ARM芯片与开发板实例解析
arm的开发方案
ARM的开发方案1. 引言ARM（Advanced RISC Machines）是一种精简指令集计算机（RISC）架构，被广泛应用于移动设备、嵌入式系统和低功耗应用等领域。
本文将介绍ARM的开发方案，包括硬件和软件层面的开发工具和技术。
2. 硬件开发工具和技术在ARM的硬件开发过程中，我们可以使用以下工具和技术：2.1. 开发板和芯片选择合适的开发板和芯片对于ARM的开发至关重要。
一些常用的开发板包括Raspberry Pi、Arduino和STM32等，而常用的芯片包括ARM Cortex-M、Cortex-A系列等。
根据具体的应用需求和性能要求，选择合适的开发板和芯片。
2.2. 集成开发环境（IDE）在ARM的硬件开发过程中，集成开发环境是必不可少的。
常用的开发环境包括Keil MDK、Eclipse、IAR Embedded Workbench等。
这些IDE提供了编译、调试和仿真等功能，可以极大地提高开发效率。
2.3. 调试工具为了方便调试和分析程序，我们可以使用一些专门的调试工具。
常用的调试工具包括JTAG（Joint Test Action Group）和SWD（Serial Wire Debug）等。
这些工具可以帮助开发人员监视和修改程序的执行过程，便于定位和解决问题。
2.4. 仿真和模拟器在开发过程中，通过使用仿真和模拟器工具，可以在没有硬件设备的情况下进行软件的开发和调试。
这些工具可以模拟硬件的行为和运行环境，提高开发效率和降低开发成本。
3. 软件开发工具和技术ARM的软件开发过程中，我们可以使用以下工具和技术：3.1. 编程语言ARM的软件开发可以使用多种编程语言，包括C、C++、Python等。
其中，C 语言是最常用的一种，它可以直接访问硬件和控制外设，适合嵌入式系统的开发。
3.2. 软件开发库为了简化开发过程和提高效率，ARM提供了一些开发库，如CMSIS（Cortex Microcontroller Software Interface Standard）和HAL（Hardware Abstraction Layer）等。
arm嵌入式开发板
ARM嵌入式开发板介绍ARM嵌入式开发板是一种用于开发嵌入式系统的硬件平台。
它采用ARM架构的处理器作为核心，具有较高的性能和低功耗特性，被广泛应用于物联网、智能家居、工业自动化等领域。
本文将介绍ARM嵌入式开发板的概述、特点以及常见的应用案例。
概述ARM嵌入式开发板是一种集成了ARM处理器、存储器、各种接口和外围设备的单板计算机。
它通常采用模块化设计，可以根据需求进行扩展和定制。
ARM是一种低功耗且高效的处理器架构，广泛应用于移动设备、嵌入式系统和物联网等领域。
特点1. 强大的性能ARM嵌入式开发板采用ARM处理器，具有较高的运算能力和浮点计算性能。
它们通常采用多核心设计，可以同时运行多个任务，提高系统的并发处理能力。
2. 低功耗ARM架构的处理器采用了先进的微处理器设计技术，使得其功耗较低。
这对于嵌入式系统来说非常重要，因为嵌入式设备通常需要长时间运行，并且需要保持低功耗以延长电池寿命。
3. 丰富的接口和外围设备ARM嵌入式开发板通常集成了丰富的接口和外围设备，如GPIO、UART、SPI、I2C、USB等。
这些接口和设备可以方便地连接外部传感器、执行器、通信模块等，实现与外部环境的数据交互和控制。
4. 开放的软件生态系统由于ARM架构的广泛应用和开放的生态系统，开发者可以很容易地获取开源的操作系统（如Linux），以及丰富的开发工具和软件库。
这样可以大大加快开发周期，提高开发效率。
应用案例1. 物联网设备随着物联网的快速发展，ARM嵌入式开发板被广泛应用于物联网设备中。
它们可以集成各种传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，通过物联网协议与云端进行数据通信和控制。
2. 智能家居ARM嵌入式开发板也被广泛应用于智能家居领域。
通过连接各种传感器、执行器和家电设备，可以实现智能家居的自动化控制，提高生活便利性和能源利用效率。
3. 工业自动化ARM嵌入式开发板在工业自动化领域也有广泛应用。
北航ARM9实验报告：实验3uCOS-II实验
