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1、目 录绪 论31.1嵌入式的研究历史与发展现状31.1.1现代计算机的技术发展史31.1.2嵌入式技术发展现状41.3 嵌入式处理器61.3.1 嵌入式微处理器分类61.3.2 嵌入式微处理器特点8第二章 ARM技术92.1 ARM技术概述92.2 基于ARM核的芯片选择92.2.1 应用角度的ARM芯片选择原则92.2.2 多内核ARM角度的芯片选择原则10第三章 ARM3000开发板113.1ARM3000开发平台简介113.2 S3C44BOX芯片介绍123.2.1 S2C44B0简介123.2.2芯片体系结构133.2.3 S3C44B0X存储系统的特征143.3嵌入式软件开发流程16
2、3.3.1软件开发流程图163.3.2嵌入式硬件体系结构163.3.3 基于ARM的硬件设计173.4嵌入式系统初始化183.5 开发平台的温度采集系统183.5.1 温度变送器193.5.2 A/D转换器193.5.3 D/A转换电路213.5.4 键盘和显示电路223.4.5 驱动电路25第四章 基于ARM3000开发板实验284.1嵌入式系统设计步骤284.2 触摸屏接口设计284.3 软硬件协同详细设计34第五章 实验过程中常见的报错及其原因365.1 程序写入Flash后不能运行365.2进入AXD后无法调试375.3 从JTAG调试出错385.4 项目不能拷贝到其它目录385.5
3、键盘测试时，不能正常显示385.6 FLASH文件系统的要求39结束语40参考文献41附录41绪 论通过这次设计，让我更进一步的了解了嵌入式系统。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IO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
4、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。嵌入式系统是以微处理器为核心，嵌入到其它设备中的专用计算机系统，是完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合的计算机系统。嵌入式系统的应用日益广泛，可以说无所不在、无处不在，嵌入式系统的快速发展也极大地丰富延伸了嵌入式系统的概念。本章介绍嵌入式系统开发的基础知识，从嵌入式发展史及其现状、嵌入式系统的基本特点、嵌入式处理器等方面进行介绍。通过嵌入式实验系统的研究，掌握其工作原理及其系统设计方法，而且让我了解到嵌入式系统既不等于单片机系统也不等于PC机。通过做基于ARM3000开发平
5、台上的实验。熟悉了ADS1.2开发环境，了解学会了ARM仿真器的使用和使用ADS编译、下载、调试并跟踪一段已有的程序，了解嵌入式开发的基本思想和过程。熟悉了ARM3000开发板的S3C44BOX芯片。解决学生在实验过程中出现的各种问题。画出嵌入式实验系统的温度采集电路原理图，通过软硬件联调，实现温度采集控制功能.1.1嵌入式的研究历史与发展现状1.1.1现代计算机的技术发展史(1) 始于微型机时代的嵌入式应用电子数字计算机诞生于1946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20世纪70年代，微处理器的出现，计算机才出现了历史性的变化。以微处
6、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；基于高速数值解算能力的微型机，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。例如，将微型计算机经电气加固、机械加固，并配置各种外围接口电路，安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。这样一来，计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。为了区别于原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系中，实现对象体系智能化控制的计算机，称作嵌入式计算机系统。因此，嵌入式系统诞生于微型机时代，嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去，这些是理解嵌入式系统的基本出发点
7、。 (2)现代计算机技术的两大分支由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中，实现的是对象的智能化控制，因此，它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算；技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。 而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力；技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。早期，人们勉为其难地将通用计算机系统进行改装，在大型设备中实现嵌入式应用。然而，对于众多的对象系统（如家用电器、仪器仪表、工控单元），无法嵌入通用计算机系统，况且嵌入式系统与通用计算机系统的技术发展方向完全不同，
8、因此，必须独立地发展通用计算机系统与嵌入式计算机系统，这就形成了现代计算机技术发展的两大分支。如果说微型机的出现，使计算机进入到现代计算机发展阶段，那么嵌入式计算机系统的诞生，则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代，从而导致20世纪末，计算机的高速发展时期。(3) 两大分支发展的里程碑事件通用计算机系统与嵌入式计算机系统的专业化分工发展，导致20世纪末、21世纪初，计算机技术的飞速发展。计算机专业领域集中精力发展通用计算机系统的软、硬件技术，不必兼顾嵌入式应用要求，通用微处理器迅速从286、386、486到奔腾系列；操作系统则迅速扩张计算机基于高速海量的数据文
