ARM嵌入式系统的问题总结分析.

合集下载

arm嵌入式实验报告

arm嵌入式实验报告

arm嵌入式实验报告ARM嵌入式实验报告近年来,随着科技的不断进步,嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用。

作为其中一种重要的嵌入式处理器架构,ARM架构以其高效能和低功耗的特点,成为了众多嵌入式系统的首选。

本实验报告将介绍我在ARM嵌入式实验中的学习和体会。

1. 实验背景和目的嵌入式系统是指将计算机技术应用于各种电子设备中,以完成特定任务的系统。

ARM架构作为一种低功耗、高性能的处理器架构,广泛应用于智能手机、平板电脑、物联网设备等领域。

本次实验的目的是通过学习ARM架构的基本原理和应用,了解嵌入式系统的设计和开发过程。

2. 实验内容本次实验主要包括以下几个方面的内容:2.1 ARM架构的基本原理首先,我们学习了ARM架构的基本原理,包括指令集、寄存器、内存管理等方面的知识。

ARM指令集具有丰富的指令种类和灵活的寻址方式,可以满足不同应用的需求。

同时,ARM处理器具有多个寄存器,用于存储和操作数据,提高了程序的执行效率。

此外,内存管理是嵌入式系统设计中非常重要的一环,ARM架构通过虚拟内存管理机制,实现了对内存的高效管理。

2.2 ARM开发工具的使用为了进行ARM嵌入式系统的开发,我们需要使用相应的开发工具。

本次实验中,我们学习了如何使用Keil MDK开发工具,进行ARM程序的编译、调试和下载。

Keil MDK提供了一套完整的开发环境,包括编译器、调试器和仿真器等,方便了我们进行ARM程序的开发和调试。

2.3 ARM嵌入式系统的设计和开发在掌握了ARM架构和开发工具的基本知识后,我们开始进行ARM嵌入式系统的设计和开发。

本次实验中,我们以一个简单的温度监测系统为例,设计了相应的硬件电路和软件程序。

硬件电路包括传感器、模拟转换电路和显示器等,用于采集和显示温度数据。

软件程序则负责控制硬件电路的运行,并将采集到的温度数据进行处理和显示。

3. 实验结果和分析通过实验,我们成功地设计和开发了一个基于ARM架构的温度监测系统。

嵌入式系统开发中常见问题及解决方案

嵌入式系统开发中常见问题及解决方案

嵌入式系统开发中常见问题及解决方案嵌入式系统是一种专门设计用于执行特定任务的计算机系统。

它集成了硬件和软件组件,通常被嵌入在各种设备和系统中,例如汽车、智能家居设备、医疗设备等。

嵌入式系统的开发具有一定的挑战性,常常面临一些问题。

本文将讨论嵌入式系统开发中的一些常见问题,并提供解决方案。

1. 受限资源:嵌入式系统通常具有有限的资源,如处理器速度、内存容量和存储空间。

这可能导致性能问题和资源限制。

解决此问题的关键是有效地管理资源和进行性能优化。

可采取的措施包括使用合适的数据结构和算法、精简代码、进行性能测试和优化。

2. 实时性要求:许多嵌入式系统需要满足实时性要求,即必须在特定时间范围内完成指定任务。

这对嵌入式系统开发者来说是一个挑战,因为实时性要求可能需要高效的任务调度和响应机制。

解决此问题的方法包括使用实时操作系统(RTOS)、确定任务优先级和使用合适的调度算法。

3. 低功耗设计:嵌入式系统通常需要通过电池或其他低功耗电源供电。

因此,功耗是一个重要的考虑因素。

为了达到低功耗设计,可以采取多种措施,如使用低功耗组件、优化算法、采用睡眠模式和动态电压调节技术。

4. 驱动和外设兼容性:嵌入式系统通常需要与各种外围设备和传感器进行交互,如显示屏、输入设备、无线模块等。

在开发过程中,可能会遇到驱动兼容性问题。

