基于32位ARM920T内核的微处理器的嵌入式Linux系统构建详解
ARM920T
1特性•融合了ARM920T ™ ARM ® Thumb ®处理器–工作于180 MHz 时性能高达200 MIPS ，存储器管理单元–16-K 字节的数据缓存，16-K 字节的指令缓存，写缓冲器–含有调试信道的内部仿真器–中等规模的嵌入式宏单元结构(仅针对256 BGA 封装)•低功耗：VDDCORE 电流为30.4 mA 待机模式电流为3.1 mA •附加的嵌入式存储器–SRAM 为16K ；ROM 为128K •外部总线接口(EBI)–支持SDRAM ，静态存储器， Burst Flash ，无缝连接的CompactFlash ®，SmartMedia ™及NAND Flash •提高性能而使用的系统外设：–增强的时钟发生器与电源管理控制器–两个有双PLL 的片上振荡器–低速的时钟操作模式与软件功耗优化能力–四个可编程的外部时钟信号–包括周期性中断、看门狗及第二计数器的系统定时器–有报警中断的实时时钟–调试单元、两线UART 并支持调试信道–有8个优先级的高级中断控制器，独立的可屏蔽中断源，伪中断保护–7个外部中断源及1个快速中断源–有122个可编程I/O 口线的四个32位PIO 控制器，各线均有输入变化中断及开漏能力–20通道的外设数据控制器(DMA)•10/100 Base-T 型以太网卡接口–独立的媒体接口(MII)或简化的独立媒体接口(RMII)–对于接收与发送有集成的28字节FIFO 及专用的DMA 通道•USB 2.0全速(12 M 比特/秒)主机双端口–双片上收发器(208引脚PQFP 封装中仅为一个)–集成的FIFO 及专用的DMA 通道•USB 2.0全速(12 M 比特/秒)器件端口–片上收发器， 2-K 字节可配置的集成FIFO •多媒体卡接口(MCI)–自动协议控制及快速自动数据传输–与MMC 及SD 存储器卡兼容，支持两个SD 存储器•3个同步串行控制器(SSC)–每个接收器与发送器有独立的时钟及帧同步信号–支持I 2S 模拟接口，时分复用–32比特的高速数据流传输能力•4个通用同步/异步接收/发送器(USART)–支持ISO7816 T0/T1智能卡–硬软件握手–支持RS485及高达115 Kbps 的IrDA 总线–USART1为全调制解调控制线•主机/从机串行外设接口(SPI)–8～16位可编程数据长度，可连接4个外设•两个 3通道16位定时/计数器(TC)–3个外部时钟输入，每条通道有2个多功能I/O 引脚–双PWM 产生器，捕获/波形模式，上加/下减计数能力•两线接口(TWI)–主机模式支持，所有两线Atmel EEPROM 支持•所有数字引脚的IEEE 1149.1 JTAG 边界扫描•电源供应–VDDCORE ，VDDOSC 及VDDPLL 电压为：1.65V ～1.95V–VDDIOP (外设I/O)及VDDIOM (存储器I/O)电压为：1.65V ～3.6V •提供了208引脚PQFP 及256球状BGA 两种封装BDTIC /ATMEL2AT91RM92001768B–ATARM–07-Jun-05说明AT91RM9200是完全围绕ARM920T ARM Thumb 处理器构建的系统。
1-5章《ARM嵌入式C编程标准教程》
高等学校嵌入式系统设计教材
ARM9处理器C语言编程标准教程
侯殿有 才华 编著
人民邮电出版社
第一章 ARM技术简介
1.1 ARM处理器简介
火龙果整理
ARM处理器是一种低功耗高性能的32位RISC (精简指令系统) 处理器。本章将其从结构入手进行分析，基于目前流行的 ARM920T核详细描述其硬件结构和编程。 ARM处理器共有31个32位寄存器，而其中16个可以在任何模 式下看到。它的指令为简单的加载与存储指令（从内存加载某个 值，执行完操作后再将其放回内存）。ARM一个有趣的特点是 它所有的指令都带有条件。例如用户可以测试某个寄存器的值， 但是直到下次使用同一条件进行测试时，才能有条件地执行这些 指令。另一个特征是可以在加载数值的同时进行算术和移位操作。 它可以在几种模式下操作，包括通过使用SWI（softwarinterrupt 软件中断）指令从用户模式进入到系统模式。
火龙果整理
