ARM+FPGA嵌入式系统开发平台教学项目设计与实施
基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统设计
现有的数控系统中多采用工控机加运动控制卡的计算机数控系统方案进行运动控制器的设计。
随着工控机整体功能日趋复杂，对运动控制系统的体积、成本、功耗等方面的要求越来越苛刻。
现有计算机数控系统在运动控制方面逐渐呈现出资源浪费严重、实时性差的劣势。
此外，数控系统的开放性、模块化和可重构设计是目前数控技术领域研究的热点，目的是为了适应技术发展和便于用户开发自己的功能。
本文基于ARM和FPGA的硬件平台，采用策略和机制相分离的设计思想，设计了一种具有高开放性特征的嵌入式数控系统。
该数控系统不仅具备了以往大型数控系统的主要功能，还具备了更好的操作性和切割性能，而且在开放性方面优势更为突出，使数控系统应用软件具有可移植性和互换性。
1 基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统整体方案基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统结构如图1所示。
按照模块划分的思想，本文将控制器分为人机交互、插补算法和通信三部分。
系统中ARM采用三星公司推出的16／32位RISC微处理器S3C2440A，它采用了ARM920T内核，核心频率高达400MHz。
FPGA采用Xilinx公司Spartan 3E系列的XC3S250E。
图1 基于ARM FPGA的嵌入式数控系统结构2 S3C2440A控制系统ARM作为数控系统的控制核心主要负责对从数据存储器中读取或直接从上位PC或网络获得的零件加工代码和控制信息进行译码、运算、逻辑处理，完成加工数据的粗插补以及人机界面和数据通信。
ARM系统是整个数控系统的控制核心，在嵌入式操作系统的管理下，采用分时处理的方式实现整个系统的信息处理和粗插补运算，通过键盘、触摸屏等输入装置输入各种控制指令，对数控系统的实时运行状态通过LCD、指示灯等显示，实现人机友好交互。
基于S3C2440A控制器有各种通信接口，包括RS232、RS485、以太网口、USB等接口模块。
通过这些接口实现文件传输和网络控制。
嵌入式数控的软件系统总体结构如图2所示。
ARM嵌入式课程设计
通信与信息工程学院2015/2016 学年第一学期课程设计实验报告模块名称ARM嵌入式开发专业电子信息工程学生班级B120110学生学号B******** 学生姓名钱晨指导教师余雪勇实验内容一、基本要求在基本要求中，需要从11个测试程序中选做8个，以下是对8个程序的实验过程的叙述，包括实验前的硬件连接准备、软件环境配置（串口工具、dnw、ADS、交叉编译环境等）、每个实验的关键代码以及简单分析。
1、硬件连接用USB线、串口线把开发板连到电脑相应的端口，再将电源线插好。
2、软件环境配置设置串口工具SecureCRT解压在“windows 平台开发工具包\”目录下的“SecureCRT.rar”后，即可使用SeureCRT，双击图标，打开SecureCRT，如下图所示：点击图中红色方框图标，出现下图的设置窗口：在 Ptotocol 里面选择Serial，出现如下图所示的对话框，详细设置参考下图，超级终端设置部分，不再重复。
注意：Port 选项部分根据您实际使用的端口进行配置，其他选项请一定配置如下图所示。
配置完毕后，点击上图的“Connect”选项即可连通串口。
DNW 设置DNW 在这里是我们的.bin 文件下载软件，可实现我们向flash 或者内存当中烧写程序的功能。
直接双击“Windows 平台工具\DNW”目录下的DNW 软件，出现下图：配置（2）配置如下图：3、实验前准备串口工具和开发板连接成功后，将选择开关打到norflash，并按一下重启键，开发板则自动按照选择从norflash 启动。
此时，如果 SecureCRT 界面显示如下，则表示串口工具已经工作正常：一般出厂光盘里面已经有许多bin 文件了，其中包括我们此处所说的TQ2440_Test 的bin文件。
我们也可以参考以下步骤，使用ADS1.2 生成自己的“*.bin”文件。
