嵌入式第二章

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嵌入式系统中的数据存储技术研究

嵌入式系统中的数据存储技术研究

嵌入式系统中的数据存储技术研究第一章:介绍嵌入式系统是由硬件、操作系统和应用程序组成的特定目的的计算机系统。

这些系统往往功能复杂,体积小,功耗低,并且需要特定的数据存储技术。

本文将探讨嵌入式系统中数据存储技术的研究进展。

第二章:嵌入式系统中的固态存储固态存储器是嵌入式系统中常见的数据存储技术。

它们比机械硬盘更为耐用、更加安全,并且更省电。

现在,主要的固态存储器有以下两种:1. NAND Flash 存储器NAND Flash 存储器是嵌入式系统中普遍使用的一种存储器。

NAND存储器可以被分为一页一页的写入,这意味着每次写入操作只需要消耗极少的能量,使得它特别适合节能的嵌入式系统。

然而,它也有一些缺点,例如写入次数有限,读取速度较慢。

2. NOR Flash 存储器与 NAND 存储器相比, NOR 存储器的写入速度更慢,但读取速度更快。

NOR 存储器被广泛应用于固件开发,例如启动装置(boot loader)。

第三章:数据库嵌入式系统中的数据库主要分为两类:1. 嵌入式数据库针对较小的系统,嵌入式数据库具有小巧的体积和低功耗,采用缓存技术来提高响应速度。

MySQL、SQLite和Berkeley DB是常见的嵌入式数据库。

2. 分布式数据库随着物联网的兴起,嵌入式系统的分布式数据库也越来越重要。

使用分布式数据库可以将数据分布在多个设备中,避免单点故障并提高可扩展性。

例如,Cassandra和MongoDB都是嵌入式系统中常用的分布式数据库。

第四章:内存管理和文件系统1. 内存管理嵌入式系统中的内存管理需要考虑以下因素:- 内存大小:很少有嵌入式系统有超过几百 MB 的内存,因此需要小型内存管理器(MMC)。

- 缓存:将常用的数据放在缓存中可以提高响应速度。

- 虚拟内存:将内存虚拟化可以使得操作系统和应用程序能够使用比物理内存更多的内存,这种技术被称为交换(paging)。

2. 文件系统嵌入式系统中的文件系统也需要考虑存储速度、可靠性和安全问题。

嵌入式系统设计课程大纲

嵌入式系统设计课程大纲

嵌入式系统设计课程大纲第一章:课程介绍(100字)本章主要介绍嵌入式系统设计课程的目的、重要性以及学习该课程的基本要求。

通过本章的学习,学生将对嵌入式系统设计的概念有一个明确的认知。

第二章:嵌入式系统基础知识(200字)本章将重点介绍嵌入式系统的基本概念、发展历程以及其在各个领域中的应用。

同时,将深入讲解嵌入式系统设计所需的硬件和软件基础知识,包括单片机、传感器、通信接口等概念和原理。

第三章:嵌入式系统设计流程(250字)本章将详细介绍嵌入式系统设计的流程及其各个环节的具体要求。

包括需求分析、系统设计、软硬件开发、测试调试等阶段,以及各个阶段所需的工具和方法。

第四章:嵌入式系统开发工具和环境(200字)本章将介绍常用的嵌入式系统开发工具和环境,包括集成开发环境(IDE)、仿真器、调试器等。

学生将学习如何选择和使用适合项目需求的工具,并掌握相关的调试技巧。

第五章:嵌入式系统通信协议(150字)本章将介绍嵌入式系统中常用的通信协议,包括串口通信、SPI、I2C、CAN等。

学生将学习各种通信协议的原理、特点以及在实际项目中的应用场景。

第六章:嵌入式系统电源管理(150字)本章将重点介绍嵌入式系统中电源管理的原理和方法。

学生将学习如何有效地管理系统电源,以提高系统的稳定性和节能效果。

第七章:嵌入式系统安全性设计(200字)本章将介绍嵌入式系统安全性设计的重要性以及相关的技术要求。

学生将学习如何设计安全可靠的嵌入式系统,包括访问控制、数据加密等方面的知识。

第八章:嵌入式操作系统(150字)本章将介绍常用的嵌入式操作系统,包括实时操作系统(RTOS)、Linux嵌入式系统等。

学生将学习这些操作系统的原理、特点和适用场景,以及如何进行系统移植和调试。

第九章:嵌入式系统性能优化(200字)本章将讲解如何对嵌入式系统进行性能优化,包括系统响应时间的优化、功耗优化以及资源利用率的提高。

学生将学习相关的优化技术和方法,并通过实践项目进行实际应用。

嵌入式系统(第二版)第一至第五章课后答案

嵌入式系统(第二版)第一至第五章课后答案

第一章思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统: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。