为解决这个问题,可以选择具有广泛兼容性的外设和传感器,并确保驱动程序与嵌入式系统相匹配。

此外,测试和验证外围设备和驱动程序的兼容性也是很重要的。

5. 系统安全性:随着物联网的快速发展,嵌入式系统的安全性变得越来越重要。

嵌入式系统可能面临各种安全威胁,如数据泄露、未经授权的访问和恶意软件攻击。

为了确保系统的安全性,应采取适当的安全措施,如数据加密、身份验证和访问控制。

此外,及时更新系统软件和固件也是至关重要的。

6. 软件调试和故障排除:在嵌入式系统开发过程中,调试和故障排除是不可避免的。

由于嵌入式系统通常运行在硬件环境中,因此可能会遇到硬件和软件之间的兼容性问题。

arm嵌入式学习——学习总结

arm嵌入式学习——学习总结

ARM嵌入式学习笔记ARM嵌入式学习笔记 (1)1.嵌入式系统概述 (3)1.1.定义及特点 (3)1.2.嵌入式系统的发展 (3)1.3.未来嵌入式系统的发展方向 (3)1.4.典型的嵌入式系统的组成 (4)2.嵌入式软硬件系统 (4)2.1.电路的基本知识 (4)2.2.数制转换 (4)2.3.计算机组成原理 (4)2.4.嵌入式软件 (5)2.5.计算机编程语言 (5)2.6.数据结构 (5)2.7.操作系统 (5)2.7.1.操作系统的设计思路 (5)2.7.2.操作系统的分类 (5)3.ARM处理器 (6)3.1.微处理器和微控制器 (6)3.2.ARM处理器介绍 (6)3.2.1.ARM渗透到了许多应用领域 (6)3.2.2.ARM具有的优点 (6)3.2.3.ARM指令集 (6)3.3.ARM的结构 (15)3.3.1.ARM体系结构的命名 (15)3.3.2.处理器工作模式 (16)3.3.3.存储系统 (16)3.3.4.寻址方式 (16)4.嵌入式Linux (17)1.嵌入式系统概述1.1.定义及特点嵌入式系统是一种为特定设备服务,软硬件可裁剪的计算机系统,其英文名称是Embedded System。

特点是形式变化多样、体积小,可以灵活地适应各种设备的需求。

嵌入式系统的一些例子:手机、汽车、ATM等等。

1.2.嵌入式系统的发展电子计算机诞生以来,计算机的发展有两个方向:一个方向是体积大型化、处理能力超强的大型计算机;另一个是向体积小型化,功能多样化的方向发展。

●嵌入式微控制器即传统意义上的单片机,是目前嵌入式系统的前身。

一般都是8位或者16位。

●嵌入式微处理器单片机的发展时间较早,处理能力很低,只能应用在一些相对简单的控制领域。

嵌入式微处理器是近几年随着大规模集成电路发展同步发展起来的。

与单片机相比,嵌入式微处理器的处理能力更强,主流的嵌入式微处理器都是32位的。

嵌入式微处理器在一个芯片上集成了复杂的功能,有的还把常见的外部设备控制器也集成到芯片内部。

基于ARM嵌入式系统的整体以及内容设计分析

基于ARM嵌入式系统的整体以及内容设计分析

基于ARM嵌入式系统的整体以及内容设计分析随着嵌入式系统应用场景的不断扩大,基于ARM架构的嵌入式系统也得到广泛应用。

基于ARM嵌入式系统的整体以及内容设计分析,旨在通过对嵌入式系统的整体设计和内容设计进行分析,为开发者提供指导,以求确保系统在使用过程中的正常运行。

1.整体设计基于ARM嵌入式系统的整体设计,主要涉及硬件和软件两方面,在硬件方面,需要考虑以下几个方面:(1)硬件平台的选择:ARM嵌入式系统可以运行在不同的硬件平台上,因此选择一个适合嵌入式系统的硬件平台至关重要,需要根据系统实际应用场景、功耗、成本等因素综合考虑。

(2)硬件结构的设计:选择了硬件平台后,需要根据系统需求对硬件结构进行设计,如处理器、存储设备、输入输出设备等,需要保证硬件结构的稳定性和可靠性,以免影响系统的运行。