北航ARM9实验报告：实验3uCOS-II实验北航 ARM9 实验报告：实验 3uCOSII 实验一、实验目的本次实验的主要目的是深入了解和掌握 uCOSII 实时操作系统在ARM9 平台上的移植和应用。
通过实际操作，熟悉 uCOSII 的任务管理、内存管理、中断处理等核心机制，提高对实时操作系统的理解和应用能力，为后续的嵌入式系统开发打下坚实的基础。
二、实验环境1、硬件环境：ARM9 开发板、PC 机。
2、软件环境：Keil MDK 集成开发环境、uCOSII 源代码。
三、实验原理uCOSII 是一个可裁剪、可剥夺型的多任务实时内核，具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点。
其基本原理包括任务管理、任务调度、时间管理、内存管理和中断管理等。
任务管理：uCOSII 中的任务是一个独立的执行流，每个任务都有自己的堆栈空间和任务控制块（TCB）。
任务可以处于就绪、运行、等待、挂起等状态。
任务调度：采用基于优先级的抢占式调度算法，始终让优先级最高的就绪任务运行。
时间管理：通过系统时钟节拍来实现任务的延时和定时功能。
内存管理：提供了简单的内存分区管理和内存块管理机制。
中断管理：支持中断嵌套，在中断服务程序中可以进行任务切换。
四、实验步骤1、建立工程在 Keil MDK 中创建一个新的工程，选择对应的 ARM9 芯片型号，并配置相关的编译选项。
2、导入 uCOSII 源代码将 uCOSII 的源代码导入到工程中，并对相关的文件进行配置，如设置任务堆栈大小、系统时钟节拍频率等。
3、编写任务函数根据实验要求，编写多个任务函数，每个任务实现不同的功能。
4、创建任务在主函数中使用 uCOSII 提供的 API 函数创建任务，并设置任务的优先级。
5、启动操作系统调用 uCOSII 的启动函数，使操作系统开始运行，进行任务调度。
6、调试与测试通过单步调试、查看变量值和输出信息等方式，对系统的运行情况进行调试和测试，确保任务的执行符合预期。
ARM开发板使用手册
ARM开发板使用手册PHILIP LPC2132ARM7TDMI第一章介绍LPC2132开发板是专门为arm 初学者开发的实验板，用户可以做基础的arm实验，也可以做基于ucos-ii的操作系统实验。
本系统的实验源代码全部开放，用户可以在此基础上开发产品，减少重复劳动。
由于LPC2132体积很小，并且功能强大，因此特别适合需要复杂智能控制的场合，其运行速度高于早期的80486计算机，而体积只有指甲大。
我们已经将LPC2132产品成功应用在干扰比较强的工业场合，经过6个月的运行，各项指标符合要求。
因此我们特别推荐这一款开发板作为ARM初学者入门。
由于此款开发板体积很小，非常适合直接应用在工业以及民用智能控制器的场合。
LPC2132 CPU介绍LPC2131/2132/2138 是基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32 位ARM7TDMI-STM CPU，并带有32kB、64kB 和512kB 嵌入的高速Flash 存储器。
128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32 位代码能够在最大时钟速率下运行。
对代码规模有严格控制的应用可使用16 位Thumb 模式将代码规模降低超过30%，而性能的损失却很小。
较小的封装和很低的功耗使LPC2131/2132/2138 特别适用于访问控制和POS 机等小型应用中；由于内置了宽范围的串行通信接口和8/16/32kB 的片内SRAM，它们也非常适合于通信网关、协议转换器、软件modem、语音识别、低端成像，为这些应用提供大规模的缓冲区和强大的处理功能。
多个32 位定时器、1个或2 个10 位8 路的ADC、10 位DAC、PWM 通道、47 个GPIO 以及多达9 个边沿或电平触发的外部中断使它们特别适用于工业控制应用以及医疗系统。
主要特性●●16/32 位ARM7TDMI-S 核，超小LQFP64 封装。
●●8/16/32kB 的片内静态RAM 和32/64/512kB 的片内Flash 程序存储器。
ARM体系架构解析ppt课件
2）提供了较大的存储器带宽，各自有自己的
总线。
3）适合于数字信号处理.
4）大多数DSP都是哈佛结构.