· 5级流水线结构，即取指（F）、指令译码（D）、 执行（E）、数据存储访问（M）和写寄存器 （W）。 · 16K字节数据缓存，16K字节指令缓存。 · 写缓冲器：16字的数据缓冲器，4地址的地址 缓冲器，软件控制消耗。 · 标准的ARMv4存储器管理单元（MMU）： 区域访问许可，允许以1/4页面大小对页面进行访 问，16个嵌入域，64个输入指令TLB及64个输入 数据TLB。 · 8位、16位、32位的指令总线与数据总线。
1.1.1 ARM7系列微处理器
火龙果整理
ARM7系列微处理器是低功耗的32位RISC处理器，最适合用于 对价位和功耗要求较低的消费类应用。ARM7系列有如下特点： ·具有嵌入式ICE—RT (Internet Communications Engine-Route 因特网通信)逻辑，调试开发方便。 ·极低的功耗，适合对功耗要求较低的应用，如便携式产品。 ·能够提供0.9MIPS(Million Instructions Per Second百万条/ 秒)/MHz的三级流水线结构。 ·对操作系统的支持广泛，如Windows CE、Linux、Palm OS等。 ·指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便 于用户的产品升级换代。 ·主频最高可达130MHz，高速的运算处理能力能胜任绝大多数 的复杂应用。
基于ARM920T的嵌入式电力参数检测系统设计
Ｖ０ ．０ Ｎｏ １ Ｉ ．１ １
ＮＯ Ｖ．２ ００８
２ ０ 年 ｌ 月 ｏ８ １
个Ｇ Ｉ ＰＯ口，通 过这 些接 口可 以进 行Ｌ Ｄ Ｅ 和按 键 的
换 ，使其 满足Ａ Ｄ 口的 电压 输入 范 围 。 ／端
扩展 。 此 外 ，还嵌 入 了功 能 强 大 的Ｌｎ ｘ ｉｕ 操作 系统 。
最 大 转 换 速率 为５ ０ｋｐ ，而 且 采 样 通 道数 和 通 ０ ｓ ｓ
有 较强 的数字信 号 处理 能 力 ，而且 系 统 可靠 性 和
实 时性 也较 高 ，图 １ 示是 其硬 件结 构框 图 。 所
１１ 核 心 微 处 理 器 ．
道 的采 样顺 序 可 以通过 编 程来 决定 。该模 块 还 具
流设备 来 实现 节 能运行 。因此 ，电力 参 数检 测 装 置对 能 量 的 双 向计 量 问 题 越 来 越 受 到 人 们 的 关
注 。并 已成 为 电能检 测与 计量 技 术发 展 的重 要 方
向之一 。
传 统 的 电力 参 数检 测装 置 一般 都 是 基 于单 片 机或 Ｄ Ｐ 计 的 ．前 者 受 运算 速 度 和 处理 数 据 能 Ｓ设
摘 要 ：给 出 了一 种采 用Ａ Ｍ９ ｏ 为核 心微 处 理 器 ，并结 合 多任 务 操 作 系统 内 Ｒ ２Ｔ Ｌｎ ｘ ｉｕ 来设
计 电力参 数检 测 装置 的硬 件 结构 图 ；同时结 合 具体 的功 能要 求 ，对软件 设 计 的主要 部 分 以及
用户应 用程序 的功 能进 行 了说 明 ，最后 分析 了该检 测装 置 中电力 参数 的采 样 、计 算 以及 电能
（）隔 离 ５
为 了保护 芯 片不 受外 界 干扰 而损 坏 ，设 计 时
《嵌入式ARM教案》课件
《嵌入式ARM教案》PPT课件第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义介绍嵌入式系统的概念、特点和应用领域强调嵌入式系统与传统计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的发展回顾嵌入式系统的发展历程探讨未来嵌入式系统的发展趋势1.3 嵌入式系统的组成部分介绍嵌入式系统的硬件和软件组成解释嵌入式系统中的核心部件：中央处理器（CPU）第二章：ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的成立和发展历程讲解ARM处理器的命名规则和版本更新2.2 ARM处理器的特点阐述ARM处理器的架构和指令集特点强调ARM处理器的功耗、性能和成本优势2.3 ARM处理器的应用领域分析ARM处理器在不同领域的应用案例展望ARM处理器在未来的应用前景第三章：ARM指令集和编程3.1 ARM指令集概述介绍ARM指令集的分类和特点讲解ARM指令的格式和操作码3.2 