在软件方面,需要考虑以下几个方面:(1)操作系统的选择:ARM嵌入式系统可以安装不同的操作系统,在选择操作系统时需要考虑其适应性、可靠性和开发环境等因素。

(2)软件体系结构的设计:软件体系结构的设计涉及到软件的各个层次之间的组织和调用关系,需要遵循清晰的层次结构和良好的代码规范,以确保软件的可维护性和可扩展性。

2.内容设计基于ARM嵌入式系统的内容设计,主要包括用户界面设计、功能设计、安全性设计等。

(1)用户界面设计:用户界面设计直接影响到系统的易用性和用户体验,需要根据用户的使用习惯和需求进行合理的设计,确保系统的易用性和友好性。

(2)功能设计:功能设计需要根据系统的实际应用场景进行合理的选择和设计,需要充分考虑用户需求和系统性能,以达到系统最佳的运行状态。

(3)安全性设计:安全性设计是非常重要的一环,需要考虑系统的防御机制和加密机制等,以确保系统的数据安全和用户隐私不被泄漏。

综上所述,基于ARM嵌入式系统的整体设计和内容设计分析是系统开发重要的一步,需要开发者对系统整体进行综合优化,保证系统在使用过程中的稳定性和可靠性,同时也需要充分考虑用户实际需求和使用习惯,使系统更加用户友好和易用。

arm实训总结

arm实训总结

arm实训总结标题:ARM实验实训总结报告一、前言本次ARM实验实训是我对嵌入式系统设计与开发的一次深度实践。

通过这次实训,我对ARM微处理器的结构原理、指令集以及基于ARM架构的嵌入式系统开发流程有了更为直观和深入的理解。

二、实训内容回顾在实训过程中,我们主要围绕ARM Cortex-M系列处理器进行学习和实践。

首先,从理论层面,我们系统地学习了ARM体系结构、工作模式、存储器管理、异常处理等基础知识;其次,在实践环节,我们使用Keil MDK等开发工具进行了汇编和C语言编程,完成了中断服务程序设计、定时器应用、串口通信等多个实战项目。

三、实训过程及收获1. 硬件操作与调试:通过对ARM开发板的实际操作,我亲身体验了硬件连接、程序下载、在线调试等环节,对硬件底层的工作原理有了更清晰的认识,也锻炼了我的动手能力和问题解决能力。

2. 软件编程与实现:通过编写和调试ARM汇编和C语言代码,我对ARM的指令集、寄存器配置、中断处理机制等有了深入理解,同时也提升了我的编程技能和逻辑思维能力。

3. 团队协作与交流:在完成复杂项目的过程中,我们分工合作,共同探讨解决方案,这不仅提高了我在团队环境下的工作效率,也锻炼了我与他人沟通协调的能力。

四、实训反思与展望尽管在实训过程中取得了一定的进步,但我也意识到自身在某些方面还有待提升,如对实时操作系统RTOS的理解与应用、硬件驱动程序的设计与优化等。

未来的学习中,我将深化对这些领域的研究,努力提升自己在嵌入式系统开发方面的综合能力。

总结,此次ARM实训是一次宝贵的实践经历,它使我对嵌入式系统的软硬件协同设计有了更深层次的认知,并为我后续从事相关领域的工作或研究打下了坚实的基础。

五、结语ARM实训不仅是对我现有知识的检验,更是对未来专业技能的磨砺。

我会珍视这份实践经验,以此为契机,持续探索并深化对嵌入式系统尤其是ARM架构技术的研究,为我国的科技创新事业贡献自己的力量。

嵌入式系统方面的很多问题

嵌入式系统方面的很多问题

前言网上看到众多网友都问了关于嵌入式系统方面的很多问题,很多都可在这里找到答案,希望我的这篇文章能给他们以启发。

也请大家不要轻易转载。

一、嵌入式系统的概念着重理解“嵌入”的概念主要从三个方面上来理解。

1、从硬件上,将基于CPU的处围器件,整合到CPU芯片内部,比如早期基于X86体系结构下的计算机,CPU只是有运算器和累加器的功能,一切芯片要造外部桥路来扩展实现,象串口之类的都是靠外部的16C550/2的串口控制器芯片实现,而目前的这种串口控制器芯片早已集成到CPU内部,还有PC机有显卡,而多数嵌入式处理器都带有LCD控制器,但其种意义上就相当于显卡。

比较高端的ARM类Intel Xscale架构下的IXP网络处理器CPU 内部集成PCI控制器(可配成支持4个PCI从设备或配成自身为CPI从设备);还集成3个NPE网络处理器引擎,其中两个对应于两个MAC地址,可用于网关交换用,而另外一个NPE网络处理器引擎支持DSL,只要外面再加个PHY芯片即可以实现DSL上网功能。