9、件处理能力，使通用计算机系统进入到尽善尽美阶段。嵌入式计算机系统则走上了一条完全不同的道路，这条独立发展的道路就是单芯片化道路。它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士，接过起源于计算机领域的嵌入式系统，承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务，迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。因此，现代计算机技术发展的两大分支的里程碑意义在于：它不仅形成了计算机发展的专业化分工，而且将发展计算机技术的任务扩展到传统的电子系统领域，使计算机成为进入人类社会全面智能化时代的有力工具1.1.2嵌入式技术发展现状随着计算机技术的发展嵌入式技术正在形成一种产业 l 美国著名未来学家尼葛洛庞帝99
10、年1月访华时预言，45年后嵌入式智能（电脑) 工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。l 嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元，它正在成为信息技术（IT）产业争夺的重点之一。l 每年只有10%-20%的计算机芯片用于台式机或笔记本电脑等，这就意味着每年有10-0亿块CPU是为嵌入式系统设计制造的：每年有超过1万个新的嵌入式系统计划产生。l 未来5年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。l 据说，“福特出售的计算能力已超过了IBM”，由此可以想见嵌入式计算机工业的规模和广度l 它们被广泛地应用到工业控制系统、仿真系统、医疗仪器、信息家电、通信
11、设备等众多领域中。l PDA在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布，作为企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集等l 自动控制领域，不仅可以用于ATM机，自动售货机，工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、GPS、娱乐相结合，硬件方面，不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。l 尤其是在最近几年，嵌入式设备不断地进入到新的应用领域，比如PDA、手持设备、AutoPC、智能电话和机项盒（STB）等。在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，欧洲的DVB（数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。l 北京
12、数字电视，凤凰数字卫视，高清晰、互动点播、机顶盒。l 在中国有8000万有线电视网用户，1亿以上的有线电话网用户，为其发展提供了巨大市场。l 针对如此巨大的市场，嵌入式系统的研发和生产也给我国信息产业实现跨越式发展提供了良好的机遇。1.2嵌入式系统的几个重要特点： 由于嵌入式系统是应用于特定环境下，针对特定用处来设计的系统，所以不同于通用计算机系统。同样是计算机系统，嵌入式系统是针对具体应用设计的“专用系统”。他的硬件和软件都必须高效率地设计，“量体裁衣”，去除冗余，力争在较少的资源上实现更高的性能，其几个比较突出的特点有：（1）系统内核小l 由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源
13、相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。l 比如ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有5K，而Windows的内核则要大得多（）专用性强l 嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。l 即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。l 同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念（）系统精简嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。（）高实时
14、性OSl 这是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固态存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性、实时性。 （6）嵌入式系统需要开发工具和环境l 由于其本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。l 这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。l 开发时往往有主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。 1.3 嵌入式处理器嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器，因此学习、研究和开发嵌入式系统就要从嵌入式处理器入手，掌握以处理器为核心的
15、SOC芯片应用为硬件平台的知识，在次基础上进行嵌入式操作系统及应用软件的开发，形成完成的软硬件协同应用技术平台。1.3.1 嵌入式微处理器分类 图1.1（1）嵌入式微控制器l 嵌入式微控制器的典型代表是单片机，这种位的电子器件目前在嵌入式设备中仍然有着极其广泛的应用。l 单片机芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各种必要功能和外设l 微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。l 微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器（2）嵌入式DSP处理器l DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应
