嵌入式硬件开发平台
嵌入式系统开发平台硬件抽象层的研究与设计
文 章编 号 ： ０ ６—９ ９ （ ０ ７ Ｏ —０ ２ ０ １０ ７ ８ ２ ０ ） １ ０ ０— ６
嵌入式 系统开发 平台硬件抽象层 的研 究与设计
张 乐 ，邵 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 晶 ，孙 仁 诚
（ 岛大 学信 息 工程 学 院 ，山 东 青 岛 ２ ６ ７ ） 青 ６ ０ １ 摘 要 ： 针 对 嵌入 式 系统开 发 平 台构 建 中 的 硬件 环 境 差 异 问题 ， 出 了一 种 高 移植 性 的 给
１ Ｅ Ｐ—ＨＡＬ设 计 概 要 Ｓ
Ｅ Ｐ— Ｓ ＨＡＬ是对 硬 件 的一种 抽象 ， 即从 物 理 硬件 到 逻 辑 硬 件 的一 种 转 换 ， 以一组 统 一 的硬 件相 关 功 并 能服务 接 口的方式 为 上层 系统 内核 提供 一套 逻 辑意 义上 的硬 件环 境 ， 该 层本 身 实 现 了从 逻 辑 功 能 到物 理 而 操 作 的转换 。在嵌 入式 系统 开 发平 台 中 ， Ｓ Ｅ Ｐ—ＨＡＬ是 直 接 面 向底 层 硬 件设 备 的 系统 软 件 层 ， 所处 的位 其
硬件 抽 象层设 计 方案 ， 介绍 了实 现方 法 。该 硬 件抽 象 层 给 出底 层 封装 规 范 并 向 上层 软 并 件设 计 提供操 作 接 口规 范 ， 屏蔽 硬 件环 境差 异 ， 强 了嵌 入 式 系统 开 发 平 台 的开 放 性 ， 增 可 有效 地缩 短嵌 入式 产 品 的开发 周期 。 关键 词 ：嵌 入式 系统 开发 平 台 ；硬件 抽象 层 ；可移植 性 ； 硬件 协 同设计 软
维普资讯
第２卷 第 １ ２ 期
２０ ０ ７年 ３月
青岛大 学学报 （ 程技术版 ） 工
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＩ ＮＧＤＡＯ ＵＮＩ ＶＥＲ Ｉ Ｙ （ ＳＴ Ｅ＆Ｔ）
嵌入式系统开发平台的构建和实现
刘 森 慕 春 棣 沈 卓 立
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Ｌｉ ｕ ｎ ｘ系 统 的 嵌 入 式 系 统 开 发 平 台 ， Ｅ ２ Ｚ３ ８是 一 款 得 到 了广 泛 应 用 的 ３ 硬 件 平 台 ＣＰＵ 可 方 便 地 升 级 到 ２ 包 括 硬 件 设计 平 台和 软 件 开 发平 台两 位 嵌 入 式 微 处 理 器 ， 内部 集 成 了大 量 ＶＺ ２ （ 频 ３ Ｍ Ｈｚ Ｚ ２ ３ ８主 ３ ，Ｅ ３ ８的 后 续
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开发板开发手册
开发板开发手册一、概述开发板是一种用于嵌入式系统开发的硬件平台，它集成了处理器、内存、输入输出接口等组件，提供了丰富的软件开发环境和工具，方便开发人员进行嵌入式系统的设计、开发和调试。
二、开发板的组成和功能1. 处理器：开发板通常采用先进的微处理器或微控制器作为核心处理器。
处理器的速度和性能决定了开发板的计算能力。
2. 内存：开发板配备了用于存储程序和数据的内存，包括闪存、RAM等。
良好的内存管理对于开发人员来说非常重要。
3. 输入输出接口：开发板提供了丰富的输入输出接口，如串口、以太网口、USB接口、GPIO等，方便连接外设设备和传感器。
4. 显示屏：一些开发板还配备了液晶显示屏或触摸屏，用于显示信息和交互操作。
5. 调试接口：开发板通常提供了调试接口，方便开发人员进行调试和性能优化。
6. 电源管理：开发板的电源管理模块可以提供稳定的电源供应，保证系统的稳定工作。