IXP 系列最高主频可以达到1.8G,支持2G内存,1G×10或10G×1的以太网口或Febre channel 的光通道。

IXP系列应该是目标基于ARM体系统结构下由intel进行整合后成Xscale内核的最高的处理器了。

2、从软件上前,就是在定制操作系统内核里将应用一并选入,编译后将内核下载到ROM 中。

而在定制操作系统内核时所选择的应用程序组件就是完成了软件的“嵌入”,比如WinCE 在内核定制时,会有相应选择,其中就是wordpad,PDF,MediaPlay等等选择,如果我们选择了,在CE启动后,就可以在界面中找到这些东西,如果是以前PC上将的windows操作系统,多半的东西都需要我们得新再装。

3、把软件内核或应用文件系统等东西烧到嵌入式系统硬件平台中的ROM中就实现了一个真正的“嵌入”。

以上的定义是我在6、7年前给嵌入式系统下自话侧重于理解型的定义,书上的定义也有很多,但在这个领域范围内,谁都不敢说自己的定义是十分确切的,包括那些专家学者们,历为毕竟嵌入式系统是计算机范畴下的一门综合性学科二、嵌入式系统的分层与专业的分类。

嵌入式系统开发中的常见问题与解决方案

嵌入式系统开发中的常见问题与解决方案

嵌入式系统开发中的常见问题与解决方案嵌入式系统已成为现代科技应用的基石,几乎涉及到我们日常生活中的方方面面。

从手机到家电,从汽车到医疗设备,嵌入式系统无处不在。

然而,在嵌入式系统开发的过程中,常常面临着各种挑战和困扰。

本文将探讨一些嵌入式系统开发中常见的问题,并提供相应的解决方案。

问题一:处理器选择与性能优化嵌入式系统的核心是处理器的选择和性能优化。

一方面,开发人员需要根据系统的要求选择适当的处理器,考虑功耗、性能、成本等因素。

另一方面,处理器性能的优化也是一个重要的任务。

为了提高系统的性能,可以采取以下措施:1. 合理利用处理器的并发性能,根据系统需求选择合适的多核处理器;2. 优化算法和数据结构,尽量减少处理器的计算压力;3. 采用硬件加速技术,如使用硬件加速的图形处理器(GPU)来处理图像;4. 对系统进行优化编译,提高代码执行效率。

问题二:内存管理与资源利用嵌入式系统的内存资源通常比较有限,有效的内存管理和资源利用是开发过程中的关键问题。

以下是一些解决方案:1. 使用编程技术,如动态内存分配和对象池管理,合理分配和回收内存;2. 采用触发式的内存管理策略,及时释放不再使用的内存资源;3. 对关键数据和代码进行优化,减小内存占用空间;4. 使用压缩算法对数据进行压缩,减小存储空间占用。

问题三:实时性与响应性要求许多嵌入式系统需要满足实时性和响应性要求,即在规定的时间内产生响应。

为了解决实时性问题,可以考虑以下措施:1. 使用实时操作系统(RTOS),提供实时任务调度和中断处理机制;2. 优化关键任务的代码,减少执行时间;3. 使用硬件加速技术和并行处理来提高系统的响应速度;4. 对任务进行优先级管理,确保关键任务的及时响应。

问题四:通信与网络连接嵌入式系统通常需要进行通信和网络连接,与其他设备进行数据交换和远程控制。

以下是解决通信与网络连接的一些方法:1. 选择合适的通信协议和接口,如UART、SPI、I2C等;2. 使用高效的通信机制,如消息队列、信号量等,确保数据传输的可靠性和实时性;3. 采用网络通信技术,如以太网、Wi-Fi和蓝牙等,与其他设备进行远程通信和控制;4. 设计适当的网络协议和安全机制,保护系统数据的安全性。

嵌入式系统设计实训课程学习总结利用ARM微控制器开发嵌入式应用的实践经验

嵌入式系统设计实训课程学习总结利用ARM微控制器开发嵌入式应用的实践经验

嵌入式系统设计实训课程学习总结利用ARM微控制器开发嵌入式应用的实践经验嵌入式系统设计实训课程是计算机科学与技术专业中的一门重要课程,旨在通过实训的形式,让学生掌握ARM微控制器的开发与应用。