5）ARM9是哈佛结构
6）取指和取数在同一周期进行，提高速度，
改进哈佛体系结构分成三个存储区：程序、数据、
程序和数据共用。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
6）将结果回写到寄存器组（res）
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
流水线技术
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三级流水线技术
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
因此，把它称为流水线工作方式。
处理器按照一系列步骤来执行每一条指令。典
型的步骤为：
1）从存储器读取指令（fetch）
2）译码以鉴别它是哪一类指令（dec）
3）从寄存器组取得所需的操作数（reg）
4）将操作数进行组合以得到结果或存储器地址（exe）
5）如果需要，则访问存储器存取数据（mem）
冯·诺依曼体系的特点
1）数据与指令都存储在同一存储区中，取指
令与取数据利用同一数据总线。
❖ 2）被早期大多数计算机所采用
❖ 3）ARM7——冯诺依曼体系
❖
结构简单,但速度较慢。取指不能同时取数据
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
PWM在ARM_Linux中的原理和蜂鸣器驱动实例开发
PWM在ARM Linux中的原理和蜂鸣器驱动实例开发一、开发环境∙主机：VMWare--Fedora 9∙开发板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4∙编译器：arm-linux-gcc-4.3.2二、PWM怎样工作在ARM Linux中1. 什么是PWM？PWM(脉冲宽度调制)简单的讲是一种变频技术之一，是靠改变脉冲宽度来控制输出电压，通过改变周期来控制其输出频率。
如果还不是很清楚，好吧，来看看我们实际生活中的例子，我们的电风扇为什么扭一下按扭，风扇的转速就会发生变化；调一下收音机的声音按钮，声音的大小就会发生变化；还有待会儿我们要讲的蜂鸣器也会根据不同的输入值而发出不同频率的叫声等等！！这些都是PWM的应用，都是通过PWM输出的频率信号进行控制的。
2. ARM Linux中的PWM根据S3C2440的手册介绍，S3C2440A内部有5个16位的定时器，定时器0、1、2、3都带有脉冲宽度调制功能(PWM)，定时器4是一个没有输出引脚的内部定时器，定时器0有一个用于大电流设备的死区生成器。
看下图解释吧！！由S3C2440的技术手册和上面这幅结构图，我们来总结一下2440内部定时器模块的特性吧：1）共5个16位的定时器，定时器0、1、2、3都带有脉冲宽度调制功能(PWM)；2）每个定时器都有一个比较缓存寄存器(TCMPB)和一个计数缓存寄存器(TCNTB)；3）定时器0、1共享一个8位的预分频器(预定标器)，定时器2、3、4共享另一个8位的预分频器(预定标器)，其值范围是0~255；4）定时器0、1共享一个时钟分频器，定时器2、3、4共享另一个时钟分频器，这两个时钟分频器都能产生5种不同的分频信号值(即：1/2、1/4、1/8、1/16和TCLK)；5）两个8位的预分频器是可编程的且根据装载的值来对PCLK进行分频，预分频器和钟分频器的值分别存储在定时器配置寄存器TCFG0和TCFG1中；6）有一个TCON控制寄存器控制着所有定时器的属性和状态，TCON的第0~7位控制着定时器0、第8~11位控制着定时器1、第12~15位控制着定时器2、第16~19位控制着定时器3、第20~22位控制着定时器4。
ARM芯片控制LED显示屏
ARM芯片控制LED显示屏简介本文档将介绍如何使用ARM芯片来控制LED显示屏。
我们将通过编写嵌入式C代码来实现这一功能，并使用ARM开发板上的GPIO接口来控制LED的亮灭。
硬件准备在开始之前，我们需要准备以下硬件设备：•ARM开发板：我们将使用一块支持ARM架构的开发板作为硬件平台。
常用的ARM开发板有树莓派、Arduino等。
•LED显示屏：我们需要一块支持GPIO控制的LED显示屏。
一般来说，这种显示屏会有一个或多个数据线和一个控制线。
•杜邦线：用于连接ARM开发板和LED显示屏的引脚。
在开始编写代码之前，我们需要准备以下软件环境：•ARM开发环境：根据所使用的开发板型号，安装相应的ARM开发环境。
一般来说，这些环境包括交叉编译工具链、调试软件等。
•文本编辑器：用于编写C代码的文本编辑器。
