ARM设计和嵌入式系统开发
ARM嵌入式体系结构与接口技术
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1.1.1 嵌入式系统的基本概念
嵌入式系统的特点
（1）面向特定应用的特点，与“通用型”系统相比，满 足特定应用的特定需求 （2）嵌入式系统的硬件和软件都必须进行高效地设计， 量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更 高的性能 （3）嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和 电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。
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1.1.2 嵌入式系统的体系结构
嵌入式操作系统不仅具有通用操作系统的一般功 能，如向上提供对用户的接口（如图形界面、库 函数API等），向下提供与硬件设备交互的接口（ 硬件驱动程序等），管理复杂的系统资源， 在系统实时性、硬件依赖性、软件固化性以及应 用专用性等方面，具有更加鲜明的特点
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1.1.2 嵌入式系统的体系结构
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（4）为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的 软件一般都固化在存储器芯片中或单片机本身，而不是 存储于磁盘中。 （5）嵌入式开发的软件代码尤其要求高质量、高可靠性 。 （6）嵌入式系统本身不具备二次开发能力，即设计完成 后用户通常不能在该平台上直接对程序功能进行修改， 必须有一套开发工具和环境才能进行再次开发。厂家对 产品固件（Firmware）进行升级
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1.1.1 嵌入式系统的基本概念
嵌入式系统的基本概念
嵌入式系统应用随处可见，工业、军事、宇宙、通信、运 输、金融、医疗、气象、农业等领域 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机控制系统为基础， 并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成 本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统通常由特定功能模块和计算机控制模块组成， 主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统 以及用户应用软件等部分组成。它具有“嵌入性”、“专 用性”与“计算机系统”的三个基本要素。
第十一章-嵌入式系统设计与应用—基于ARM...和Linux(第2版)-王剑-清华大学出版社
1. HTTP协议 HTTP（超文本传输协议）协议是Web服务器与浏览器通信的协议， HTTP协议规定了发送和处理请求的标准方式，规定了浏览器和服 务器之间传输的消息格式及各种控制信息，从而定义了所有Web通 信的基本框架。
一个完整的HTTP事务由以 下4个阶段组成： （1）客户与服务器建立 TCP连接； （2）客户向服务器发送请 求；
除此之外，硬件选择要考虑的因素主要还包括： 首先是需要考虑的是生产规模 其次是需要考虑开发的市场目标 最后只要可能，尽量选择使用普通的硬件。
嵌入式软件的开发主要采用的是“宿主机-目标机”的 交叉开发模式。常见的软件开发步骤如下所示： （1）配置开发环境及BSP开发。选择合适的开发工具， 针对嵌入式的硬件环境对操作系统进行设置剪裁，另 外增加BSP支持。 （2）编写用户程序和简单仿真调试。建立交叉编译开 发环境，开发用户用户程序，将其下载到目标板上调 试，应用程序开发完毕后，和文件系统一起次年改成 文件系统的镜像文件，然后通过仿真工具对系统进行 仿真和调试。 （3）系统的下载和脱机运行。当仿真完成后，评价系 统功能，如果达到开发目标，则可把最终形成的文件 下载并运行。
（3）如果请求被接受，则 由服务器发送应答，在应
答中包括状态码和所要的 文件（一般是HTML文档）； （4）客户与服务器关闭连 接。