在本次课程中,我深入学习了ARM微控制器的基本原理、开发环境的搭建以及嵌入式应用程序的设计与开发。

通过实践环节的训练,我不仅加深了对嵌入式系统的理解,也提高了自己的动手能力与综合应用能力。

以下是我在这门课程中的学习总结与实践经验分享。

一、ARM微控制器与嵌入式系统简介在课程的开始,我首先了解了ARM微控制器的基本概念与原理。

ARM作为一种32位RISC(Reduced Instruction Set Computer)处理器架构,具有高性能、低功耗、低成本等特点,在嵌入式系统中得到了广泛应用。

嵌入式系统是指将计算机系统嵌入到其他设备中,以实现特定功能的计算机系统。

通过学习ARM微控制器与嵌入式系统的基本知识,我对实训课程的学习内容有了更清晰的认识。

二、ARM开发环境搭建在了解ARM微控制器的基本原理后,我开始着手搭建ARM开发环境。

首先,我安装了相应的集成开发环境(IDE),如Keil MDK、IAR Embedded Workbench等。

这些IDE提供了编译、调试和仿真等开发所需的全部工具,并且对ARM微控制器提供了良好的支持。

接着,我下载并安装了相应的软件包,如CMSIS、库函数等,这些软件包为开发ARM应用程序提供了必要的支持。

通过搭建ARM开发环境,我成功地建立了一个稳定、高效的开发平台。

三、嵌入式应用程序设计与开发在掌握了ARM微控制器的基本知识和搭建好开发环境后,我开始进行嵌入式应用程序的设计与开发。

根据实训课程的要求,我选择了一个实际的应用场景,设计了一个基于ARM微控制器的温度监控系统。

该系统通过温度传感器采集温度数据,并通过液晶显示屏实时显示当前温度值。

同时,系统还具备报警功能,当温度超过预设阈值时,会触发报警,提示用户采取相应措施。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

ARM嵌入式系统的问题总结分析摘要:本文是作者关于嵌入式系统一些基本问题的思考和总结。

主要是从嵌入式处理器与硬件、ARM处理器的优势、嵌入式软件、嵌入式系统教学等方面进行了一些梳理,谈了一些个人的观点。

引言由于各种新型微处理器的出现和应用的不断深化,嵌入式系统在后PC时代得到了空前的发展。

随着时间的推移和技术的进步,在工业控制和新兴的手持式应用等领域,用户体验成为产品成功的关键因素之一,越来越多的产品需要良好的用户界面、互联功能以及摘要: 本文是作者关于嵌入式系统一些基本问题的思考和总结。

主要是从嵌入式处理器与硬件、ARM处理器的优势、嵌入式软件、嵌入式系统教学等方面进行了一些梳理,谈了一些个人的观点。

引言由于各种新型微处理器的出现和应用的不断深化,嵌入式系统在后PC时代得到了空前的发展。

随着时间的推移和技术的进步,在工业控制和新兴的手持式应用等领域,用户体验成为产品成功的关键因素之一,越来越多的产品需要良好的用户界面、互联功能以及较强的数据处理能力,这对嵌入式处理器硬件、软件、教学等提出了新的要求。

1 嵌入式处理器与硬件在处理器方面,目前大量的中、低端嵌入式应用,主要使用8/16位单片机。

在国内,由于历史的原因,主要是以MCS51核为主的许多不同型号单片机,主要厂商有Atmel、Philips、Winbond、宏晶等。

还有一些近几年发展较快的新型单片机,如PIC、AVR、MSP430系列等。

这些单片机各有特点,但从目前的发展角度来看,单片机针对特定应用领域的个性化发展愈发明显,典型的例子就是TI公司的MSP430系列16位单片机、ST公司的STM8L系列8位单片机和STM32L系列32位超低功耗单片机。

在嵌入式中的高端应用领域,像工业控制、POS机、网络设备、图像处理、手机、PDA等,目前主要使用ARM、MIPS、PowerPC、DSP等16~64位处理器,以32位处理器为主。