ARM指令的执行过程分析ARM指令的取指、译码、执行和写回过程解释ARM指令的流水线结构和流水线优化3.3 ARM编程实例介绍ARM编程的基本方法和技巧提供简单的ARM编程实例，让学员了解编程过程第四章：嵌入式系统设计和开发流程4.1 嵌入式系统设计原则讲解嵌入式系统设计的关键原则强调嵌入式系统设计的灵活性和可扩展性4.2 嵌入式系统开发流程介绍嵌入式系统开发的各个阶段阐述各阶段的主要任务和注意事项4.3 嵌入式系统开发工具和环境讲解常用的嵌入式系统开发工具和软件介绍嵌入式系统开发环境搭建的步骤和方法第五章：嵌入式系统硬件设计5.1 嵌入式系统硬件设计概述介绍嵌入式系统硬件设计的基本要求强调嵌入式系统硬件设计的可靠性和稳定性5.2 嵌入式系统硬件模块设计讲解嵌入式系统中的主要硬件模块分析各个模块的功能和相互之间的关系5.3 嵌入式系统硬件设计实例提供嵌入式系统硬件设计实例让学员了解硬件设计过程和注意事项第六章：嵌入式系统软件开发6.1 嵌入式操作系统概述介绍嵌入式操作系统的概念和分类强调嵌入式操作系统在嵌入式系统中的重要性6.2 嵌入式操作系统原理讲解嵌入式操作系统的核心组件和工作原理解释嵌入式操作系统的任务调度和资源管理6.3 嵌入式软件开发介绍嵌入式软件开发的基本方法和技巧提供嵌入式软件开发实例，让学员了解开发过程第七章：嵌入式系统应用案例分析7.1 嵌入式系统在工业控制中的应用分析嵌入式系统在工业控制领域的应用案例强调嵌入式系统在提高工业生产效率方面的作用7.2 嵌入式系统在消费电子中的应用讲解嵌入式系统在消费电子领域的应用案例探讨嵌入式系统在智能家居、可穿戴设备等领域的应用前景7.3 嵌入式系统在其他领域的应用介绍嵌入式系统在医疗、交通、教育等领域的应用案例展望嵌入式系统在未来各个领域的发展趋势第八章：嵌入式系统安全与防护8.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍嵌入式系统面临的安全威胁和攻击手段8.2 嵌入式系统安全防护策略阐述嵌入式系统安全防护的技术和方法强调安全防护策略在提高嵌入式系统安全性方面的作用8.3 嵌入式系统安全案例分析分析典型的嵌入式系统安全案例让学员了解嵌入式系统安全防护的实践应用第九章：嵌入式系统发展趋势与挑战9.1 嵌入式系统技术发展趋势分析嵌入式系统技术的发展趋势强调创新技术和新兴领域对嵌入式系统的影响9.2 嵌入式系统面临的挑战讲解嵌入式系统在发展过程中面临的挑战探讨应对挑战的方法和策略9.3 我国嵌入式系统发展现状与展望介绍我国嵌入式系统发展的现状展望我国嵌入式系统未来的发展前景第十章：总结与展望10.1 课程回顾总结本课程的主要内容和知识点强调嵌入式ARM教案在实际应用中的重要性10.2 实践与思考鼓励学员在实际工作中运用嵌入式ARM教案的知识提出针对性的思考题，引导学员深入思考和探索10.3 未来展望展望嵌入式系统领域的未来发展趋势强调继续学习和不断提升自身能力的重要性重点解析本文教案主要围绕嵌入式ARM系统进行讲解，涵盖了嵌入式系统的概述、ARM 处理器简介、ARM指令集和编程、嵌入式系统设计和开发流程、嵌入式系统硬件设计、嵌入式系统软件开发、嵌入式系统应用案例分析、嵌入式系统安全与防护、嵌入式系统发展趋势与挑战以及课程总结与展望等内容。
ARM处理器内核介绍
52v07 ARM普通处理器内核
TM
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2.6 ARM片上总线
AMBA－Advanced Microcontroller Bus Architecture（先进 的微控制器总线体系结构）
AMBA总线定义3种规范
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测试芯片 ARM10200E
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IP核、软核、硬核、固核
IP（Intellectual Property）就是常说的知识产权。IP定义为 用于ASIC、ASSP和PLD等当中，并且是预先设计好的电路模块。
