《基于ARM—Linux的嵌入式系统研究与软硬件的实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于ARM—Linux的嵌入式系统研究与软硬件的实现（95页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、北京交通大学硕士学位论文基于ARMLinux的嵌入式系统研究与软硬件的实现姓名：张金龙申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：陈后金20050201北京交通大学硕士学位A b s t r a c tA b s t r a c tT h i sp a p e rb e l o n g st ot h ep r o j e c t ”m u l t i m e d i at e a c h i n ga n de x p e r i m e n tp l a t f o r mf o rs c h o o lc o u r s e ”f r o f t h eM i n i s t r vo
2、fE d u c a t i o n A f t e rs u r v e ya n ds t u d yd o m e s t i ca n do v e r s e a sr e l e V a n te x p e r i m e n t sp l a t f o r m s ，aT l u l t i f u n c t io n a la n dr e a l t iJ 】ec o m p u t e rs y s t e mb a s e dA R M 9c o r ea n de m b e d d e dL i n u x0 Sise s t a b lis h e d A t
3、p r e s e n t ，b o t hA R MC P Ua n de m b e d d e dL in u xO Sa r em a j o rI Td o I I 】a i n s ，a n dt h e yT l a k et h ea c t u a le q u i p m e n tw i t ha1 0 to fa d V a n t a g e ss u c ha sp o w e r f u lf u n c t i o n ，s m a l ls i z e ，l o wc O s ta n ds t r o n ge x p a n s i b i l i t y
4、 I nt h ep a s t ，t n eo l ds y s t e mb a s e do nP Ca n dd a t ac o l l e c t i n gc a r disu s e de x t e n s i v e l vi nt h e 邝i d d l es c h o o la n dh i g hs c h o o l ，b u tn o wi tc a nb er e p l a c e db yt h i sk i n do fs y s t e I 】d i s c u s s e di nt h i sp a p e r I nt h eb e g i n
5、 n i n go fp a p e rt h eb a s i cc o n c e p t i o n ，t h eh is t o r y ，s y s t e ms t r u c t u r ea n dt h ef e a t u r e s o fh a r d w a r ea n ds o f t w a r ei na s s o c i a t i o nw i t he m b e d d e ds v s t e f 【la r ei n t r o d u c e d a n dt h e nt h eA R M sh i s t o r y ，t h eA R M
6、 sf r a m e w o r k ，A R M sa d v a n t a g e sa n dd i f f e r e n c e sb e t w e e na 1 1s e r i e so fA R MC P Ua r ed e s c r i b e di nd e t a i l T h ef e a t u r e ，t h ea d v a n t a g e sa n d t h ed e v e l o p m e n tf l o wo fe m b e d d e dL i n u x0 Sa r ea l s oa n a l v s e d T h em
7、e t h o da n ds t e ph o wt oa c t u a l l yd e s i g nas o f t w a r ea n dh a r d w a r ep l a t f o r mb a s e do nA R M 9c o r ea n de m b e d d e dL i n u xO Sa r eD r e s e n t e ds t e pb ys t e p ，i n c l u d i n gc h o o s i n gc h i p ，d e s i g n i n gh a r d w a r es c h e m a t i cd o c
8、 u m e n ta n dP C Bl a y o u t ，d e b u g g i n gh a r d w a r e ，f i r m w a r e ，d e v i c ed r i v e r ，L i n u xO S ，M i n i G U Ie t c F i n a l l y ，a n dt h es u g g e s t i o n sa n de x p e c t a t i o n sa r eg i v e n T h ed e s i g no ft h es o f t w a r ea n dh a r d w a r es y s t e 玎