（1）、安装ADS1.2（ARM Developer Suite v1.2，一款针对ARM 的开发套件），并使用ADS打开天嵌科技的出厂自带的测试程序。
《基于ARM和RTAI的嵌入式实时平台的设计与实现》
《基于ARM和RTAI的嵌入式实时平台的设计与实现》基于ARM和RT的嵌入式实时平台的设计与实现一、引言随着科技的发展，嵌入式系统在众多领域中发挥着越来越重要的作用。
嵌入式实时平台能够保证在严格的时间约束下提供高稳定性和高性能的系统功能。
本文主要讨论了基于ARM处理器和RT（实时操作系统支持）技术的嵌入式实时平台的设计与实现。
二、系统设计1. 硬件设计硬件设计是整个系统的基础，我们选择了ARM处理器作为主控制器。
ARM处理器具有低功耗、高性能、体积小等优点，非常适合用于嵌入式系统。
此外，我们还根据系统的需求，选择了适当的存储器、接口电路等硬件设备。
2. 软件设计软件设计包括操作系统和应用程序的设计。
我们选择了RT 作为系统的实时操作系统。
RT是一个开源的实时操作系统，具有良好的可扩展性和可定制性，能够满足各种实时应用的需求。
在应用程序设计方面，我们根据系统的功能需求，设计了相应的软件模块。
三、RT实时操作系统实现RT实时操作系统是整个系统的核心部分，它能够提供高稳定性和高性能的实时服务。
在实现过程中，我们首先对RT进行了定制，以满足系统的需求。
然后，我们实现了RT的初始化、任务调度、中断处理、内存管理等功能。
四、平台实现1. 驱动程序开发驱动程序的编写是实现嵌入式实时平台的关键步骤。
我们根据硬件设备的特性和需求，编写了相应的驱动程序，实现了对硬件设备的控制和管理。
2. 应用程序开发在应用程序开发方面，我们根据系统的功能需求，设计了相应的软件模块。
每个模块都负责特定的功能，如数据采集、数据处理、通信等。
我们使用了C语言进行编程，以保证代码的可读性和可维护性。
五、测试与优化在平台实现后，我们进行了严格的测试和优化工作。
首先，我们对平台的稳定性和性能进行了测试，确保系统能够在各种情况下正常运行。
然后，我们对代码进行了优化，以提高系统的运行效率和响应速度。
六、结论本文介绍了一种基于ARM和RT的嵌入式实时平台的设计与实现方法。
ARM教学系统-07 嵌入式硬件平台设计
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SS33CC4444BB00XX概的述引脚信号描述 － SIO控制信号
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SS33CC4444BB00XX概的述引脚信号描述 － ADC
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SS33CC4444BB00XX概的述引脚信号描述 － GPIO
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SS33CC4444BB00XX概的述引脚信号描述 － 复位和时钟信 号
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SS33CC4444BB00XX概的述引脚信号描述 － JTAG测试逻辑
体系结构设计：描述系统如何实现所述的功能和非 功能需求，包括对硬件、软件和执行装置的功能划分以 及系统的软件、硬件选型等。一个好的体系结构是设计 成功与否的关键。
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嵌嵌入入式式系系统体统系的结开构设发计步骤
硬件/软件协同设计：基于体系结构，对系统的软件、 硬件进行详细设计。为了缩短产品开发周期，设计往往 是并行的。 系统集成：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。 系统测试：对设计好的系统进行测试，看其是否满 足规格说明书中给定的功能要求。
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复系统位的电硬路件选设型计及电路设计
采用IMP706看门狗芯片
复位及看门狗功
能是否有效在，规如定时间内没 果短接则有有效喂狗，将输出
复位按键，JP2
低电平