IP核模块有行为（Behavior）、结构（Structure）和物理（ Physical）三级不同程度的设计，对应描述功能行为的不同分 为三类，即软核（Soft IP Core）、完成结构描述的固核 （ Firm IP Core）和基于物理描述并经过工艺验证的硬核（ Hard IP Core）。
52v07 ARM普通处理器内核
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ARM9TDMI 数据通道 (2)
结果 DINFWD
MU 逻辑
B 寄存器 Bank Imm BDATA 移位器
A
乘法器
ALU
PSR
ADATA
锁存
锁存
MU逻辑单元包含有：多路复用器,乘法器和桶形移位器
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ARM9TDMI流水线的变化
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ARM9TDMI
嵌入式linux系统开发标准教程
嵌入式linux系统开发标准教程嵌入式Linux系统开发是一门非常重要的技术，它在嵌入式设备、物联网和智能家居等领域中得到广泛应用。
本文将介绍嵌入式Linux系统开发的标准教程，帮助读者了解该技术的基本原理和常用的开发工具。
一、嵌入式Linux系统开发的基本原理嵌入式Linux系统开发是指将Linux操作系统移植到嵌入式设备中，并针对特定的应用领域进行定制开发。
它与传统的桌面Linux系统有很大的区别，主要体现在以下几个方面：1. 硬件平台的选择：嵌入式设备通常采用ARM架构或者其他低功耗的处理器架构，而不是传统的x86架构。
因此，在进行嵌入式Linux系统开发时，需要根据具体的处理器架构进行相应的移植和优化。
2. 精简的内核：由于嵌入式设备的资源有限，为了提高系统性能和节省资源，嵌入式Linux系统通常会精简内核。
这需要对Linux内核的源代码进行裁剪和优化，以去除不必要的模块和功能，并保留对应用需求的必要功能。
3. 定制化的驱动程序和应用程序：嵌入式设备通常需要与各种外设进行交互，因此需要编写相应的驱动程序。
此外，根据具体的应用需求，还需要定制相关的应用程序和用户界面。
二、嵌入式Linux系统开发的工具嵌入式Linux系统开发需要使用一些常用的工具，下面是一些常用的工具和其功能的介绍：1. 交叉编译工具链：由于嵌入式设备和开发主机的处理器架构不同，无法直接在开发主机上编译和运行目标代码。
因此，需要使用交叉编译工具链，在开发主机上生成适用于目标设备的可执行文件。
2. 调试工具：在嵌入式Linux系统开发过程中，调试是非常重要的一环。
常用的调试工具包括GDB（GNU调试器）和strace（系统调用跟踪工具），它们可以帮助开发人员追踪程序的执行过程和定位错误。
3. 文件系统工具：嵌入式设备的存储资源有限，需要使用文件系统来组织和管理存储的数据。
常用的文件系统工具包括mkfs（创建文件系统）、mount（挂载文件系统）以及文件传输工具（如scp和rsync）等。
ARM920T
ARM920T内核 内核 一、ARM9和ARM7比较 和 比较 二、ARM920T内核总体结构 内核总体结构 内核的MMU 三、ARM920T内核的 内核的 内核的CACHE 四、ARM920T内核的 内核的
一、ARM9和ARM7比较 和 比较
1、性能比较 、 相同的加工工艺，性能提高 倍 相同的加工工艺，性能提高2倍 （1）提高时钟频率 ） （2）减少常用指令执行的时钟周期数 ）
内核的CACHE 四、ARM920T内核的 内核的
2、CACHE与DRAM存取的一致性 、 与 存取的一致性
旁路读出式(Look Aside) 旁路读出式 在这种方式中， 发出数据请求时， 在这种方式中，CPU发出数据请求时，并不是单通道地穿过 发出数据请求时 并不是单通道地穿过Cache， ， 而是向Cache和主存同时发出请求。由于 和主存同时发出请求。 速度更快， 而是向 和主存同时发出请求 由于Cache速度更快， 速度更快 如果命中， 在将数据回送给CPU的同时， 的同时， 如果命中，则Cache在将数据回送给 在将数据回送给 的同时 还来得及中断CPU对主存的请求； 对主存的请求； 还来得及中断 对主存的请求 不命中， 不做任何动作， 不命中，则Cache不做任何动作， 不做任何动作 直接访问主存。 由CPU直接访问主存。 直接访问主存 它的优点是没有时间延迟， 它的优点是没有时间延迟， 缺点是每次CPU对主存的访问都存在，这样， 对主存的访问都存在， 缺点是每次 对主存的访问都存在 这样， 就占用了一部分总线时间。 就占用了一部分总线时间。