三、开发板的使用1. 开发环境搭建：在使用开发板之前，需要搭建相应的开发环境。
首先，安装相关的开发工具，如编译器、调试器等；然后，配置开发环境，包括设置路径、引入库文件等。
2. 应用开发：使用开发板进行应用开发，可以根据具体需求选择合适的开发语言和开发平台。
常见的开发语言包括C/C++、Python等，常见的开发平台包括Linux、RTOS等。
3. 软件调试：在应用开发过程中，经常需要进行软件调试，以解决程序中的bug和问题。
可以通过连接调试器和开发板，使用调试工具进行单步调试、变量监视等操作。
4. 硬件调试：对于一些需要自行设计硬件的开发板，还需要进行硬件调试。
硬件调试通常涉及到电路设计、布线、焊接等工作。
5. 应用部署：应用开发完成后，将应用程序烧录到开发板的闪存中，然后连接相应的外设设备进行测试和运行。
四、开发板的注意事项1. 硬件设计规范：如果需要自行设计硬件，需要遵守相关的设计规范，包括信号完整性、功耗管理、EMC等方面的考虑。
嵌入式开发分类
嵌入式开发分类嵌入式开发是当今信息技术领域中一个极为重要且不断发展的分支。
随着物联网、人工智能、自动驾驶等技术的迅速崛起，嵌入式系统的应用范围越来越广泛，从家用电器、智能穿戴设备到工业自动化、航空航天等领域都有它的身影。
在这个庞大的领域中，嵌入式开发因其应用场景和需求的多样性，形成了多个不同的分类。
本文将对嵌入式开发的主要分类进行详细的探讨。
一、按应用领域分类1. 消费电子嵌入式开发消费电子是嵌入式系统应用最为广泛的领域之一。
智能手机、平板电脑、智能电视、智能家居设备等都属于这一范畴。
这类嵌入式开发注重用户体验、功耗优化、多媒体处理能力和网络连接性能。
开发人员需要熟悉各种消费电子产品的硬件架构，掌握操作系统移植、驱动程序开发、应用程序设计等技术。
2. 工业控制嵌入式开发工业控制是嵌入式系统的另一个重要应用领域，包括自动化设备、传感器网络、生产线监控等。
这类嵌入式开发要求系统具有高度的可靠性、实时性和稳定性。
开发人员需要了解工业控制领域的相关标准，如PLC编程、现场总线技术等，并能够根据实际需求进行系统设计和优化。
3. 汽车电子嵌入式开发随着汽车电子化水平的提高，嵌入式系统在汽车中的应用也越来越广泛，包括发动机控制、车身稳定系统、信息娱乐系统等。
汽车电子嵌入式开发对系统的安全性、可靠性和实时性要求极高。
开发人员需要熟悉汽车电子硬件架构和相关标准，掌握汽车级软件开发流程和测试方法。
4. 航空航天嵌入式开发航空航天领域对嵌入式系统的要求最为苛刻，因为任何一点小小的失误都可能导致严重的后果。
航空航天嵌入式开发需要确保系统在极端环境下的稳定性、可靠性和安全性。
开发人员需要具备深厚的航空航天背景知识，熟悉相关标准和认证流程，并能够进行严格的系统测试和验证。
二、按硬件平台分类1. ARM嵌入式开发ARM架构是目前最为流行的嵌入式硬件平台之一，广泛应用于各种消费电子产品和工业控制设备中。
ARM嵌入式开发主要涉及基于ARM处理器的系统设计和应用开发，包括硬件选型、操作系统移植、驱动程序开发等。
第2章 嵌入式系统硬件开发平台(新)1
重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
在32位RISC芯片中占据了领导地位。
合作伙伴包括了许多世界顶级的半导体公 司
重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
i.MXL/MX21
LPC2000/300 0
PXA255/270
S3C2410/2440
AT91RM9200
重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