2. CGI原理 CGI（通用网关接口）规定了Web服务器调用其他可执行程序 （CGI程序）的接口协议标准。Web服务器通过调用CGI程序实现 和Web浏览器的交互，也就是CGI程序接受Web浏览器发送给Web 服务器的信息并进行处理，然后将响应结果再回送给Web服务器及 Web浏览器。CGI程序一般完成Web网页中表单(Form)数据的处理、 数据库查询和实现与传统应用系统的集成等工作。
基于ARM的嵌入式系统开发
基于 Ａ Ｍ 的嵌入式 系统 开发 Ｒ
６ Ｓ Ｒ Ｍ存储器。 Ｄ Ａ ）Ｄ Ａ Ｓ Ｒ Ｍ存储器作 为系统 系统及用户数据、 堆栈均位于 Ｄ Ｃ转 换 器 ， ￥ Ｃ ５ ０ 给 ３ ４ １ Ｂ及 其 他 需 要 ３ ３ 电 运行时的主要区域 ， ．Ｖ ＤＡ Ｙ ７ ６ １２ 源的外围电路供 电；Ｖ到 ３ ３ ５ ． Ｖ的转换 ， 可选用 Ｓ Ｒ Ｍ 存储 器 中 。可选 用 Ｈ ５ Ｖ ４ ６０芯片 作 Ｌｎ ａ ｅｈ ｏ ｇ ｉｅｒ ｃ ｎ ｌ ｙ的 Ｌ １ ８ Ｔ ｏ Ｔ ０ Ｘ系 列 。 为 Ｓ Ｒ Ｍ存储器 ， Ｙ ７ ６ １２ ＤＡ Ｈ ５Ｖ ４ ６０为 １ 位数据宽 ６ ２ 复位 电路 。复 位 电路 可 完成 系 统 上 电 复位 度 ， 片 容 量 为 ８ ） 单 ＭＢ，系 统 选 用 的 两 片 Ｈ ５ Ｖ ４６０并联 构 建 ３ Ｙ ７ ６ １２ ２位 的 Ｓ Ｒ Ｍ 存 储 器 ＤＡ 和在系 统工作 时 用户 按键 复 位 。
维普资讯
第２ ７卷第 ３期
２０ ０ ７年 ５月
孝感学院学报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩ ＡＯＧ ＵＮＩ ＡＮ ＶＥＲＳＴＹ Ｉ
ＶＯ ２ Ｎ ３ Ｌ． ７ Ｏ．
ＭＡＹ． ０ ７ ２ ｏ
基 于 Ａ Ｍ 的嵌 入 式 系 统 开 发 Ｒ
发中广泛使用的开发板为例 ， 介绍基于 Ｓ Ｃ ５０ ３Ａ １Ｂ Ｓ Ｃ ５０ ３Ａ １Ｂ芯片的功能非常强大 ， 支持 的外围 芯片 的 Ａ Ｍ７开发 板 的设 计和 调 试过程 。 Ｒ 设 备和接 口也非 常 多 ， 实 际 的系 统 设 计 中应 按 在
１ １ Ａ Ｍ 芯 片的选 择 ． Ｒ
照需 求选 择相 应 的接 口和器件 。 由于嵌入 式 开发
3 嵌入式系统的设计方法
3、逐一测试各功能模块的性能
4、整机联调
测试：
用于验证设计的产品是否满足应用的需求
1、功能与性能测试 2、可靠性测试（温度、湿度、振动、冲击、运输 等情况） 3、容错测试 4、长时间、极端情况
文档编制：
非常重要的一环，不可忽视
1、设计报告 2、测试报告 3、产品说明书 4、用户手册 5、维修与安装手册 6、其他
基于ARM处理器的应用系统设计
1、系统设计概述
2、单元电路设计
3、存储器系统设计
4、通过JTAG访问外设
系统设计概述
S3C2410A处理器详解
S3C2410A在包含ARM920T核的同时，增加了丰富的外围资源，如下图所示。 主要片内外围模块包括： 1个LCD控制器，支持STN和TFT液晶显示屏； 外部存储器管理（SDRAM控制器和芯片选择逻辑）； 3个通道的UART； 4个通道的DMA，支持存储器和I/O口之间的传输，以猝发模式提高传输率； 4个具有PWM功能的16位定时/计数器和1个16位内部定时器，支持外部时 钟源； 8通道的10位ADC，最高速率可达500kB/s，10位分辨率； 触摸屏接口； IIS总线接口； 2个USB主机接口，1个USB设备接口； 2个SPI接口； SD卡接口和MMC卡接口； 16位看门狗定时器； 117位通用I/O口和24位外部中断源； 8通道10位AD控制器； 电源管理。
嵌入式系统开发过程
嵌入式软件的开发与传统的软件有许多共同点， 它继承了许多传统软件开发的开发习惯。但由于嵌入式 软件运行于特定的目标环境，与传统软件的开发又有着 很大的不同。
嵌入式系统的开发特点
嵌入式系统开发学习心得体会_经验总结
嵌入式系统开发学习心得体会_经验总结本文主要介绍的是嵌入式系统开发学习心得体会及经验总结，首先介绍了嵌入式系统开发的三大关键点，其次推荐了嵌入式系统开发必读的书籍，最后介绍了学习嵌入式系统开发的体会及经验总结。
嵌入式系统开发简介嵌入式系统开发是对于除了电脑之外的所有电子设备上操作系统的开发，开发对象有手机，掌上电脑，机电系统等，一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。
硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。
软件部分包括操作系统软件（OS）（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。