短接时才有效
低电平复位
JP2短接后，必须定时 （<1.6S）喂狗，否则将引起
基于ARM处理器的嵌入式系统设计与实现
基于ARM处理器的嵌入式系统设计与实现一、引言随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域得到了广泛的应用，而ARM处理器作为一种低功耗高性能的处理器架构，在嵌入式系统中占据着重要地位。
本文将介绍基于ARM处理器的嵌入式系统设计与实现的相关内容，包括ARM处理器的特点、嵌入式系统设计的基本原理、实现过程中的关键技术等。
二、ARM处理器概述ARM处理器是一种基于RISC（精简指令集计算机）架构的处理器，具有低功耗、高性能和灵活性等特点。
ARM处理器广泛应用于移动设备、智能家居、工业控制等领域。
在嵌入式系统中，ARM处理器以其优越的性能表现成为首选。
三、嵌入式系统设计原理嵌入式系统是集成了硬件和软件的特定功能系统，其设计原理包括硬件选型、系统架构设计、软件开发等方面。
在基于ARM处理器的嵌入式系统设计中，需要考虑处理器性能、外设接口、功耗管理等因素。
四、基于ARM处理器的嵌入式系统设计流程硬件选型：选择适合项目需求的ARM处理器型号，考虑性能、功耗和成本等因素。
系统架构设计：确定系统整体架构，包括处理器核心选择、外设接口设计等。
软件开发：编写适配ARM处理器的底层驱动程序和应用程序，实现系统功能。
调试验证：对设计的嵌入式系统进行调试验证，确保系统稳定可靠。
五、基于ARM处理器的嵌入式系统实现关键技术Bootloader设计：Bootloader是引导加载程序，负责初始化硬件并加载操作系统。
在基于ARM处理器的嵌入式系统中，Bootloader 的设计至关重要。
设备驱动开发：针对不同外设接口开发相应的设备驱动程序，实现外设与处理器之间的通信。
系统优化：优化代码结构和算法，提高系统性能和响应速度。
电源管理：合理管理系统功耗，延长电池寿命或降低功耗成本。
六、基于ARM处理器的嵌入式系统应用案例以智能家居控制系统为例，介绍基于ARM处理器的嵌入式系统在智能家居领域的应用。
通过该案例展示ARM处理器在嵌入式系统设计与实现中的优势和特点。
FPGA设计与嵌入式硬件开发项目课程大纲
FPGA设计与嵌入式硬件开发项目课程大纲一、课程简介本课程旨在培养学生的FPGA设计与嵌入式硬件开发能力，通过理论与实践相结合的方式，让学生掌握FPGA设计基本原理、嵌入式系统开发流程以及相关工具的使用。
通过本课程的学习，学生将具备独立进行FPGA设计与嵌入式硬件开发项目的能力。
二、课程目标1.了解FPGA的基本概念和原理；2.掌握Verilog硬件描述语言的基本语法和使用方法；3.熟悉FPGA设计流程，包括设计、仿真、综合和实现；4.学习嵌入式系统开发的基本知识和技能；5.了解常用的FPGA开发工具和开发平台；6.通过实践项目，培养学生团队合作和问题解决的能力。
三、课程内容1. FPGA基础知识1.1 FPGA的概念和特点1.2 FPGA的发展历程1.3 FPGA的应用领域1.4 FPGA与ASIC的对比2. Verilog硬件描述语言2.1 Verilog的基本语法2.2 Verilog的数据类型2.3 Verilog的运算和逻辑操作2.4 Verilog的模块化设计3. FPGA设计流程3.1 设计规范和约束3.2 设计方法和策略3.3 设计实例分析和仿真3.4 综合和布局布线3.5 静态时序分析和时钟域划分4. 嵌入式系统开发4.1 嵌入式系统的概念和特点4.2 嵌入式系统的硬件平台4.3 嵌入式系统的软件开发4.4 嵌入式系统的调试和测试4.5 嵌入式系统的性能优化5. FPGA开发工具和平台5.1 常用的FPGA开发工具介绍5.2 FPGA开发平台的选择和配置5.3 FPGA开发板的使用和调试6. 项目实践6.1 分组项目设计6.2 项目需求分析和规划6.3 项目实施与调试6.4 项目演示和总结四、教学方法本课程采用理论教学与实践相结合的教学方法。
理论教学包括课堂讲授、案例分析等；实践教学包括实验操作、项目实践等。
学生参与项目实践，提高实际操作能力和问题解决能力。
五、考核方式本课程的考核方式包括平时成绩和期末项目实践成绩。
嵌入式软件仿真开发平台的设计与实现