3、什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序,首先,嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次,提高了开发效率,缩短了开发周期。

再次,嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位CPU 的多任务潜力。

第二章1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段?各自的具体任务是什么?项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。

识别需求阶段的主要任务是确认需求,分析投资收益比,研究项目的可行性,分析厂商所应具备的条件。

提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。

执行项目阶段细化目标,制定工作计划,协调人力和其他资源;定期监控进展,分析项目偏差,采取必要措施以实现目标。

结束项目阶段主要包括移交工作成果,帮助客户实现商务目标;系统交接给维护人员;结清各种款项。

2、为何要进行风险分析?嵌入式项目主要有哪些方面的风险?在一个项目中,有许多的因素会影响到项目进行,因此在项目进行的初期,在客户和开发团队都还未投入大量资源之前,风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。

需求风险;时间风险;资金风险;项目管理风险3、何谓系统规范?制定系统规范的目的是什么?规格制定阶段的目的在于将客户的需求,由模糊的描述,转换成有意义的量化数据。

嵌入式八股文200页

嵌入式八股文200页

嵌入式八股文200页第一章嵌入式的基本概念与发展趋势1.1 嵌入式的定义及特点嵌入式系统是以微型计算机技术为基础,集成在其他产品中,实现特定功能的计算机系统。

它具有体积小、功耗低、成本低、性能高等特点。

1.2 嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于消费电子、通信、汽车、医疗、工业控制等领域。

例如,智能手机、智能家居、车载导航系统等都是嵌入式系统的应用。

1.3 嵌入式系统的发展趋势随着科技的进步和人们对智能化产品的需求不断增加,嵌入式系统的发展呈现以下趋势:1.3.1 多核处理器的应用为提高系统性能和处理能力,嵌入式系统逐渐采用多核处理器,实现并行计算和任务分配。

