ＡＲＭ开发与应用
中文核心期刊《微计算机信息＞（嵌入式与ＳＯＣ）２００７年第２３卷第３—２期
文章编＂号：１００８－０５７０（２００７）０３—２—０１３４—０３
ＡＲＭ嵌入式系统中双口ＲＡＭ的驱动开发及应用
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｒｉｖｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄｕａｌ－ｐｏｒｔ
ＲＡＭ
ｉｎｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ
（１．中国科学院声学研究所；２．中国科学院研究生院）张震１，２李淑秋１
ＺＨＡＮＧＺＨＥＮ
ＬＩＳＨＵＱＩＵ
摘要：基于ＡＲＭ的ＲＩＳＣ处理器广泛应用于各种数字系统中．本文以ＡＴ９１ＲＭ９２００为系统平台，设计了一种基于双口ＲＡＭ的
实时数据接口，针对双口ＲＡＭ的“乒乓”传输方式在Ｌｉｎｕｘ２．６下设计并开发了其驱动程序，最终实现了数据源与处理器问不
间断、快速的数据传输。
关键词：嵌入式系统；双端口ＲＡＭ；Ｌｉｎｕｘ２．６；驱动程序中图分类号：１．１Ｂ鹞．１文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＲＩＳＣｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎ
ＡＲＭ
ａｒｅ
ｗｉｌｄｌｙ
ｕｓｅｄｉｎｖａｒｉｏｕｓｄｉｇｉｔａｌｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｔｏｏｋ
ＡＴ９１ＲＭ９２００
ａｓ
ｓｙｓｔｅｍｐｌａｔ?
ｆｏｒｍ，ａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄ
ａ
ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｄａｔａｉｎｔｅｒｆａｃｅｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｄｕａｌ－ｐｏｒｔ
ＲＡＭ（ＤＰＲＡＭ），ａｎｄ
ａｌｓｏ
ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｈｅｄｒｉｖｅｒｆｏｒＬｉｎｕｘ２．６
ｔｏ
ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅ“Ｐｉｎｇ－Ｐｏｎｇ”ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅＤＰＲＡＭ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｃｏｎｔｉｎｕｅｓａｎｄｆａｓｔ
ｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｄａｔａｓｏｕｒｃｅ
ａｎｄ
ｐｒｏｃｅｓｓｏｒＷａｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｌｎｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ。ｄｕａｌ－ｐｏｒｔＲＡＭ，Ｌｉｎｕｘ２．６，ｄｒｉｖｅｒ
１引言
基于ＡＲＭ技术的３２位ＲＩＳＣ处理器由于具有高性能、高集成、低功耗、外设丰富、指令精简的优点广泛应用于各种嵌入式系统中。在很多嵌入式应用场合中，需要处理器间进行实时高速不问断的数据传输，传统的传输方式或者速度不够，或者容易受外界干扰，或者容易丢失数据。因此我们常采用双端口
