《ARM嵌入式网络系统硬件平台的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ARM嵌入式网络系统硬件平台的研究（99页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要由于各种新型处理器的出现和应用的不断深化，嵌入式系统在后P C 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，越来越多的产品需要高质量的图形界面、强大的数据处理能力，以及网络、通信、音频等功能，因而对嵌入式处理器的嵌入式软件提出了更高的要求。开展基于A R M 处理器开发系统的研究，可以为嵌入式系统开发者提供了便利的开发环境。在对A R M 处理器内核性能以及对其片内外围电路的相关参数和功能深入分析、比较的基础上，本文采用S a m s u n g 公司的S 3 C 4 5 1 0 B 为主芯片，以P C I i n u x 操作系统为软件平台，进行
2、了A R M 嵌入式网络系统的研制工作。该芯片是基于以太网应用系统的商性价比的微处理器，内含一个1 6 3 2 位的A R M 7 T D M IR I S C处理器核。本论文的主要工作包括：对基于以太网应用系统的高性价比的、内含一个1 6 3 2 位的A R M 7 T D M IR I S C 处理器核的S 3 C 4 5 1 0 B 芯片以及片内外围电路的相关参数和功能进行了深入的分析；根据主芯片的功能，利用A l l e g r oS P B 软件完成了开发板的原理图设计、绘制以及印刷电路板布局布线工作；最后完成了在硬件平台上进行g C l i n u x 操作系统移植的前期准备。本论
3、文共分为六章。第一章为绪论，介绍了课题来源、意义以及嵌入式系统的发展状况与趋势。第二章为A R M 微处理器的概述，它是此次设计的基础。因为此次系统设计中的主芯片$ 3 C 4 5 1 0 B 内部嵌入的是A R M 公司设计的A R M 7 T D M I 处理器核，所以对其内核的深入了解是开发系统设计的必要前提。第三章介绍了本设计使用的版图制作工具软件A l l e g r oS P B 。最后三章是本论文的核心工作。第四章介绍了开发板原理图的各个功能模块设计，包括所使用的芯片，以及硬件连接的方法等。第五章是在第三章对软件介绍的基础上具体的阐述了原理图和印刷电路板设计的实际过程。第六章是关
4、于在硬件平台上进行p C l i n u x 操作系统移植的讨论。论文最后部分是结论，同时提出了进一步工作的设想和展望。关键字：A R M ，嵌入式系统，l a C l i n u x 等。北京工业大学工学硕士学位论文A b s t r a c tA sk i n d so fn e wt y p ep r o c e s s o r sc o m i n gf o n ha n dm u c hm o r eu s a g e so ft h e m t h ee m b e d d e ds y s t e mi sb o o m i n gu pq u i c k l yi np o s
5、 t P Ce r a W i t ht i m er u n n i n gb ya n dt e c h n i q u ep r o g r e s s i n g ，m o r ea n dm o r ep r o d u c t sn e e dh i g h q u a l i t yg r a p h i c si n t e r f a c e ，p o w e r f i a ld a t ap r o c e s s i n ga n df u n c t i o n so fn e t w o r k ，c o m m u n i c a t i o na n da u
6、d i oi nt h ei n d u s t r yc o n t r o la n dt h er i s i n gh a n d s e ta p p l i c a t i o n s S oh i g h e rr e q u i r e sp u tf o r w a r dt Ot h ee m b e d d e ds o , w a r eo f e m b e d d e dp r o c e s s o r I tc o u l db r i n gc o n v e n i e n te n v i r o n m e n tt ot h ee m b e d d
7、e dd e v e l o p e r su n d e rt h er e s e a r c ho ft h ee v a l u a t i o ns y s t e mo fA R Mp r o c e s s o r s A f t e rd e e pa n a l y z i n ga n dc o m p a r i n gt ot h ep e r f o r m a n c eo fA R Mc o r ea n dp a r a m e t e r sa n df u n c t i o n so fi t si n - c h i pp e r i p h e r a
8、 lc i r c u i t s ，t h er e s e a r c ho fA R Me m b e d d e dn e t w o r ks y s t e mu s e s $ 3 C 4 5 1 0 Bo fS a m s u n ga sC P Ua n dt x C l i n u xa ss o f t w a r ep l a t f o r m T h ec h i pi sah i g h c o s t - p e r f o r m a n c em i c r o p r o c e s s o rw i t ha nE t h e l - n e ta p