有时设计人员把这两种软件组合在一起。
应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
嵌入式系统开发的三大关键点1、嵌入式系统是相对于PC平台而言的，使用的平台一般是针对ARM，PPC，DSP等非PC平台的，所以使用的编译和调试工具不是VC6.0，而是不同的平台需要专门的编译开发工具，交叉编译是嵌入式特有的概念；2、嵌入式系统往往指带有操作系统的系统，以前简单的系统可以直接在裸机（如51单片机）上开发，而现在OS成为嵌入式的一个基本特征，已经有各种实时内核或者全功能的OS，因此对程序员要求较高；3、嵌入式系统往往包括软件和硬件两个部分，软件开发人员往往也需要知道硬件的知识，只有知道硬件的特性才能开发出高性能的程序。
另外不想在PC上开发，驱动程序都已经有了，在嵌入式系统中由于所接的外设复杂，很多时候需要自己编写驱动程序，结果是在。
嵌入式系统――体系结构编程与设计
嵌入式系统――体系结构编程与设计嵌入式系统的体系结构是其设计和实现的基础。
它由嵌入式处理器、存储器、IO设备和操作系统等组成。
嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，它具有低功耗、高性能和实时性的特点。
常见的嵌入式处理器有ARM、MIPS、Blackfin等。
存储器用于存储程序代码和数据，包括ROM、RAM和闪存等。
IO设备用于与外部环境进行交互，如键盘、显示器、传感器等。
操作系统则负责管理和调度系统资源，提供各种API供应用程序调用。
编程是嵌入式系统的关键技术之一、嵌入式系统的编程一般使用C/C++语言，以及汇编语言。
C/C++语言适合用于高级抽象的编程，可以实现复杂的算法和逻辑。
汇编语言则用于对处理器底层的操作和控制。
在编程过程中，需要了解处理器的底层结构和指令集，以充分利用处理器的性能和特性。
嵌入式系统的设计包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计主要涉及电路设计和PCB布局，目的是将嵌入式处理器、存储器和IO设备等硬件组件集成到一个电路板上。
软件设计则包括系统架构设计、模块设计和接口设计等。
系统架构设计决定了系统的整体结构和功能划分，模块设计则将系统划分成若干个独立的模块，每个模块负责实现一个特定的功能。
接口设计则用于不同模块之间的通信和数据传输。
嵌入式系统的开发还需要进行调试和测试，以确保系统的正确性和稳定性。
调试是指发现和修复系统中的错误和问题。
常用的调试方法有断点调试、单步调试、跟踪调试等。
测试是指对系统进行全面的验证和检测，以确保系统能够按照设计要求工作。
测试方法包括单元测试、集成测试和系统测试等。
总结起来，嵌入式系统的体系结构、编程和设计是嵌入式系统开发的核心内容。
在进行嵌入式系统开发时，需要根据实际应用需求选择合适的体系结构，采用适当的编程语言进行开发，同时进行硬件和软件的设计和调试，以确保系统的正确性和稳定性。
嵌入式系统的开发需要具备计算机硬件和软件方面的知识，同时还需要了解应用领域的特点和需求，以满足实际应用的要求。
嵌入式系统实验报告
嵌入式系统设计实验报告班级： 20110612学号： ***********名：***成绩：指导教师：武俊鹏、刘书勇1. 实验一1.1 实验名称博创UP-3000实验台基本结构使用方法1.2 实验目的1.熟悉嵌入式系统开发式流程概述。
2.熟悉UP-net3000实验平台的核心硬件电路和外设。
3.熟悉ARM JTAG的安装与使用。
1.3 实验环境硬件：ARM 嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC 机Pentium100以上、串口线。
软件：PC机操作系统win98、Win2000或WinXP、ARM SDT 2.51或ADS1.2集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。
1.4 实验内容及要求1.熟悉嵌入式系统开发式流程概述。
2.熟悉UP-net3000实验平台的核心硬件电路和外设。
3.熟悉ARM JTAG的安装与使用。
1.5 实验设计与实验步骤1.新建超级终端2.选择ARM 开发实验台串口。
完成新建超级终端的设置以后，可以选择超级终端文件菜单中的保存，将当前设置3.保存为一个特定超级终端到桌面上，以备后用。
用串口线将PC机串口和平台UART0 正确连接后，就可以在超级终端上看到程序输出的信息了。
4.启动开发板，按住任意键，使开发板进入BIOS设置状态。
5.在超级终端的界面上，显示BIOS版本信息，以及相应的测试指令。