而且ARM体系还采用了一些特别的技术，在保证高 性能的同时尽量减小芯片的体积，降低芯片的功 耗。这些技术包括： 在同一条数据处理指令中包含算术逻辑处理单元 处理和移位处理。 MOV R0，R1，LSL #3 //R0=R1<<3 使用地址自动增加（减少）来优化程序中循环处 理。 LDR R0，[R1，R2，LSL #2] //将内存单元（R1+（R2<<2)）中的数据读取到 R0中，同时R1=R1+（R2<<2)
重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
3、JTAG接口
• 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。
嵌入式系统及其应用
• 我们经常用简易 JTAG接口直接烧写 嵌入式系统Flash存 储器。这种烧写方式 是通过一根并口电缆 和一块信号转换集成 电路板以建立PC机与 开发板之间的通信。
重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
2、嵌入式系统中的存储设备
（1）RAM、SRAM、DRAM • RAM即是我们通常所说的内存。RAM又可 分为SRAM（静态存储器）和DRAM（动 态存储器）。 （2）Flash • Flash是一种非易失闪存，它具有和ROM 一样掉电后数据不会丢失的特性。Flash是 目前嵌入式系统中广泛采用的主流存储器， 它的主要特点是按整体/扇区擦除和按字节 编程，具有低功耗、高密度、小体积等优 点。
嵌入式系统硬件开发流程
嵌入式系统硬件开发流程1.需求分析：首先需要与客户或项目团队明确嵌入式系统的需求和功能。
根据需求，确定系统的输入输出接口、处理器类型、存储器需求和其他关键硬件组件。
2.系统设计：根据需求分析的结果，开始进行系统设计。
设计包括了整体体系结构的设计、硬件模块的设计以及各模块之间的接口设计。
在这个阶段，还需要确定系统的电源需求、尺寸和外壳设计等。
3.选择硬件平台：根据系统的需求和设计，选择合适的硬件平台。
硬件平台可以是单片机、FPGA、ARM等。
选择硬件平台时需要考虑功耗、性能、成本和开发工具的可用性等方面。
4.硬件原理图设计：根据系统的需求和设计，进行硬件原理图设计。
硬件原理图设计主要包括选择和连接各种硬件模块、设计电源电路和时钟电路等。
在设计过程中，需考虑信号完整性、电磁兼容性和热管理等问题。
5.PCB设计：将硬件原理图转化为PCB设计。
PCB设计包括在PCB上放置元件、连线布局和绘制电源层和地层等。
在设计过程中，还需考虑电磁兼容性和阻抗匹配等问题。
6.PCB制造：将PCB设计文件传输给PCB制造厂商，制造出实际的PCB板。
制造过程包括PCB板材的选择、蚀刻、钻孔、贴片、焊接和检查等。
7.原型测试：制造完成的PCB板与其他硬件模块进行组装，形成嵌入式系统原型。
通过连接电源，测试系统的各个功能和性能是否满足需求。
如发现问题，需要返工或重新设计。
8.硬件调试和优化：对原型进行硬件调试，包括调试电路连接的正确性、性能和稳定性等。
通过对系统的不断调试和优化，确保系统的稳定运行。
9.硬件验证和认证：对已调试和优化的嵌入式系统进行验证和认证。
验证过程包括功能验证、稳定性测试、可靠性测试等。
认证过程可能涉及到特定行业的标准和要求，如电磁兼容性认证等。
10.批量生产：通过验证和认证后，嵌入式系统可以进行批量生产。
在批量生产之前，需确保原材料的供应链和生产工艺的稳定性。
同时，还需考虑生产成本和交货时间等因素。
11.维护和升级：一旦嵌入式系统投入使用，可能会出现问题或有新需求。
嵌入式开发平台硬件抽象层的设计与实现的开题报告