ＲＡＭ（Ｄｕａｌ—Ｐｏｒｔ
ＲＡＭ即ＤＰＲＡＭ）作为数据传输的桥梁。由于其
接口简单，使用方便，此类芯片已经广泛应用于嵌入式领域，为
处理器间的通信提供了很好的解决方案。本文在ＡＴ９１ＲＭ９２００处理器平台的基础上，通过双口ＲＡＭＣＹ７Ｃ０２７与数据源进行通信，并描述了在嵌入式Ⅱｎｕｘ２．６中其驱动程序的开发过程。
２模块整体架构
在本文应用中，ＡＲＭ作为主控制器，ＤＰＲＡＭ作为ＡＲＭ处
理器与前端数据源之间的通信桥梁。数据源端从传感器获得数
据，通过ＣＰＬＤ产生读写时序写入ＤＰＲＡＭ中的两个区，ＡＲＭ
以“乒乓”方式进行读取后对数据重新封装。通过以太网发送到
远端处理机。
ＡＴ９１Ｒ＿Ａｄ９２００
ＣＹ７Ｃ０２７
ＥＰ狮５１２
图１系统连接框图
张震：硕士研究生
另一方面，ＡＲＭ从以太网获得远端处理机下达的命令，解析后通过ＤＰＲＡＭ转达给前端的ＣＰＬＤ。使数据源采集端执行相应的命令。系统连接方式如图１：
ＡＲＭ处理器选用ＡＴ９１ＲＭ９２００。这是一款ＡＲＭ９２０Ｔ核心的处理器，工作时钟１８０ＭＨｚ时可达到２００ＭＩＰＳ。它拥有以太网
控制器等丰富的外设，比较适合本文的应用。
本应用选用的ＣＹ７Ｃ０２７是ＣＹＰＲＥＳＳ公司采用０．３５一ｍｉ—ｃｒｏｎＣＭＯＳ工艺生产的一款高性能３２Ｋ
Ｘ
１６ｂｉｔ双端口静态
ＲＡＭ。ＣＹ７Ｃ０２７的两个端口各有一套控制线（ｎＣＥ片选，ｎＯＥ输出使能，Ｒ／Ｗ读写信号）控制两个端口独立地对片上资源进行访问。最高的两个地址（７ＦＦＥ和７ＦＦＦ）作为左右两端的邮箱。当左端向右端邮箱７ＦＦＦ写入１６ｂｉｔ“信件”时，在右端产生ＩＮＴ中断信号；当右端读取邮箱时，中断信号被清除。同理，右端也可以写左端邮箱７ＦＦＥ使左端产生中断信号。利用这种机制就可以方便地实现左右端口的信息交流。
３
ＣＹ７Ｃ０２７的驱动开发
３．１驱动程序功能概述
为了在Ｌｉｎｕｘ２．６操作系统下实现本文所述的功能，必须为阿尔泰嵌入式开发板、嵌入式工控板、核心板
嵌入式开发板：包含ＡＲＭ７、ＡＲＭ９、Ｘｓｃａｌ、ＣＰＵ为核心的教学开发板和企业评估板：
嵌入式工控板：以工业级嵌入式微控制器为核心的数据采集和现场控制、远程通讯为一体的高端工业控制产品。
核心板：提供模块化构建嵌入式系统、快速开发、轻松定制。公司目前已形成以产品为主导。以技术服务为支撑的产品研发、销售、服务体系。
一１３４—３６０元，年邮局订阅号：８２－９４６
万方数据
ＡＲＭ开发与应用
ＣＹ７Ｃ０２７提供一个驱动程序。在Ｈｎｕｘ中，所有的硬件设备都
针；ＳＡＩＮＴＥＲＲＵＰＴ表示这是一个“快速”中断处理例程，它运像常规文件一样看待，它们可以使用和操作文件相同的，标准
行在中断禁用的状态下。这样做是因为并没有其他设备共享的系统调用来进行打开、关闭和读写。用户程序通过相应的系ＩＲＱＯ；”＠ｒａｍ”表示中断的拥有
者，这可以：［！Ｅ／ｐｍｅ／ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｓ中显统调用来访问硬件设备，设备驱动程序的作用正是为这些系统示；最后的ＮＵＬＬ表示没有强制使用共享方式。在装载驱动模块
调用提供接口。对于本应用，驱动程序实现的主要功能有：读时进行的注册和申请，必须在卸载模块时注销。即在ｄｐｒ砌＿ｅｘｉｔ
ＤＰＲＡＭ数据至用户空间、把用户空间的数据写入ＤＰＲＡＭ、把
函数中执行ｕｎｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ｃｈｒｄｅｖ和ｆｒｅｅ＿ｉｒｑ来释放资源。
用户空间的命令写入ＤＰＲＡＭ右端邮箱以及响应ＤＰＲＡＭ产生
３．２．３虚拟地址资源的分配
的中断并唤醒读进程。驱动程序整体结构框图见图２。具体的在Ｌｉｎｕｘ中，无法直接访问某一物理地址空间，而是必须访