1.3.2 网络连接能力的增强嵌入式系统通过网络连接,实现与云端数据的交互和远程控制,满足人们对智能化、互联网化的需求。

1.3.3 人工智能的集成随着人工智能技术的发展,嵌入式系统逐渐集成人工智能算法和模型,实现智能感知和决策能力。

第二章嵌入式系统的硬件设计与开发2.1 嵌入式系统的硬件组成嵌入式系统的硬件包括处理器、存储器、外设等。

处理器负责计算和控制,存储器用于存储数据和程序,外设用于与外部设备进行交互。

2.2 嵌入式系统的硬件设计流程嵌入式系统的硬件设计流程包括需求分析、系统设计、电路设计、PCB设计、原型制作等步骤,确保系统满足功能和性能要求。

2.3 嵌入式系统的开发工具与环境嵌入式系统的开发工具包括编译器、调试器、仿真器等,用于开发和调试嵌入式软件和硬件。

第三章嵌入式系统的软件设计与开发3.1 嵌入式系统的软件架构嵌入式系统的软件架构包括操作系统、驱动程序、应用程序等。

操作系统负责管理系统资源和调度任务,驱动程序用于控制外设,应用程序实现系统功能。

3.2 嵌入式系统的软件开发流程嵌入式系统的软件开发流程包括需求分析、系统设计、编码、测试、调试等步骤,确保软件的正确性和稳定性。

3.3 嵌入式系统的软件开发工具与技术嵌入式系统的软件开发工具包括编译器、调试器、仿真器等,技术包括C语言、汇编语言、RTOS等。

ARM嵌入式系统习题课1

ARM嵌入式系统习题课1

(6) CMP指令是如何执行的?写一程序,判断R1的值是否大于0x30,是则 将R1减去0x30。 答:CMP指令是将寄存器Rn的值减去operand2的值,根据操作的结果更新 CPSR中的相应条件标志位,以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是 否执行。 比如: CMP {cond} Rn,operand2 CMP R1,#0x30 ;将R1与常数0x30比较 LDRLE PC,LR;如果小于或等于0x30,则程序返回 SUB R1,R1,#0x30;大于0x30,则将R1减去0x30,结果存回 R1 (7)调用子程序是用B指令还是用BL指令?请写出返回子程序的指令。 答:调用子程序是用BL指令; MOV PC,LR 或 BX LR
• 2、定义R0 =0x12345678,假设使用存储指令将R0的值放在0x4000单元中。 如果存储器格式为大端格式,请写出在执行加载指令将存储器0x4000单元 内容取出存放到R2寄存器操作后所得R2的值。如果存储器改为小端格式, 所得的R2值又为多少?低地址0x4000单元的字节内容分别是多少?
PC,
第三章
ARM7TDMI(-S)指令系统
(1)ARM7TDMI(-S)有几种寻址方式?“LDR R1,[R0,#0x08]”属于哪种寻址 方式? 答:有8种寻址方式:1.寄存器寻址 2.立即寻址 3.寄存器移位寻址 4.寄存器 间接寻址 5.基址寻址 6.多寄存器寻址 7.堆栈寻址 8.相对寻址;“LDR R1,[R0,#0x08]”属于基址寻址。 (3) ARM指令中的第2个操作数有哪几种形式?列举5个8位图立即数。 答:a.常数表达式(8位图) b.寄存器方式 c.寄存器移位方式; 八位位图即常熟是由一个八位的常数循环移位偶数位得到的 0x3FC、0、0xF0000000、200、0xF0000001。 (5)请指出MOV指令与LDR加载指令的区别及用途? 答:MOV指令的源操作数是常数或(带偏移量的)寄存器,用于寄存器之 间的数据传送;LDR指令的源操作数是地址,用于存储器到寄存器的数据传 送。

嵌入式系统硬件体系结构-第二章

嵌入式系统硬件体系结构-第二章

DRAM
RAM类存储器
SDRAM
SRAM
CACHE
DRAM
SDRAM
SRAM
CACHE
NVRAM
NVRAM
RAM类存储器
DRAM SDRAM
SRAM
CACHE NVRAM
1. DRAM 的英文全称是“Dynamic RAM”,翻译成中文就是“动态随机存储器”。
2. DRAM用于通常的数据存取。我们常说内存有多大,主要是指DRAM的容量。
3. DRAM需要刷新:DRAM的数据是靠电容特性存储的。由于电容会放电,要维持 数据,就要不断的给它充电。给动态 DRAM 定期充电的机制就叫做数据刷新时钟 电路,即内存刷新电路。
4. 在标准的 PC 电路设计中,每隔 15 微秒( us )对 DRAM 充电一次,整个充电 操作必须在 4ms 之内完成。
1. 厂商:
① Intel 公司的805X; ② Motorola的68HCxx
2. 微控制器的组成:
① CPU; ② 中断控制器; ③ 定时器/记数器; ④ 存储器; ⑤ 外部设备;
3. 应用:
① 电动玩具; ② 智能卡; ③ 网卡; ④ ADSL Modem
数字信号处理器(DSP)
1. 是特别为处理信号设计的 处理器,而不是为处理数 据设计的;
2. FLASH ROM芯片的读和写操作都是在单电压下进行,不需跳线,只利用 专用程序即可方便地修改其内容;
3. FLASH ROM的存储容量普遍较大,约为512K到至8M KBit,由于大批量 生产,价格也比较合适,很适合用来存放程序码,广泛用于主板的 BIOS ROM,也是CIH攻击的主要目标。
处理器一览
处理器 ARM Intel Pentium PowerPC