嵌入式开发平台硬件抽象层的设计与实现的开题报告一、选题背景嵌入式系统作为运行在特定环境下的计算机系统，不仅占领了绝大部分市场，而且应用领域众多。
相对于通用计算机，嵌入式系统的构成要求更加精细，而嵌入式开发平台（Embedded Development Platform）则是嵌入式系统开发的核心技术之一。
嵌入式开发平台硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer，HAL）是在嵌入式系统开发中扮演着极为重要的作用的一个中间层。
HAL 是一种设备操作基础接口的中间件，提供标准和一致的接口，屏蔽了底层的硬件差异，使上层应用程序的代码具有通用性，同时也为系统集成设备驱动程序提供了标准化、通用化的接口。
HAL 实现把低层的硬件操作向上抽象成统一的接口，为系统提供开发效率并保持代码的稳定性。
二、选题目的随着嵌入式系统复杂度的不断增加，嵌入式开发平台开发的技术难度也逐渐升高。
HAL 的设计和实现对于嵌入式平台的功能性、稳定性和可维护性至关重要。
本论文的主要目的是探究嵌入式开发平台的 HAL 设计和实现，为嵌入式平台的开发提供指导和帮助。
三、选题意义1. 提高开发效率和软件质量HAL 的设计和实现可以屏蔽硬件底层差异，为不同平台的开发人员提供了统一的接口，方便他们进行需要硬件基础操作的代码开发。
实现对硬件抽象化层的封装有助于减少底层驱动程序对上层软件的影响，从而缩短了开发周期，提高了开发效率和软件质量。
2. 易于维护和迭代HAL 作为设备操作的基础接口中间件，可以帮助开发人员在不同系统版本和不同平台之间重复使用代码，减少系统集成和升级时的工作量。
同时，为了实现不同的 HAL 设计和实现，开发团队可以更好地组织和维护代码，扩展和升级软件的功能和性能，从而使系统的维护更加容易和可靠。
四、研究方法本论文的研究方法将采用文献综述、专家访谈和实验仿真相结合的方法。
具体研究步骤包括：1. 对嵌入式开发平台 HAL 设计和实现的相关文献进行综述，查找其发展历程、原理和技术特点等，并对其进行概括和分析总结。
嵌入式开发板用途及基本原理
嵌入式开发板用途及基本原理
嵌入式开发板是一种专门设计用于嵌入式系统开发的硬件平台，主要用于嵌入式软件的开发、调试和测试。
其基本原理是将微处理器或微控制器等主控芯片与一系列外围器件集成在一块电路板上，以方便开发者进行软硬件的开发工作。
嵌入式开发板的主要用途包括但不限于以下几个方面：
1. 嵌入式软件开发：开发板提供了一种便于软件开发的环境，开发者可以在开发板上进行嵌入式软件的编译、调试和测试工作。
2. 嵌入式系统验证：开发板可以用于验证嵌入式系统的功能和性能，例如调试硬件电路、验证外设接口等。
3. 原型开发与验证：通过使用开发板，开发者可以快速搭建嵌入式系统的原型，并进行功能验证和性能评估。
4. 教学与学习：开发板可以用于教学和学习嵌入式系统的相关知识和技术，如学生可以通过开发板了解嵌入式软件的开发流程和方法。
嵌入式开发板的基本原理主要包括以下几个方面：
1. 主控芯片：嵌入式开发板的核心是主控芯片，通常是一颗集成了微处理器或微控制器的芯片，该芯片负责执行嵌入式软件并控制外围器件的工作。
2. 外围器件：主控芯片与外围器件之间通过接口相连接，外围器件可以包括各种传感器、执行器、存储器、通信接口等，用于实现嵌入式系统的各种功能。
3. 电源管理：开发板通常需要提供稳定的电源供应，包括直流电源和时钟信号等，以保证系统正常工作。
4. 调试和测试：嵌入式开发板通常还提供了调试和测试功能，例如调试接口、编程接口等，可以方便开发者进行软硬件调试和测试工作。
总之，嵌入式开发板是一种重要的工具，它提供了一个便于开发者进行嵌入式软硬件开发的环境，可以用于快速搭建原型、验证系统功能、优化系统性能等。