ｆｉｌｅ＿ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ结构被初始化为：ｓｔｒｕｃｔ
ｆｉｌｅ＿ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ
问经过映射的虚拟地址。在ｄｐｒａｍ＿ｏｐｅｎ例程中实现了物理地
ｄｐｒａｍ＿ｆｏｐｓ＝｛
址到虚拟地址的映射，这个工作在每次打开设备时执行。对于
．ｏｗｎｅｒ＝ＴＨＩＳ＿ＭＯＤＵＬＥ，
．ｒｅａｄ＝＠ｒａｍｒｅａｄ｜｜甩｜产读ＤＰＲＡＭ接Ｅｌ，
．ｗｒｉｔｅ＝ｄｐｒａｍ＿ｗｒｉｔｅ，／／用户写ＤＰＲＡＭ接口．ｉｏｃｔｌ＝ｄｐｒａｍ＿ｉｏｅｔｌ，＂吊产弋：传命令摄１２Ｉ
．ｏｐｅｎ＝ｄｐｒａｍ＿ｏｐｅｎ，
／／打开ＤＰＲＡＭ设备
．ｒｅｌｅａｓｅ＝ｄｐｒａｍ
ｒｅｌｅａｓｅ，ｌ；朕闭ＤＰＲＡＭ设备
麟ｉｒｉｔ却瞅ｔ＝ａｉ瓣；编ｉｉ籀！卜｝
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ｄｐ矾．ｏｐ蛆｝址资疆ｉ；址哦射ｊ
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序
盖兽掌妻ｋｌ嚣放地址资摆｝一
÷ｅｋａ州－一
黜一嚣ｉ蒜蚪
奠件层
驱动层
Ｏｓ层
应用层
图２驱动程序整体结构框图（箭头表示控制流）３．２设备初始化
在使用设备之前，要对设备进行初始化。包括配置ＡＲＭ接口寄存器、注册设备、申请中断和分配虚拟地址资源。其中配置寄存器和注册申请工作在模块加载的时候在ｉｎｉｔ＿ｄｐｒａｍ中实现，而分配资源的工作在每次打开设备的时候在ｄｐｒａｍ＿ｏｐｅｎ中实现。
３．２．１配置接口寄存器
ＡＴ９１ＲＭ９２００具有一个ＥＢＩ（夕ｂ部总线接口）可以方便地连接各种存储设备。ＤＰＲＡＭ属于静态存储器，可以使用ＥＢＩ接口中的ＳＭＣ（静态存储器控制器）来控制读写。根据ＡＴ９１ＲＭ９２００的地址空间分配，ＤＰＲＡＭ由片选信号ＣＳ４使能，起始地址为
０ｘＳ０００００００。因此在初始化程序ｉｎｉｔ＿ｄｐｒａｍ中，设置ＡＲＭ的
ＥＢＬＣＳＡ（片选任务寄存器１的ＣＳ４段为静态存储器功能。配置ＥＢＩ＿ＳＭＣ２＿ＣＳＲ（片选寄存器４），设定适当的等待周期数（１个周期）和总线宽度（１６位），便可以利用ＣＳ４选中ＤＰＲＡＭ，ＳＭＣ根据设置产生读写波形。
３．２．２注册设备与申请中断
在初始化程序ｉｎｉｔ＿＿ｄｐｒａｍ中。我们用ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ｅｈｒｄｅｖ将ＤＰＲＡＭ注册为一个字符型设备。为了实现命令传递，ＤＰＲＡＭ的左端口ＩＮＴ脚连接到了ＡＴ９１ＲＭ９２００的ＩＲＱＯ脚。因此我们
还必须为设备申请相应的中断资源。使用如下函数：
ｍｙｉｒｑ＝ｒｅｑｕｅｓｔ＿ｉｒｑ（ＡＴ９１ＣＩＤ
ＩＲＱ０，ｄｐｒａｍ＿ｉｎｔｅｒｍｐｔ，ＳＡ＿ＩＮＴＥＲＲＵＰＴ，’’ｄｐｒａｍ”，ＮＵＬＬ）；
其中ＡＴｇｌＣ＿ＩＤＩＲＱ０是ＡＴ９１ＲＭ９２００中ＩＲＱ０所对应的中断号；＠ｒａｍ＿ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ是我们自己编写的中断处理函数的指
所需要用到的地址资源和数据结构定义如下：
＃ｄｅｆｉｎｅＤＰＲＡＭ＿ＳＩＺＥ
０ｘ１００００／／ＤＰＲＡＭ划、为３２ｋ乘１６位
＃ｄｅｆｉｎｅＤＰＲＡＭ＿ＢＡＳＥ＿ＡＤＤＲ０ｘＳ０００００００
ｕ１６
ｂａｎｋｆｌａｇ＝０ｘ００００；／／ＤＰＲＡＭ分区标志
ｕ１６＊ｒｅｍａｐｂｕｆ；
，／经过映射的虚拟地址
在ｄｐｒａｍ＿ｏｐｅｎ中使用ｒｅｍａｐｂｕｆ
＝ｉｏｒｅｍａｐ