嵌入式软件仿真开发平台的设计与实现随着科技的日益发展和普及，嵌入式系统已经成为很多设备和产品的基础。
嵌入式软件作为嵌入式系统中的重要组成部分，其开发和测试直接关系到设备和产品的质量和性能。
在软件开发中，仿真测试是不可或缺的环节。
而嵌入式软件仿真开发平台就是一种辅助软件工程师进行模拟测试的工具。
本文将介绍嵌入式软件仿真开发平台的设计与实现。
一、需求分析首先，我们需要了解用户和产品需求。
在嵌入式软件开发中，开发周期短、效率高、测试全面、易于维护是用户普遍关心的问题。
所以本平台需要具有以下特点：1.支持多平台。
嵌入式系统种类多样，需要支持ARM、AVR、STM32等多种平台。
2.方便易用。
嵌入式软件开发需要进行多次编译和调试，所以本平台需要快速启动、易配置、支持快捷键等快捷操作，提高开发效率。
3.模拟测试。
本平台需要支持模拟测试，即将开发的代码模拟在虚拟环境中运行，方便测试。
4.日志输出。
开发中需要查看调试信息，所以需要支持日志输出功能。
5.易于维护。
软件工程师需要不断进行更新、升级和代码优化，所以本平台需要易于维护。
二、平台设计基于以上需求和特点，我们可以设计一个便于使用、易于维护、功能全面的开发平台。
1.界面设计平台的界面需要简单、美观、直观。
我们可以使用Qt Creator进行界面的设计，得到一个适用于Windows平台的可视化开发环境。
同时，平台需要支持跨平台，并且可以在不同平台上进行软件开发和测试。
2.代码编辑器在代码编辑器中，需要支持多种语言的高亮显示、括号匹配、自动补全、标记关键字等常用功能。
同时，需要支持代码格式化、快速跳转等操作，提高开发效率。
3.编译器及调试器编译器和调试器是软件开发中最常用的工具。
需要支持多种平台的编译器和调试器，同时需要自动配置，减少用户的配置时间。
平台还需要支持断点调试、变量监视、内存分析等调试功能。
4.模拟测试器模拟测试器是嵌入式软件仿真开发平台的核心。
需要支持多种嵌入式平台的模拟测试，实现代码的模拟运行和结果分析。
基于ARM的嵌入式软硬件系统设计与实现
基于ARM的嵌入式软硬件系统设计与实现摘要：随着当今社会的网络技术与计算机技术的高速发展，嵌入式系统越来越多地应用到人们日常生活中，为了学习和研究嵌入式系统，本文介绍了一种基于ARM的嵌入式软硬件系统设计思路，本平台兼容多款ARM处理器，可适用于高校教学和进一步的应用开发，对于提高学生对于嵌入式系统的理解有重要作用。
关键词：ARM处理器；嵌入式系统；软硬件协同1.嵌入式系统的简介所谓嵌入式系统（Embedded System），实际上是“嵌入式计算机系统”的简称，它是相对于通用计算机系统而言的。
嵌入式系统主要由软硬件两个部分构成，硬件是支撑，软件是灵魂，硬件包括嵌入式处理器、嵌入式外围设备；软件包括嵌入式操作系统和嵌入式应用软件。
嵌入式操作系统相对于通用计算机系统来论具有以下特点：①嵌入式系统通常是面向特定应用的。
嵌入式CPU与通用型相比通常具有低功耗，体积小，集成度高的特点。
②为提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统的应用程序都固化在存储器芯片或单片机本身中。
③嵌入式系统本身不具备自举开发能力，设计完成后通常程序功能固定，需要有一套开发工具和环境才能进行开发。
④嵌入式系统硬件和具体应用有机结合，升级换代需要同步进行，因此产品具有较长的生命周期。
总结后发现，嵌入式系统的最大特点是具有目的性和针对性，设计的每一套系统都需要安全高效地运用于特定的场合，实现特定的功能。
因此学生进行系统设计时必须最大限度地针对软件和硬件进行量身定做。
2.嵌入式处理器概述及其分类嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件。
从功能上看，应用于嵌入式系统的处理器主要分为4类：嵌入式微处理器（MPU），嵌入式微控制器（MCU），嵌入式DSP处理器（DSP），嵌入式片上操作系统（SOC）。
随着EDA的推广和VLSI设计的普及化以及半导体工艺的迅速发展，可以在一块硅片上实现更为复杂的系统，即SOC。
各种通用处理器内核将作为SOC设计公司的标准库，和其他嵌入式系统外设一样，成为VLSI设计中一种标准的期间，用标准的Verilog语言描述，存储在器件库中。