计算机三级嵌入式综合题10-14套答案
十【解题思路】车载GPS导航仪是在当前城市生活中已经非常普及，是嵌入式系统的典型应用。
可以通过S3C2410外加功能电路来实现在汽车行驶过程中定位导航、防盗防劫等实用功能。
S3C2410是基于ARM9内核的典型ARM芯片，采用ARM920T核，属于中高档32位嵌入式微处理器。
本题主要考查基于S3C2410的嵌入式系统开发。
涉及到无线通信与数据传输，数字信号处理，通用I/O接口GPIO、串行外设接口SPI、集成电路互连总线接口I2C的典型应用及相关应用的驱动程序设计以及系统集成等。
【参考答案及解析】（1）【81】GPE11、GPE12、GPE13【82】0xFABFFFFF【解析】GPS是嵌入式系统中常用的无线通信接口，本题使用基于SPI接口的GPS 模块，采用S3C2410芯片GPE端口的GPE11~GPE13引脚。
初始化为GPE11~GPE13共6位进行赋值，按照寄存器格式为10，则端口值为0xFABFFFFF。
（2）【83】GPD【84】0xAAAAAAAA【85】8【86】2.25【解析】LCD显示屏自身不带控制器，没有驱动电路；本系统中主要利用GPIO 口设计驱动电路来进行控制，主要利用GPC和GPD端口。
真彩色图像由R、G、B三基色组成，且3个分量中的像素位数都是8位。
图像数据量=图像水平分辨率×图像垂直分辨率×像素深度/8。
（3）【87】8【88】125【89】0x00000100【90】0x00000100【91】0x249F【92】0x002000【93】0x001000【解析】按照采样定理，取样频率不应低于声音信号最高频率的两倍才不产生失真；所以此处频率可以取8KHz；波形声音的码率=取样频率×量化位数×声道数（单位：b/s）；定时器计数脉冲周期=1/(PCLK/(预分频值+1)/分频系数)。
对配置寄存器以及控制寄存器的设置即按照寄存器格式对相应位进行赋值。
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基于32位ARM920T内核的微处理器的嵌入式Linux系统构建详解目前，在嵌入式系统中基于ARM微核的嵌入式处理器已经成为市场主流。
随着ARM技术的广泛应用，建立面向ARM构架的嵌入式操作系统成为当前研究的热点问题。
已经涌现出许多嵌入式操作系统，如VxWork，windows-CE，PalmOS，Linux等。
在众多的嵌入式操作系统中，Linux以其开源代码及免费使用倍受开发人员的喜爱。
本文选用的微处理器S3C2410是基于32位ARM920T内核的微处理器，基于此处理器构造一Linux 嵌入式操作系统，将其移植到基于32位的ARM920T内核的系统中，在此基础上进行应用程序开发。
l、开发环境介绍
1.1、基于S3C2410ARM920T的硬件平台
该系统的硬件平台为深圳旋极公司提供，硬件的核心部件为三星$3C2410ARM920T芯片，外围还包括：64MNANDFLASH和RAM外围存储芯片；串口、网口和USB外围接口；CSTNLCD和触摸屏外围显示设备；UDAl34lTS的外围音频设备。
S3C2410处理器和外围设备共同构成了基于ARM920T的开发板。
1.2、嵌入式Limlx软件系统
该嵌入式Linux的软件系统包括以下4个部分：引导加载程序vivi；Linux2．6．14内核；YAFFS2文件系统以及用户程序。
他们的可执行映像依次存放在系统存储设备上．
与通常的嵌入式系统布局有所不同，本系统在引导加载程序和内核映像之间还增加了一个启动参数区，在这个区里存放着系统启动参数。
引导加载程序通过调用这些参数来决定启动模式、启动等待时间等，这些启动参数的增加加强了系统的灵活性。
本系统采用64MNANDFLASH的存储设备。
2、嵌入式Linux系统设计与实现
2.1、引导加载程序vivi。