（ＤＰＲＡＭ＿ＢＡＳＥ＿ＡＤＤＲ，ＤＰＲＡＭ＿ＳＩＺＥ）；进行物理地址到虚拟地址的映射。此后就可通过访问虚拟地址ｒｅｍａｐｂｕｆ来读写实际的
ＤＰＲＡＭ空间了。
３．３中断处理及乒乓操作机制
为了实现数据的实时传输，保证数据读取的连续性，防止因ＤＰＲＡＭ两端设备速度不一致而产生冲突或丢失数据。系统采用了“乒乓操作”的读取机制。将ＤＰＲＡＭ的空间分为两个区：ｂａｎｋｌ和ｂａｎｋ２。其中ｂａｎｋｌ的起始地址为ｒｅｍａｐｂｕｆ，ｂａｎｋ２为ｒｅｍａｐ－ｂｕｆ＋０ｘ４０００。根据数据帧格式的要求定义每个分区的大小为２７ＫＢｙｔｅ。具体的“乒乓操作”是这样的：右端数据源先向ｂａｎｋｌ写数据．写满２７ＫＢ后再向左端邮箱７ＦＦＥ写０ｘ０００１．左端因而产生中断信号（左ＩＮＴ变低）。ＡＲＭ响应ＩＲＱ０的中断，读取７ＦＦＥ的内容（ＩＮＴ变高），得知ｂａｎｋｌ已满，便唤醒读进程从ＤＰＲＡＭ的ｂａｎｋｌ读取数据并写入用户缓冲区。右端在写完左端邮箱后立刻开始写ｂａｎｋ２直至写满后再次向７ＦＦＥ写０ｘ０００２。左端再次产生中断。和前面一样，ＡＲＭ再次响应中断，唤醒读进程读取ｂａｎｋ２并写入用户缓冲区。如此往复。在初始化模块的时候，我们已经指定中断处理函数为ｄｐｒａｍ＿ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ。为了减少花费在中断响应中的时间，此函数应尽可能短小。中断处理程序首先读取ＤＰＲＡＭ的左端邮箱７ＦＦＥ到ｂａｎｋｆｌａｇ，一方面清除了中断信号，
另一方面得知下一步该从哪一个区读取。接着就唤醒等待队列，
以便让休眠的读进程开始读取数据。最后退出中断：
ｗａｋｅ＿ｕｐ＿ｉｎｔｅｒｍｐｔｉｂｌｅ（＆ｄｐｒａｍｑｕｅｕｅ）；
ｒｅｔｕｒｎＩＲＱ＿－ＨＡＮＤＬＥＤ；
其中ｄｐｒ锄＿ｑｕｅｕｅ是用ＤＥＣＬＡＲＥ＿ＷＡⅡ乙ＱＵＥＵＥ＿ＨＥＡＤ
（ｄｐｒａｍ＿ｑｕｅｕｅ）初始化的等待队列。
３．４用户读写接口
系统作为数据传输系统，按照应用要求，主要是从ＤＰＲＡＭ中读取数据，但是为了调试方便，本驱动程序中也实现了写操作：ｄｐｒａｍ＿ｗｒｉｔｅ。其作用就是利用ｃｏｐｙｆｒｏｍ＿ｕｓｅｒ把用户空间缓冲区中的数据写到ＤＰＲＡＭ中的某个地址。实现起来相对简单。而读取数据操作考虑到“乒乓”操作机制，实现起来相对复杂。
ｄｐｒａｍ＿＿ｒｅａｄ函数开头先进入休眠状态，直到被中断处理例程唤
醒。被唤醒后的读进程根据４．３中描述的方法判断该从哪个区读取数据。直接用ｃｏｐｙｔｏ＿ｕｓｅｒ将数据从ＤＰＲＡＭ中读出后写入用户缓冲区。用户程序调用以太网发送进程将数据发送至以
＠嘲霸邮局订眠８２舢３６０
７Ｌ／－ｉｆ－＿１３５—
万方数据
ＡＲＭ开发与应用
中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００７年第２３卷第３－２期
太网。用户程序如果没有从网络得到处理机下达的指令，则再作者简介：张震，（１９８１一），男，中国科学院声学研究所，信号与信次调用读进程进入休眠，等待前端数据源写完另一分区。用户
息处理专业，在读硕士研究生。研究方向：嵌入式系统，Ｅ—ｍａｉｌ：
读接口和中断处理程序流程图如图３
ｚｈａｎｇｚｈｅｎ０４＠ｍａｉｌｓ．ｇｕｃａｓ．ａｃ．ｃｎ；李淑秋，女，中国科学院声学研
图３用户读接口和中断处理例程的程序流程图
３．５用户命令接口
本系统的另一个功能是接收处理机通过以太网下传的命令，经过解析后下达给前端数据源。因此为用户程序提供了命
令接口。由ｄｐｒａｍ＿ｉｏｅｔｌ函数实现。在用户空间则利用系统调用
ｉｎｔ
ｉｏｃｔｌ（ｉｎｔｆｄ，ｕｎｓｉｇｎｅｄ
ｌｏｎｇ
ｃｍｄ，…）把命令ｃｍｄ传递到驱动模
块中。利用一个ｓｗｉｔｃｈ…ｃａｓｅ…分支语句来区分不同的命令编