可以选择任何你熟悉和喜欢的编辑器，比如Sublime Text、VS Code等。
连接硬件首先，我们需要将ARM开发板和LED显示屏连接起来。
根据显示屏的引脚定义，将数据线和控制线连接到ARM开发板的GPIO接口上。
确保连接正确无误。
接下来，我们将编写嵌入式C代码来控制LED显示屏。
以下是一个简单的示例代码：#include <stdio.h>#include <wiringPi.h>#define LED_PIN 23int mn(){// 初始化wiringPi库wiringPiSetup();// 设置LED控制引脚为输出模式pinMode(LED_PIN, OUTPUT);while(1){// 点亮LEDdigitalWrite(LED_PIN, HIGH);// 延时1秒delay(1000);// 关闭LEDdigitalWrite(LED_PIN, LOW);// 延时1秒delay(1000);}return 0;}在这个示例代码中，我们使用了wiringPi库来控制GPIO接口。
关于ARM的内核架构介绍
张凌001关于ARM的内核架构很多时候我们都会对M0，M0+,M3,M4，M7，arm7，arm9，CORTEX-A系列，或者说AVR,51，PIC等，一头雾水，只知道是架构，不知道具体是什么，有哪些不同？今天查了些资料，来解解惑，不是很详细，但对此有个大体了解。
咱先来当下最火的ARM吧1.ARMARM即以英国ARM（Advanced RISC Machines）公司的内核芯片作为CPU，同时附加其他外围功能的嵌入式开发板，用以评估内核芯片的功能和研发各科技类企业的产品.ARM 微处理器目前包括下面几个系列，以及其它厂商基于 ARM 体系结构的处理器，除了具有ARM 体系结构的共同特点以外，每一个系列的 ARM 微处理器都有各自的特点和应用领域。
－ ARM7 系列－ ARM9 系列－ ARM9E 系列－ ARM10E 系列－ ARM11系列－ Cortex 系列－ SecurCore 系列－ OptimoDE Data Engines－ Intel的Xscale－ Intel的StrongARM ARM11系列2. Cortex 系列32位RISCCPU开发领域中不断取得突破，其设计的微处理器结构已经从v3发展到现在的v7。
Cortex 系列处理器是基于ARMv7架构的，分为Cortex-M、Cortex-R和Cortex-A三类。
由于应用领域的不同，基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同。
基于v7A的称为“Cortex-A系列。
高性能的Cortex-A15、可伸缩的Cortex-A9、经过市场验证的Cortex-A8处理器以及高效的Cortex-A7和Cortex-A5处理器均共享同一体系结构，因此具有完整的应用兼容性，支持传统的ARM、Thumb指令集和新增的高性能紧凑型Thumb-2指令集。
1Cortex-M系列Cortex-M系列又可分为Cortex-M0、Cortex-M0+、Cortex-M3、Cortex-M4；2Cortex-R系列Cortex-R系列分为Cortex-R4、Cortex-R5、Cortex-R7；3Cortex-A 系列Cortex-A系列分为Cortex-A5、Cortex-A7、Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A15、Cortex-A50等 ，同样也就有了对应内核的Cortex-M0开发板、Cortex-A5开发板、Cortex-A8开发板、Cortex-A9开发板、Cortex-R4开发板等等。
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3.3.1 Samsung S3C44B0X的内部结构
BOOTLOADER代码的功能
通过基本串口可与PC机终端程序建立 联接、可配置板子、提供用户帮助、允许 下载应用程序到SDRAM并执行、将用户映 象文件写入FLASH、然后部分测试程序。
3.3.1 Samsung S3C44B0X的内部结构
3）时钟和Leabharlann 量管理低能耗； 时钟可以通过软件选择性地反馈回每个功能块； 能量模式： 正常模式：正常运行模式； 低能模式：不带PLL的低频时钟； 休眠模式：只使CPU的时钟停止； 停止模式：所有时钟都停止； 用EINT或RTC警告中断从停止模式唤醒。
3.3.1 Samsung S3C44B0X的内部结构