9、1ism o s ti m p o r t a n ta n dd i f f i c u l ti nt h i sp a p e r T h et e s t i n gr e s u l to ft h ef i n a ls y s t e mi m p l e m e n t e di n d i c a t e st h a tt h ee x p e r i e n c ea n dm e t h o da r er e l i a b l ea n dp r a c t i c a l ，a n dt h es y s t e misw i t hal o to fa d v
10、a n t a g e sc o m p a r e dw i t ho t h e r s 北京交通大学硕士学位K E YW O R D S ：A R MC P U ，A R M 9C o r e ，S 3 C 2 4 1 0C P U ，E m b e d d e dL i n u x0 S ，R T O S ，D e v i c eD r i v e r ，M i n i G U I ，E m b e d d e d北京交通大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1 课题的研究背景、目标及意义1 1 研究背景随着信息化技术的发展和数字化产品的普及，以计算机技术、芯片技术利软件技术为核心的嵌入
11、式系统再度成为当前研究和应_ 【 j 的热点，通信、计算机、消费电子技术( 3 C ) 合一的趋势正在逐步形成，无所不在的网络和无所不在的计算( e v e r y t h i n gc o n n e c t i n g ，e v e r y w h e r ec o m p u t i n g ) 止在将人类带入一个崭新的信息社会。嵌入式系统就是以应用为中心、以计算机技术为基础，并且软硬什是可裁剪的，适H | 于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专川计算机系统。嵌入式系统最典型的特点是与人们的曰常生活紧密相芙任俐一个将通人都可能拥有备类形形色色运州了嵌入式技术的电子产M ，小纠
12、川，3 、I ，D 替微型数字化设稀人到信息家l 也、铆能I U 器、市载G l S ，再种新刊i 扶入式投舔在数封上已经远近超过了通川计算机。这也雉怪美国辅名米米学家尼葛洛抛帝在1 9 9 9 年1 月访华时就预言。d 5 年t f 亓嵌入式智能T 贝- 将成为继P C 机和I n t e r n e t 之后计算机工业昂伟火的发明。1 1 1 嵌入式系统历史与现状虽然嵌入式系统是近儿年才开始真正风靡起来的，但事实上嵌入式这个概念却很早就已经存在了，从上个世纪7 0 年代单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应用，嵌入式系统少说也有了近3 0 年的历史。纵观嵌入式系统的发展历程
13、，大致经历了以下四个阶段：A 无操作系统阶段嵌入式系统是初的应用是基于单片机的，大多以可编程控制器的形式出现，具有监测、伺服、设备指示等功能，通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没有操作系统的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接控制。运行结束后再清除内存。这些装置虽然已经初步具器了嵌入式的应用特点，但仅仅只是使用8 位的c P u 芯片来执行一些单线程的程序，因北京交通大学硕士学位论文筘一荦绪论三三兰兰三兰三l嵌入式操作系统餮圈l l 嵌入式系统的组成A 嵌入式处理器嵌入式系统的核心是各种类型的嵌入式处理器，嵌入式处理器。通j 处理器最人的不同点在于，嵌入式C P U 人多上作
14、在为特定瑚户群所专fJ 波计的系统中，它将通用C P U 中许多由扳告完成的任务集成到芯片内部从而彳利丁嵌入式系统在设计时趋丁小型化。同时还具有很高的效率年l | 可靠性。l 妖入式处理器的体系结构经历了从c I S C ( 复杂指令集) 至R 】s c ( 粘简指令集) 和C o m p a c tR I S C 的转变位数则由4 位、8 位、1 6 位、3 2 能逐步发展到6 4 位。目前常用的嵌入式处理器可分为低端的嵌入式微控制器( M i c r oc o n t r o l l e ru n i t M c u ) 、中高端的嵌入式微处理器( E m b e d d e dM ic
15、r oP r o c e s s o rU n i t ，E M P U ) 、用于计算机通信领域的嵌入式D S P 处理器( E b e d d e dD i g i t a lS i g n a lP r o c e s s o r E D S P ) 和高度集成的嵌入式片上系统( s y s t e m0 nC h i D ，S O C ) 。目前儿乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器井且越米越多的公司开始拥有自主的处理器设计部门，据不完全统计，全世界嵌入式处理器已经超过l 0 0 0 多种，流行的体系结构有3 0 多个系列，其中以A R M 、P o w e r P c 、M c 6
16、8 0 0 0 、M I P S 等使用得最为广泛。B 嵌入式外围设备在嵌入系统硬件系统中，除了中心控制部件( M C U 、D S P 、E M P U 、S O C ) 以外，用于完成存储、通信、调试、显示等辅助功能的其他部件事实上都可以算作嵌入式外围设备。目前常用的嵌入式外围设备按功能可以分为存储设备、通信设备和显示设备三类。北京交通大学硕士学位论文第一章结论存储设备主要用于各类数据的存储，常用的有静态易失型存储器( R l 、s R A M ) 、动态存储器( D R 州) 和非易失型存储器( R o I l 、E P R O M 、E E P R 0 mF L A s H )三种其中F L A s H 凭借其可擦写次数多、存储速度快、存储容量大、价格便宜等优点，在嵌入式领域内得到了广泛应用。目前存在的绝大多数通信设备都可以直接在嵌入式系统中应 _ | j 包括R s 一2 3 2 接口( 串行通信接口) 、s P I ( 串行外围设备接口) 、I r D A ( 红外线接口