号。在本应用中，所有的命令执行过程都一样：ＡＲＭ写ＤＰＲＡＭ的右端邮箱７ＦＦＦ。写的内容是根据命令进行的编码。例如传递ＲＥＳＥＴ命令则向邮箱写Ｏｘ００００：传递ＣＭＤｌ命令则写０ｘ０００１；传递ＣＭＤ２命令写０ｘ０００２……以此类推。写入邮箱后，在
ＤＰＲＡＭ右端产生中断信号，前端数据源ＣＰＬＤ响应此中断，读取右端邮箱获得命令编码，进而执行相应的命令。这样便完成了命令下达的功能。
４结论
在基于ＡＴ９１ＲＭ９２００处理器的数据传输系统中，使用ＣＹ７Ｃ０２７作为前端数据源与ＡＲＭ处理器之间的数据桥梁。采用“乒乓操作”的工作方式，实现了快速、持续的数据传输。同时能够及时准确地将命令下达给前端数据源。最终驱动程序可以加载和正常工作，经联网测试系统数据传输速度可达５０Ｍｂｐｓ，
达到了预期的效果。
本文作者的创新点：以ＡＴ９１ＲＭ９２００处理器为平台。设计
了一种基于双口ＲＡＭ的实时数据接口，采用对双端口ＲＡＭ的“乒乓操作”来实现数据源与处理器间持续、可靠、高速数据交
换，并针对这种操作方式开发了双端口ＲＡＭ在Ｌｉｎｕｘ２．６内核
下的驱动程序。参考文献：
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Ｒｅｖ．８Ｃ
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ＭｉｃｒｏｃｏｎｔｍｌｌｅｒＤＡＴＡＳＨＥＥＴ
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ｓｔｕｄｅｎｔ
ｍａｊｏｒ
ｉｎ
ＳｉｇｎａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｃｏｕｓｔｉｃｓ
ｏｆＣＡＳ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎ：ＥｍｂｅｄｄｅｄＳｙｓｔｅｍ．Ｅ—ｍａｉｈｚｈａｎｇｚｈｅｎ０４＠ｍａｉｌｓ．ｇｕｃａｓ．ａｃ．ｃｎ．Ｌｉ，Ｓｈｕｑｉｕ，ｆｅｍａｌｅ，ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｆｅｓｓｏｒｏｆＩｎｓ
ｔｉｔｕｔｅｏｆＡｃｏｕｓｔｉｃｓ
ｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，
ｍｓｅａｒｃｈｄｉｒｅ
ｃｔｉｏｎ：ＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＡｃｏｕｓｔｉｃｓＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．
（１０００８０北京中国科学院声学研究所１张震李淑秋（１０００８０北京中国科学院研究生院）张震
通讯地ｉｌＥ：（１０００８０北京中国科学院声学研究所）张震
（收稿１３期：２００７．１．２３）（修稿日期：２００７．２．２５）
（Ｅ接第１３３页）
采用差动输入方式组成８路转换通道，单片机运行后由定时中
断进行数据采集。Ｃ８０５１Ｆ０２０将采集的数据通过ＲＳ－－４８５接口
传送给上位机，在传送期间波特率必须和ＰＣ机设置的波特率
保持一致，否则不能正确接收。在测量过程中，整个系统工作稳定，数据可以得到“准”实时的显示。
本文作者的创新点就是能够把液压系统参数中的功率Ｐ实时显示出来．而在以往的液压显示设备中只能分别显示液体
的压力Ｐ和流量ｑ，然后再用公式Ｐ＝ｐｑ计算液压功率，比较麻烦；而且Ｃ８０５１Ｆ０２０芯片集成了大量的外设和１０口资源，在设计系统时，只需使用少量的外围芯片便可完成所需的功能。简化了＿硬件电路设计，节省了电路板空间，缩小了产品的体积，因而本系统有很广阔的应用前景。