各种类型的处理器都有其一定的应用针对性。

例如,DSP对数字信号处理技术中用到的常用运算、算法做了优化设计,主要用于实时信号处理领域,如实时音视频处理、电机控制等。

MIPS处理器性能很好,但功耗较大,适合于有交流电源供电的固定应用,如固定的网络设备、机顶盒等。

ARM 处理器性能高,功耗低,适合于用电池供电的便携、手持式设备。

由于近几年便携、手持式嵌入式应用的高速发展,ARM处理器的增长速度和市场占有率也快速提升,成为目前32位应用中的主力产品。

由于嵌入式应用系统的广泛性,嵌入式系统的硬件设计涉及的知识面很广,从模拟到数字、低频到高频、小信号到大功率,以及复杂的时序逻辑设计和PCB 设计,还要考虑软硬件资源的合理分配,不仅要有广而扎实的理论基础,更需要丰富的实践经验。

只有对大大小小各种应用系统反复实战演练,了解新技术、新器件,使用过多种多样的处理器和模拟/数字器件,才能逐步积累,聚沙成塔,对一个新的应用系统给出快速、合理的硬件方案与设计。

2 ARM处理器的优势对于如今大量出现的32位嵌入式应用,以笔者之见,ARM处理器的优势主要有以下几个方面。

2.1 高性能、低功耗、低价格把ARM处理器的性能拿来和一些著名的通用处理器(如Pentium)相比是不合适的,因为他们各自针对的应用需求是不同的。

Pentium处理器采用多条指令流水线的超标量结构,追求通用应用目标下的超强性能,功耗大,可以用散热器加风扇散热。

ARM针对嵌入式应用,在满足性能要求的前提下,力求最低的功率消耗。

ARM结构的优点是能兼顾到性能、功耗、代码密度、价格等几个方面,而且做得比较均衡。

在性能/功耗比(MIPS/W)方面,ARM处理器具有业界领先的性能。

基于ARM核的芯片价格也很低,目前ARM CortexM的芯片价格可低至10元人民币左右。

2.2 丰富的可选择芯片ARM只是一个核,ARM公司自己不生产芯片,采用授权方式给半导体生产商。

目前,全球几乎所有的半导体厂家都向ARM公司购买了各种ARM核,配上多种不同的控制器(如LCD控制器、SDRAM控制器、DMA控制器等)和外设、接口,生产各种基于ARM核的芯片。

目前,基于ARM核的各种处理器型号有好几百种,在国内市场上,常见的有ST、TI、NXP、Atmel、Samsung、OKI、Sharp、Hynix、Crystal等厂家的芯片。

用户可以根据各自的应用需求,从性能、功能等方面考察,在许多具体型号中选择最合适的芯片来设计自己的应用系统。

由于ARM核采用向上兼容的指令系统,用户开发的软件可以非常方便地移植到更高的ARM平台。

2.3 广泛的第三方支持以如今的技术,设计一个处理器并非难事,但要使这个处理器得到大家认可,并取得市场成功却是非常困难的,其中涉及许多技术与非技术的因素和环节,还包括时机、运气。

因为现在许多产品的开发,不是一个简单的处理器加几百条指令、语句就可以解决的。

要用到32位处理器,一般都要有编译器、高效的开发工具(仿真器及调试环境)、操作系统、协议栈等,这些东西都不是一个芯片生产商可以解决的,而需要许多第三方的支持。

这就像一粒种子,需要土壤、空气、水等环境才能发芽、成长。

这也是我们的一些“中国芯”该反思之处。

ARM通过近20年的培育、发展,得到了广泛的第三方合作伙伴支持。

目前,除通用编译器GCC,ARM有自己的高效编译、调试环境(MDK、Keil),全球约有50家以上的实时操作系统(RTOS)软件厂商和30家以上的EDA工具制造商,还有很多高效率的实时跟踪调试工具的厂商,对ARM提供了很好的支持。

用户采用ARM处理器开发产品,既可以获得广泛的支持,也便于和同行交流,加快开发进度,缩短产品的上市时间。

2.4 完整的产品线和发展规划ARM核根据不同应用需求对处理器的性能要求,有一个从ARM7、ARM9到ARM10、ARM11,以及新定义的CortexM/R/A系列完整的产品线。

前几年应用较多的主要是基于V4架构的ARM7TDMI、ARM720T、ARM920T核的一些处理器芯片,如NXP的LPC2000系列、ST的STR7/9系列、Atmel 的AT91系列和Samsung的S3C系列。