操作时，要在PC机上输入小写的字母快捷键，进入到相应的功能中去。
6.按照超级终端上的提示信息，进行功能的测试。
1.6 实验过程与分析本次实验操作起来并不困难，因为此次实验属于验证型实验，按照实验资料所给的提示信息，以上面的步骤，即可得到实验的结果。
进入到BIOS界面后，按照超级终端上的提示信息来进行功能1.7 实验结果总结在实验过程中，我们进行的很顺利，没有遇到什么问题，在超级终端界面，按提示的快捷键来测试对应的功能。
如e：测试由ZLG7289 驱动的LED 显示，共分3 步，请看超级终端提示按任意键继续，同时观察LED 的变化，最后返回主菜单。
嵌入式入门(设计与实例开发)PPT课件
可靠性框图
02
03
故障树分析(FTA)
通过可靠性框图分析嵌入式系统 的可靠性结构，确定关键件和冗 余件。
通过故障树分析找出导致系统故 障的原因和最小割集，评估系统 的可靠性和安全性。
06
嵌入式系统应用案例分 析
智能家居系统案例分析
开源硬件与软件
开源硬件和软件的发展 为嵌入式系统的设计和 开发提供了更多选择和
灵活性。
02
嵌入式硬件设计
ARM处理器
ARM处理器是一种流行的嵌入式处理器架构，广泛应用于各种嵌入式系 统。
ARM处理器具有低功耗、高性能的特点，适用于各种应用场景，如智能 家居、工业控制等。
ARM处理器的选择需要根据具体应用需求来决定，如ARM Cortex-M系 列适用于微控制器应用，ARM Cortex-A系列适用于智能手机、平板电 脑等应用。
工业控制系统发展前景
探讨工业控制系统的发展趋势和未来发展方向。
医疗电子设备案例分析
医疗电子设备概述
医疗电子设备是指用于医疗领域的电子设备， 如监护仪、超声波诊断仪等。
医疗电子设备优势
分析医疗电子设备的优势，如高精度、高可 靠性、实时监测等。
医疗电子设备案例
介绍医疗电子设备的具体应用案例，如远程 医疗监护系统等。
FPGA芯片
FPGA芯片是一种可编程逻辑器件，可以通过编程 实现各种数字逻辑功能。
FPGA芯片具有高度的灵活性，可以根据实际需求 进行定制，实现各种复杂的数字逻辑功能。
FPGA芯片广泛应用于通信、图像处理、雷达等领 域，可以大大提高系统的性能和可靠性。
嵌入式微控制器
ARM嵌入式系统结构与编程习题答案 清华大学出版社 最详细版
ARM嵌入式系统结构与编程习题答案清华大学出版社最详细版arm嵌入式系统结构与编程习题答案清华大学出版社最详细版一《arm嵌入式系统结构与编程》习题答案第一章为绪论1.国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？答：国内嵌入式行业普遍接受的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可定制，满足应用系统在功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面的严格要求的专业计算机系统。
从这个定义可以看出，嵌入式系统与应用紧密结合，具有很强的特殊性。
它必须根据实际系统需求进行合理定制和使用。
因此，嵌入式系统是“为特定的人定制的”。
2．嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。
答：从20世纪70年代单片机的出现到目前各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了30多年的发展历史。
嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。
英特尔于1971年开发了第一款4位总线结构的微处理器4004，可以说是嵌入式系统的雏形。
80年代初的8051是单片机历史上值得纪念的一页。
20世纪80年代初，出现了一种商业化的“实时操作系统内核”。
在实时内核下编写应用软件，可以加快新产品的开发速度，节约资金。
在20世纪90年代，实时内核发展为实时多任务操作系统。
进入21世纪以来，嵌入式系统得到了极大的发展。
在硬件方面，单片机的性能有了很大的提高，尤其是ARM技术的出现和改进，为嵌入式操作系统提供了强大的硬件载体，将嵌入式系统推向了一个新的阶段。
3．当前最常用的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。
答：主要有嵌入式linux和嵌入式实时操作内核uc/os-ii嵌入式Linux操作系统是一种针对嵌入式微控制器的特点而定制的Linux操作系统，包括通用的嵌入式通信协议和通用驱动程序，并支持多种文件系统。