嵌入式实验电子教案文档

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嵌入式实验电子教案文档第一章:嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义与特点介绍嵌入式系统的概念解释嵌入式系统的特点,如实时性、功耗低、资源有限等1.2 嵌入式系统的应用领域列举常见的嵌入式系统应用领域,如家电、医疗、工业控制等1.3 嵌入式系统的发展趋势讨论嵌入式系统的发展趋势,如物联网、智能制造等第二章:嵌入式硬件基础2.1 嵌入式处理器介绍嵌入式处理器的基本概念讲解常见嵌入式处理器架构与选型2.2 嵌入式硬件平台介绍嵌入式硬件平台的基本组成分析嵌入式硬件平台的设计与选型原则2.3 嵌入式外围设备讲解嵌入式外围设备的作用与选型,如存储器、传感器等第三章:嵌入式软件基础3.1 嵌入式操作系统介绍嵌入式操作系统的概念与作用讲解常见嵌入式操作系统,如Linux、uc/OS、FreeRTOS等3.2 嵌入式软件开发工具介绍嵌入式软件开发工具的概念与作用讲解常见嵌入式软件开发工具的使用方法,如编译器、调试器等3.3 嵌入式软件设计方法讲解嵌入式软件设计方法与流程分析嵌入式软件的模块化设计、实时性要求等第四章:嵌入式系统设计与实践4.1 嵌入式系统设计流程讲解嵌入式系统设计的整个流程,包括需求分析、硬件选型等4.2 嵌入式系统实践项目提供一个具体的嵌入式系统实践项目案例分析项目的需求、设计方案、实现过程等4.3 嵌入式系统设计的注意事项讨论嵌入式系统设计中需要注意的问题,如安全性、稳定性等第五章:嵌入式系统的应用案例分析5.1 智能家居嵌入式系统应用案例分析智能家居嵌入式系统的需求、架构、实现方法等5.2 工业控制嵌入式系统应用案例分析工业控制嵌入式系统的需求、架构、实现方法等5.3 无人驾驶嵌入式系统应用案例分析无人驾驶嵌入式系统的需求、架构、实现方法等第六章:嵌入式系统编程语言6.1 嵌入式系统编程基础介绍嵌入式系统编程的基本概念讲解嵌入式系统编程的常用语言,如C、C++、汇编等6.2 嵌入式系统编程技巧讲解嵌入式系统编程的技巧与最佳实践分析如何提高嵌入式系统编程的效率和质量6.3 嵌入式系统编程实例提供几个简单的嵌入式系统编程实例引导学生通过实例掌握嵌入式系统编程的方法和技巧第七章:嵌入式系统调试与优化7.1 嵌入式系统调试方法介绍嵌入式系统调试的基本方法讲解嵌入式系统调试工具的使用,如逻辑分析仪、示波器等7.2 嵌入式系统性能优化讲解嵌入式系统性能优化的方法与策略分析如何提高嵌入式系统的运行效率和响应速度7.3 嵌入式系统调试与优化实例提供几个嵌入式系统调试与优化的实例引导学生通过实例掌握嵌入式系统调试与优化的方法和技巧第八章:嵌入式系统安全与防护8.1 嵌入式系统安全概述介绍嵌入式系统安全的概念与重要性讲解嵌入式系统安全的基本要求与挑战8.2 嵌入式系统安全防护技术讲解嵌入式系统安全防护的技术与方法分析如何防止嵌入式系统受到恶意攻击和非法访问8.3 嵌入式系统安全防护实例提供几个嵌入式系统安全防护的实例引导学生通过实例了解和掌握嵌入式系统安全防护的方法和技巧第九章:嵌入式系统项目管理与团队协作9.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念与重要性讲解嵌入式系统项目管理的基本流程与方法9.2 嵌入式系统项目团队协作讲解嵌入式系统项目团队协作的重要性与方法分析如何提高嵌入式系统项目团队的工作效率和协作质量9.3 嵌入式系统项目管理实例提供几个嵌入式系统项目管理与团队协作的实例引导学生通过实例了解和掌握嵌入式系统项目管理和团队协作的方法和技巧第十章:嵌入式系统发展趋势与未来挑战10.1 嵌入式系统发展趋势分析嵌入式系统的发展趋势,如物联网、大数据、等讲解新兴技术对嵌入式系统发展的影响和挑战10.2 嵌入式系统未来挑战讨论嵌入式系统在未来发展中所面临的挑战引导学生思考如何应对这些挑战,推动嵌入式系统的创新与发展10.3 嵌入式系统发展方向的思考引导学生思考嵌入式系统的未来发展方向鼓励学生积极参与嵌入式系统的研究与创新,为嵌入式系统的发展贡献力量重点和难点解析重点环节1:嵌入式系统的基本概念与特点嵌入式系统是一类专用的计算机系统,它集成了硬件和软件,用于完成特定的任务。