9、p l i c a t i o ns y s t e m T h e r ei sa1 6 3 2b i t sA R M 7 T D M IR I S Cc o r di n s i d ei t n l ea c h i e v e m e n t si n t h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s ：a ni n d e p t ha n a l y s i so ft h ef u n c t i o na n dr e l e v a n tp a r a m e t e r so fi n n e rs t r u c t u r ei n $ 3
10、 C 4 510 B ；t o o l i n gA l l e g r oS P Bt od e s i g nt h es c h e m a t i ca n dP C B ；i n t r o d u c t i o no f p o r t i n g a C l i n u xa tl a s t T h e r ea r es i xc h a p t e r si nt h i sp a p e r T h ef i r s tc h a p t e ri st h ep r e f a c e I tt a l k sa b o u tt h eo r i g i no ft
11、 h i ss u b j e c ta n dt h ed e v e l o p m e n ta n dt I n do fe m b e d d e ds y s t e m T h en e x to n es u m m a r i z e st h eA R Mm i c r o p r o c e s s o r , a n dt h ew h o l ed e s i g nb a s e so nt h i s I ti sn e c e s s a r yt ok n o wd e e pt h ec o r eo ft h em a i nc h i p ，$ 3 C
12、4 510 B ，w h i c he m b e d d e da nA R M 7 T D M Ic o r ed e s i g n i n gb yA R ML t d 1 1 1 et h i r dc h a p t e ri n t r o d u c e sA l l e g r oS P Bw h i c hi st h et o o l st od e s i g nP C B T h ef o l l o w i n gt w o ，t h ef o u r t ha n dt h ef i f t h ，a r et h eh a r dc o r e so ft h
13、i sp a p e r I nt h ef o u r t hc h a p t e r , i td e s i g n sk i n d so ff u n c t i o nm o d e l si ns c h e m a t i c ，i n c l u d i n gc h i p sa n dt h e i rc o n n e c t i n gm e t h o d s A f t e rt o o l si n t r o d u c t i o ni nc h a p t e rt h r e e ，d e t a i l e dd e s i g n so fs c
14、h e m a t i ca n dP C Ba r ea d d r e s s e di nt h ea n t h e rk e yc h a p t e r I nt h el a s to n e ，i td i s c u s s e sh o wt op o r tt h el J C l i n u xo p e r a t i o ns y s t e mo na n A R Mb o a r d F i n a l l y , t h ec o n c l u s i o ni sd r a w n ，a n db r i n g i n gf o r w a r dt h
15、 en e x ts t e p sK e yw o r d s ：A R M ，E m b e d d e dS y s t e m ，p C l i n u xa n dS Oo n H独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 繇缒日期关于论文使用授权的说明矿弼e , g l o g一7 研+ 。1 。E 。+
16、- - - - 一，本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。( 保密的论文在解密后应遵守此规定)签名翼凇浜铆签炉嗍掣佩第l 章绪论1 1 课题背景及课题意义嵌入式系统来源于通常意义上的计算机。电子计算机诞生于1 9 4 6 年，在其后漫长的历史进程中，计算机始终是供养在特殊的机房中、实现数值计算的大型昂贵设备。直到二十世纪六十年代晚期计算机才显示出历史性的变化，微处理器的出现使嵌入式系统在通讯中被用于控制机电电话交换机。在随后的日子里，计算机产业不断朝着更小的系统方向发展。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点，迅速走出机房；基于高速数值计算能力的微型机，表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣，要求将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象体系的智能化控制。这样就使嵌入式系统与微型机一起为那些小型机器提