参考文献：
『１］Ｃ８０５１Ｆ０２０／１／２／３混合信号ＩＳＰＦＬＡＳＨ微控制器数据手册［２］鲍可进，Ｃ８０５１Ｆ单片机原理及应用，北京，中国电力出版社，
２００６．１
［３】童长飞，Ｃ８０５１Ｆ系列单片机开发与Ｃ语言编程，北京，北京
航空航天大学出版社．２００５．１
［４］宋威，基于Ｃ８０５１Ｆ的ＳＭＢｕｓ实现智能测温系统，【Ｊ】微计算机信息，２００５，１２—２：Ｐ４４—４６
［５】员天佑，基于单片机的多路信号异步采集技术，［Ｊ】微计算机信息，２００６，４—２：Ｐ４４－４５
作者简介：刘金英，女，（１９８０．３一），汉族，硕士研究生，专业：测试计量技术与仪器，Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｊｙ＿０３１３＠１６３．ｃｏｍ；李建朝，男，１９５４
生，副教授，硕士生导师，研究领域：单片机与智能系统控制。
Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＬｉｕＪｉｎ－ｙｉｎｇ，ｆｅｍａｌｅ，（１９８０．３－），ｔｈｅＨａｎｎａｔｉｏｎａｌｉ＂一
ｔｙ，Ｔｈｅ
ＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｅａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ
ｏｆＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＬｉＪｉａｎ—ｃｈａｏ．
ｍａｌｅ，（１９５４－），ａｓｓｏｃｉａｔｅｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，ｔｈｅ
ｍｅｎｔｏｒｏｆ
ｍａｓｔｅｒ，ｔｈｅ
ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ
ａｒｅａｉｓｓｉｎｄｅｃｈｉｐａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．．
（４７１００３洛阳河南科技大学机电工程学院）刘金英李建朝郑彦义张朝亮
通讯地址：（４７１００３河南省洛阳市西苑路鹌号河南科技大学校
本部４７１信箱）刘金英
（收稿日期：２００６．１２．１７）（修稿日期：２００７．１．１５）
一１３６—３６０元，年邮局订阅号：８２—９４６
万方数据
ARM嵌入式系统中双口RAM的驱动开发及应用
作者：张震，李淑秋， ZHANG ZHEN， LI SHUQIU
作者单位：张震,ZHANG ZHEN(100080,北京,中国科学院声学研究所;100080,北京,中国科学院研究生院，李淑秋,LI SHUQIU(100080,北京,中国科学院声学研究所刊名：微计算机信息
英文刊名：CONTROL & AUTOMATION年，卷(期：2007,23(8被引用次数：
1次
参考文献(5条
1. 王多智嵌入式Linux下SRAM驱动程序的开发原理及应用[期刊论文]-微计算机信息 2005(05
2. Johnson M K;Troan E W;武延军;郭松柳 Linux应用程序开发2005
3. Corbet J;魏永明 Linux设备驱动程序 2005
4. ATMEL AT91RM9200 Microcontroller DATASHEET
5. CYPRESS Document #:38-06042 Rev.*C CY7C027/28 DATASHEET
引证文献(1条
1. 李劲松. 王子斌一种数字存储示波器显示电路的设计与应用[期刊论文]-信息与电子工程 2010(2