嵌入式系统设计方法

嵌入式系统设计方法

2.软件平台的选择
(1)操作系统的选择 操作系统的选择至关重要。一般而言,在选择嵌入式操作系统时,可以遵循以下原则: ➢ 市场进入时间 ➢ 可移植性 ➢ 可利用资源 ➢ 系统定制能力 ➢ 成本 ➢ 中文内核支持
2.软件平台的选择
(2)集成开发环境 集成开发环境IDE应考虑以下因素: ➢ 系统调试器的功能 ➢ 支持库函数 ➢ 编译器开发商是否持续升级编译器 ➢ 连接程序是否支持所有的文件格式和符号格式
第二章 嵌入式系统的设计方法
嵌入式系统的基本设计过程
良好的设计方法在嵌入式系统的开发过程中是必不可少的。
✓ 首先,好的方法有助于规划一个清晰的工作进度,避免遗漏重要的工作,例如性能的优化和可 靠性测试对于一个合格的嵌入式产品而言是不可或缺的。
✓ 其次,采用有效的方法可以将整个复杂的开发过程分解成若干可以控制的步骤,通过一些先进 的计算机辅助设计工具,按部就班、有条不紊地完成整个项目。
✓ 最后,通过定义全面的设计过程,可以使整个团队的各个成员更好地理解自身的工作,方便成 员之间相互交流与协作。
提纲
嵌入式系统的开发流程 传统的嵌入式系统开发方法 嵌入式系统的软硬件协同设计 嵌入式系统的测试技术
嵌入式系统开发流程流程
嵌入式系统开发的一般流程。主要包 括系统需求分析(要求有严格规范的 技术要求)、体系结构设计、软硬件 及机械系统设计、系统集成、系统测 试,最终得到最终产品。
系统调试与集成 把系统的软件、硬件和执行装置集成在一起,进行调试,发现并改进单元设计过程中的错误。
系统调试与集成
只有建立构件后,才能将它们合并得到一个可以运行的系统。当然在系统集成阶段并不 是仅仅把所有的构件连接在一起就行,在系统集成中通常都会发现以前设计上的错误。
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如果操作指令寄存器,则依次进入选择指令寄存 器(Selcct-IR-Scan)、 抓取指令寄存器(CaptureIR)、移位指令寄存器(Shift-IR)、暂停指令寄存 器(Pause-IR)、退出指令寄存器(Exit1-IR和 Exit2-IR)、更新指令寄存器(Update-IR)状态,最 后回到测试等待(Run-Test/Idle)状态。 通过TDl和TDO,就可以将新的数据加载到数据 寄存器中。经过一个周期后,就可以捕获数据寄 存器中的数据,完 成对与数据寄存器的每个寄存 器单元相连的芯片引脚的数据更新,也完成了对 数据寄存器的访问。
1
Tms=0
Tms=0 移位指令寄存器
1
Tms=1 Tms=0 退出指令寄存器 Tms=0 暂停指令寄存器 Tms=1 Tms=0 Tms=0 退出指令寄存器 Tms=1 更新指令寄存器 Tms=1 Tms=0
开始状态
I1 1 X 1
DUT (测试器件)
0 X 0
O1
I2
复位 Tms=1 Tms=0 测试/等待 Tms=0 Tms=1 选择数据寄存器 Tms=0 抓取数据寄存器 Tms=1 Tms=0 移位数据寄存器 Tms=1 Tms=0 Tms 退出数据寄存器 =1 Tms=0 Tms=1 暂停数据寄存器 Tms=0 Tms=1 Tms=0 退出数据寄存器 Tms=1 更新数据寄存器 Tms=1 Tms=0 Tms=1 Tms=1 选择指令寄存器 抓取指令寄存器 Tms=1
更新数据寄存器状态
在更新数据寄存器状态下,由TCK上升沿驱动, 数据寄存器当中的数据将被加载到相应的芯片管 脚上去,用以驱动芯片。 在该状态下,如果TMS为“0”,TAP 控制器将 回到测试/等待状态; 如果TMS为“1”,TAP控制器将进入选择数据 寄存器状态。
指令、指令以及数据寄存器
通过JTAG接口,可对芯片内部的所有部件进行访 问,因而是开发调试嵌入式系统的一种简洁高效的 手段。 JTAG的建立使得集成电路固定在PCB上,只通过 边界扫描便可以完成测试。 在ARM处理器中,可以通过JTAG直接控制ARM的 内部总线,I/O口等信息,从而达到调试的目的。