它主要具有以下特点：开源、易移植、内核小、功能强大、运行稳定、效率高。
uc/os是源码工卡的实时嵌入式系统内核，主要有以下特点：源码公开，可移植性强，可固化，可剪裁，占先式，多任务，可确定性，提供系统服务等。
嵌入式系统常见的嵌入式开发平台与应用案例
嵌入式系统常见的嵌入式开发平台与应用案例嵌入式系统是一种专门设计用于控制机器和系统的计算机系统。
不同于个人电脑或服务器，嵌入式系统通常被集成到其他设备中，用于控制和监控设备的各种功能。
在嵌入式系统的开发过程中，嵌入式开发平台起着至关重要的作用。
本文将介绍一些常见的嵌入式开发平台，并给出一些应用案例。
一、常见的嵌入式开发平台1. Arduino（阿尔达伯）：Arduino是最为普及和容易上手的嵌入式开发平台之一。
它结合了易用性、开源性和可扩展性的特点，使得新手和专业人士都能够轻松地进行嵌入式开发。
Arduino板上有一组输入输出引脚，可以用来连接各种传感器、执行器以及其他外部设备。
2. Raspberry Pi（树莓派）：Raspberry Pi是一种功能强大的单板计算机，广泛应用于教育、物联网和嵌入式开发领域。
它具有完整的计算机系统，包括处理器、内存、存储和各种接口。
Raspberry Pi可以运行多种操作系统，如Linux，以及各种软件开发工具。
3. STM32开发板：STM32是意法半导体（STMicroelectronics）公司推出的一系列32位ARM Cortex-M微控制器。
它具有丰富的外设接口和强大的计算能力，适用于多种嵌入式应用场景。
STM32的开发板提供了一套完整的工具链和开发环境，方便开发人员进行系统调试和软件开发。
4. BeagleBone（比格鲁骨）：BeagleBone是一种开源硬件平台，广泛用于嵌入式系统的开发。
它搭载了ARM处理器，拥有丰富的接口和扩展性，可用于构建各种嵌入式应用，如机器人、自动化系统和物联网设备。
二、嵌入式开发平台应用案例1. 智能家居系统：智能家居系统是利用嵌入式系统和各种传感器技术来实现对家居环境的自动控制和监控。
通过使用Arduino、Raspberry Pi或其他嵌入式开发平台，可以构建智能家居系统，实现对灯光、温度、门窗等的智能控制。
2. 工业自动化：工业自动化是利用嵌入式系统来实现对生产过程的自动控制和监控。
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ARM设计和嵌入式系统开发
随着科技的发展，嵌入式系统的运用越来越广泛。
嵌入式系统
是一类具有特定功能的计算机系统，主要应用于各种电子设备中，例如手机、电视、汽车等。
ARM设计及其开发嵌入式系统是一门
不可或缺的技术。
一、ARM设计的基本概念
ARM，全称为Advanced RISC Machines，即优化的精简指令集
计算机。
ARM架构具有高度可制定性、低功耗、高效能和低成本
等优点，可以处理来自不同应用领域的复杂问题。
二、ARM设计的应用场景
在智能手机和平板电脑等行业中，ARM处理器具有出色的应用。
它们能够支持更高的时钟速度，并达到更高的效率。
此外，ARM处理器还广泛应用于能源管理、智能电网、自动驾驶汽车、
工业自动化和可穿戴设备等领域。
三、嵌入式系统的开发流程
嵌入式系统开发是一项复杂的任务，整个开发过程需要经历多
个阶段，包括系统规划、硬件设计、软件设计和测试等。
1.系统规划
系统规划需要确保系统的设计符合需求，并能够在特定的环境
中正常工作。
在规划阶段，需要分析用户的需求，确定系统的目
标和功能，盘点硬件和软件的资源，以及确定数据流程和输入输出。
2.硬件设计
硬件设计阶段需要实现系统的电子组件。
在设计时，需要选择
适当的硬件平台、器件和接口，并根据用户需求编写设备驱动程序。
3.软件设计
软件设计是嵌入式系统开发的最重要的一个步骤。
在这个阶段，需要编写驱动程序、应用程序和底层函数等。
4.测试
测试是确保系统正常工作的最终阶段。
在测试时，需要使用不
同的方法来验证系统的功能。
包括单元测试、模块测试以及整体
测试等。
四、嵌入式系统的关键应用
相比于传统的计算机系统，嵌入式系统具有更广泛的应用领域。
例如，它们在自动化和控制系统中可以帮助机器人和其他设备智
能化、提高能源效率，和尽量减少环境影响。
此外，还可以在交通、制造和医疗保健等行业中应用。
例如，在汽车制造业中，嵌入式系统可用于实现自动驾驶技术，帮助人们实现更安全和更高效的交通方式。
五、结论
ARM设计和嵌入式系统开发是信息技术领域中不可或缺的技术。
在技术发展的浪潮中，越来越多的企业和机构已经意识到了嵌入式系统的重要性。
因此，学习ARM设计和嵌入式系统开发的技能是非常有前途的。