近两年,ARM Cortex系列以更好的性能、更低的价格得到快速推广,典型的就是基于CortexM3的STM32系列。

ARM CortexM/R/A系列分别针对不同的应用领域。

M系列主要面向传统微控制器(MCU/单片机)应用,这类应用面很广,要求处理器有丰富的外设,并且各方面比较均衡;R系列强调实时性,主要用于实时控制,如汽车引擎;A系列面向高性能、低功耗应用系统,如智能手机。

选用ARM处理器进行开发,技术积累性较强,生命周期长,设计重用度高,不易被淘汰。

用户在选择ARM处理器时,可以针对应用需求,从大量的ARM芯片中选用满足性能、功能要求的产品,以获得较好的性价比。

3 ARM嵌入式系统的软件由于嵌入式系统的差异性很大,对不同的应用需求,必须选择不同的软件设计方法、开发平台和系统工具。

对于一些不需要复杂图形用户界面、通信协议和复杂文件操作(如同时打开多个文件)的应用,如果选用CortexM3核的处理器就已可以满足要求,任务数不多,任务之间的关系也不复杂,则不一定需要移植复杂的操作系统。

这样一方面可以降低系统硬件开销,也可以获得更好的实时性和执行速度。

不过,这样的软件开发方法需要开发人员有较好的程序设计思想,对所用器件有深入的了解,并掌握其编程控制方法。

若引入一个简单的操作系统,如μC/OS,可以简化程序结构,但开发者最好熟悉其内核结构,并有使用经验,否则可能会需要更多的系统开发、调试时间。

如果选择了带存储器管理单元(MMU)的ARM处理器(如ARM920T、CortexA8等),这种应用系统根据应用、实时性、开发环境等因素,移植一个功能较强的操作系统一般情况下会比较合适,如Linux、WinCE,甚至新的Android等。

这种系统的开发难度主要是在OS的移植以及硬件驱动程序的开发上。

当这二步工作完成后,主要的软件开发工作已和在PC机上开发没有多大区别,可以按照一般的软件工程方法来进行,要注意的只是与ARM硬件平台相关的软件优化问题。

由于嵌入式系统硬件资源的有限性,嵌入式软件与其他应用软件的主要区别,在于嵌入式软件要有较高的效率,包括执行速度和存储空间,尽管这二者经常是相互矛盾的。

目前一般要求更多的是速度优化。

要编写出高效的ARM程序,需要开发人员熟悉ARM的体系结构,包括内核结构、指令系统、Cache与存储器结构等,还要有好的程序设计思想,以及对一些常用函数、算法的深刻理解。

这个过程也是ARM系统开发从低级到高级的进阶之路。

目前,由于应用系统越来越复杂,嵌入式软件的移植性和重用性也得到了人们的高度重视,因为它直接影响到嵌入式软件的开发效率和质量。

选择一种通用的开发环境和高级编程语言,使开发的嵌入式软件可以方便地移植到不同的硬件平台,是实现软件重用的基础。

目前在ARM嵌入式系统开发中,ARM RealView、Keil以及IAR的EWARM是较好的开发平台,C/C++语言是应用最广泛的编程语言,并具有广泛的库函数、程序支持,在今后很长一段时间内,仍将在嵌入式系统应用领域中占重要地位。

4 嵌入式系统的教学如今,嵌入式系统作为一个热门领域,其教学问题也颇受高校的关注。

教学的主要目的是培养社会需要的人,由于嵌入式系统的广泛性、差异性,社会对从事嵌入系统开发人员的要求也有很大的不同,既需要从事简单8/16位单片机开发的人员,也需要从事ARM、DSP开发的人员;既要有从事硬件、底层软件开发的人员,也要有从事OS移植、应用软件开发的人员。

由于整个大学学习时间和课程教学时数的限制,一个人显然不可能学习、掌握嵌入系统开发的各个层面。

所以,各个学校首先应根据自身情况,明确定位,确定自己培养学生的社会适应面,然后再制定教学大纲,确定课程内容和实验平台。

对于高职、普通高校的电类与非电类专业、软件学院等,都应该有不同的选择,而不是人云亦云,一哄而上。

相关文档
最新文档