边界扫描
测试数据串行输入
测试模式选择 测试时钟 测试时钟返回信号 测试数据串行输出
15
17、19
nRESET
NC
目标系统复位信号
未连接
TAP控制器的状态机
TAP 控制器有16个同步状态,状态转换由TMS信 号决定,TMS信号在TCK的上升被采样生效 首先进入测试逻辑复位(Test-LogicReset)状态, 然后进入测试等待(Run-Test/Idle)状态。 如果操作数据寄存器,则依次进入选择数据寄存器 (Selcct-DR-Scan)、 抓取数据寄存器(CaptureDR)、移位数据寄存器(Shift-DR)、暂停数据寄存 器(Pause-DR)、退出数据寄存器(Exit1-DR和 Exit2-DR)、更新数据寄存器(Update-DR)状态,最 后回到测试等待(Run-Test/Idle)状态。
5
7
TDI
TMS
测试数据串行输入
测试模式选择
9
11 12
TCK
TDO NC
测试时钟
测试数据串行输出 未连接
引 脚 1
2 3
名 称 VTref
VCC nTRST 接电源
描 述 目标板参考电压,接电源
测试系统复位信号 接地
4、6、8、10、12、 GND 14、16、18、20 5 TDI 7 9 11 13 TMS TCK RTCK TDO
1 X 1
0 X 0
O3
TDI 1 0 1 0 1 0 X X X X X X
TDO
捕获JTAG状态
移位数据
I1 1 1 1
DUT
0 1 0
O1
I2
1 1 1
0 0 0
O2
I3
1 1 1
0 0 0
O3
TDI 0 1 0 1 0 X X X X X X 0
TDO
移位结束
I1 1 0 1
DUT
0 1 0
O1
I2
1 1 1
0 0 0
O2
I3
1 0 1
0 1 0
O3
TDI X X X X X X 0 0 0 1 1 1
TDO
数据更新
测试逻辑复位状态
系统上电后,TAP控制器自动进入测试逻辑复位 状态。在该状态下,测试部分的逻辑电路全部被 禁用,以保证芯片核心逻辑电路的正常工作。 通过TRST信号(JTAG可选信号)也可以使得TAP 控制器进入该状态,在TMS上连续加5个TCK脉 冲宽度的“1”信号也能达到复位效果。 在该状态下,如果TMS一直保持为“1”,则状 态不变;如果TMS由“1”变为“0” ,将使TAP 控制器进入测试/等待状态。
S3c2410使用的是arm920t支持的JTAG指令有 10条,其对应的命令码如下: EXTEST 0000 SAN_N 0010 INTEST 1100 IDCODE 1110 BYPASS 1111 CLAMP 0101 HIGHZ 0111 CLAMPZ 1001 SAMPLE/PRELOAD 0011 RESTART 0100
IDCODE指令和设备标识寄存器
设备标识寄存器中可以包括生产厂商的信息,部 件号码,和器件的版本信息等。 使用IDCODE指令,就可以通过TAP来确定器件 的这些相关信息。 例如,软件可以自动识别当前调试的是什么芯片, 其实就是通过IDCODE指令访问设备标识寄存器 来获取的。
INTEST指令和边界扫描寄存器
BYPASS指令和Bypass寄存器
Bypass寄存器是一个一位的移位寄存器,通过 BYPASS指令,可以将bypass寄存器连接到TDI 和TDO之间。 在不需要进行任何测试的时候,将bypass寄存器 连接在TDI和TDO之间,在TDI和TDO之间提供一 条长度最短的串行路径。这样允许测试数据可以 快速的通过当前的芯片送到开发板上别的芯片上 去。
