求：了解几种操作系统基本概念和区别第一节操作系统的基本概念第二节 uC／OS-Ⅱ 第三节uCLinux 第四节WindowsCE 重点：操作系统的基本概念难点：uCLinux 第五章嵌入式最小系统设计（4学时）基本内容：电源、晶振及复位电路、存储器接口、中断接口、JTAG接口基本要求： ①了解电源、晶振及复位电路 ②了解存储器接口和中断接口第一节、电源、晶振及复位电路第二节、存储器接口第三节、中断接口第四节、JTAG接口重点：电源、晶振及复位电路难点：JTAG接口第六章人机交互接口设计（6学时）