5）带PWM的定时器 S3C44B0X中的定时器具有PWM（脉宽调 制）功能，通过对一些功能寄存器的配置， 可定义占空比以及定义频率的高低。 内 部具有5个16位带PWM的定时器/1个16位基 于DMA或基于中断的定时器，可编程的工 作循环，频率和极性选择。
2）系统管理--支持大/小端模式
地址空间：每个Bank32MB（一共256MB）； 每个Bank支持8/16/32位数据总线编程； 固定的Bank起始地址和7个可编程的Bank； 1个起始地址和尺寸可编程的Bank； 8 个内存Bank:：６个用于 ROM 、SRAM ； 2 个用 于ROM/SRAM/DRAM；
第三章 ARM芯片与开发板实例
主讲
安涛
3.3 通用的ARM微处理器介绍
现将几种常用芯片的Samsung S3C44B0X （ARM7TDMI内核）、 S3C2410B （ARM920T 核）和Intel PXA255/27X（Xscale核）以及 Freescale i.MX27微处理器内部结构、特点 及功能介绍一下。
3.3.1 Samsung S3C44B0X的内部结构
Samsung S3C44B0X 微处理器是韩国三星 公司专为手持设备和一般应用提供的高性价 比和高性能的微处理器解决方案，它使用 ARM7TDMI 核，工作在 66MHZ 。为了降低系统 总成本和减少外围器件，这款芯片中还集成 了下列部件：
3.3.1 Samsung S3C44B0X的内部结构
S3C44B0X系统板结构组成
LCD与触摸屏接口 ������ USB HOST模块接口 ������ JTAG调试接口 ������ IIC 接口的EEPROM ������ 4×4矩阵键盘接口 ������ LED指示灯 ������ 8段数码管电路
S3C44B0X系统板结构组成
1）S3C44B0X 结构主要特点
16/32 位 RISC 结构和带 ARM7DMI CPU 核的功能 强大的指令集； Thumb 协处理器在保证性能的前提下使代码 密度最大； 片上ICE中断调试JTAG调试方式； 328位硬件乘法器。
3.3.1 Samsung S3C44B0X的内部结构
8KB Cache、外部存储器控制器、LCD控制器、 4个DMA通道、2通道UART、1个多主I2C总线控 制器、1个IIS总线控制器，5通道PWM定时器 及一个内部定时器、71个通用I/O口、8个外 部中断源、实时时钟、8通道10位ADC等。
S3C44B0X系统板的结构图
S3C44B0X的系统板
3.3.1 Samsung S3C44B0X的内部结构
所有内存Bank的可编程寻址周期； 在能量低的情况下支持 DRAM/SDRAM 自动刷新 模式； 支持DRAM的非对称/对称寻址； 缓冲内存和内部SRAM 4路带8K字节的联合缓存； 不使用缓存的0/4/8K内容SRAM 伪LRU（最近最少使用）的替代算法
3.3.1 Samsung S3C44B0X的内部结构
通过在主内存和缓冲区内容之间保持一致的 方式写内存； 当缓冲区出错时，请求数据填充技术； BOOTLOADER位于FLASH存储器，当ARM处理器 S3C44B0X复位或上电后首先执行BOOTLOADER 的代码。BOOTLOADER代码有如下功能：
ARM7TDMI中断点的设置
设置EmbeddedICE的两个watchpoint单元 主要包括：地址、数据、控制信号等 当一个（或者两个）watchpoint中的地址 （也可以包括数据）和ARM所执行的当前 的指令相同的时候，ARM就从运行状态进 入Debug状态
断点的类型
硬件断点：在ARM中直接设定watchpoint 中的地址，当ARM运行到制定的地址时， 就进入Debug状态。 软件断点：改变存储器中的ARM指令为一 个特殊的数据X（ARM的未定义指令），同 时，设置watchpoint中的断点数据也为X， 当ARM把X数据作为指令读入的时候，ARM 就进入Debug状态。
硬件断点和软件断点的优缺点
硬件断点：数目受EmbeddedICE中的 Watchpoint数目的限制；但是，可以在任 何地方设置断点。 软件断点：数目不受限制，但是，软件断 点是通过替换系统的断点地址的指令实现 的，所以，软件断点只能在可写的存储器 的地址中设置（比如：RAM），而不能在 ROM（比如：Flash）中设置。
3.3.1 Samsung S3C44B0X的内部结构
4）中断控制器
30个中断源（看门狗定时器，6个定时器，6 个UART，8个外部中断，4个DMA，2个RTC，1 个ADC，1个I2C，1个SIO； 矢量IRQ中断模式减少中断响应周期； 外部中断源的水平/边缘模式； 可编程的水平/边缘极性； 对紧急中断请求支持FIQ（快速中断请求）