边界扫描(Boundary-Scan)技术的基本思想是在 靠近芯片的输入/输出引脚上增加一个移位寄存 器单元,也就是边界扫描寄存器(BoundaryScan Register)。 当芯片处于调试状态时,边界扫描寄存器可以将 芯片和外围的输入/输出隔离开来。 通过边界扫描寄存器单元,可以实现对芯片输入 /输出信号的观察和控制。 对于芯片的输出引脚,可以通过与之相连的边界 扫描寄存器单元把信号(数据)加载到该引脚中去; 对于芯片的输入引脚,也可以通过与之相连的边 界扫描寄存器“捕 获”该引脚上的输入信号。
在正常的运行状态下,边界扫描寄存器对芯片来 说是透明的,所以正常的运行不会受到任何影响。 边界扫描寄存器提供了一种便捷 的方式用于观测 和控制所需调试的芯片。 芯片输入/输出引脚上的边界扫描(移位)寄存器 单元相互连接起来,在芯片的周围形成一个边界 扫描链 (Boundary-Scan Chain)。 边界扫描链可以串行地输入和输出,通过相应的 时钟信号和控制信号,就可以方便地观察和控制 处在调试状态下的芯片。 s3c2410处理器的边界扫描链的长度为426。处 理器的每个引脚(272个)都对应一个边界扫描单元, 每个引脚可视为边界扫描单元的索引。
第2章 嵌入式系统调试
2.1 概述 2.2 JTAG 2.3 仿真集成开发环境
2.1 概述
嵌入式系统的硬件开发环境一般分成主机端(host) 和目标板(target)。 主机端是开发平台,用于运行开发过程中的各种 工具;目标板是运行和测试平台,是嵌入式系统 的最终驻留环境。 主机端通常是X86平台,目标板则是嵌入式系统 硬件,如ARM S3C2410开发板 而我们这里所说的嵌入式系统调试指是通过 JTAG接口(嵌入式处理器基本上都提供)调试目标 板,这种调试和单片机系统的调试方法类似 嵌入式系统的软件开发环境往往是(如嵌入式 linux)基于操作系统的,但这也必须是在装入了 操作系统之后才行,所以这种调试无法避免
测试访问口TAP
TAP(Test Access Port)是一个通用的端口,通 过TAP可以访问芯片提供的所有数据寄存器(DR) 和指令寄存器(IR)。对整个TAP的控制是通过TAP 控制器(TAP Controller)来完成的。 PC机对目标板的调试就是通过TAP接口完成对相 关数据寄存器(DR)和指令寄存器(IR)的访问。
抓取数据寄存器状态
当TAP控制器在这个状态中,在TCK的上升沿, 芯片输出管脚上的信号将被“捕获”到与之对应 的数据寄存器的各个单元中去。 如果TMS为“0”,TAP控制器进入移位数据寄 存器状态; 如果TMS为“1”,TAP控制器进入退出数据寄 存器状态。
移位数据寄存器状态
在这个状态中,由TCK驱动,每一个时钟周期, 被连接在TDI和TDO之间的数据寄存器将从TDI接 收一位数据,同时通过TDO输出一位数据。 如果TMS为“0”,TAP控制器保持在移位数据 寄存器状态;如果TMS为“1”,TAP控制器进 入到退出数据寄存器状态。 假设当前的数据寄存器的长度为4。如果TMS保 持为0,那在4个TCK时钟周期后,该数据寄存器 中原来的4位数据(一般是在Capture-DR状态中 捕获的数据)将从TDO输出来;同时该数据寄存 器中的每个寄存器单元中将分别获得从TDI输入 的4位新数据。
目标机硬件平台
JTAG接口
并口或USB
仿真器(或 JTAG小板) 主机端PC
2.2 JTAG
JTAG简介 边界扫描 测试访问口TAP 通过JTAG烧写Flash
JTAG简介
JTAG(Joint Test Action Group,联合测试行动 小组)是一种国际标准测试协议,主要用于芯片内 部测试及对系统进行仿真、调试,JTAG技术是 一种嵌入式调试技术,它在芯片内部封装了专门 的测试电路TAP(Test Access Port,测试访问 口),通过专用的JTAG测试工具对内部节点进 行测试。 目前大多数比较复杂的器件都支持JTAG协议, 如ARM、DSP、FPGA器件等。
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