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嵌入式系统设计与应用 本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 课程名称：课程名称：嵌入式系统设计与应用 总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12 36学时12学时总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12学时教材：嵌入式系统设计教程》教材：《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书：参考书：1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石．ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石．《ARM嵌入式系统教程》．机械工业出版2008年社．2008年9月 1 课程内容 绪论：绪论： 1）学习嵌入式系统的意义2）高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计（实验课）3）嵌入式系统设计（实验课）内容安排 第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介 第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍 第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计 概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统
arm9嵌入式课后答案 【篇一：arm嵌入式系统结构与编程习题答案(全)】ass=txt>第一章绪论 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：国内嵌入式行业一个普遍认同的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗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是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的剪裁利用。因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而“量身定做”的专业计算机系统。 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。intel公司1971年开发出第一片具有4位总线结构的微处理器4004，可以说是嵌入式系统的萌芽阶段。80年代初的8051是单片机历史上值得纪念的一页。20世纪80年代早期，出现了商业级的“实时操作系统内核”，在实时内核下编写应用软件可以使新产品的沿着更快，更节省资金。20世纪90年代实时内核发展为实时多任务操作系统。步入21世纪以来，嵌入式系统得到了极大的发展。在硬件上，mcu的性能得到了极大的提升，特别是arm技术的出现与完善，为嵌入式操作系统提供了功能强大的硬件载体，将嵌入式系统推向了一个崭新的阶段。 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操作系统是针对嵌入式微控制器的特点而量身定做的一种linux操作系统，包括常用的嵌入式通信协议和常用驱动，支持多种文件系统。主要有以下特点：源码开放，易于移植，内核小，功能强大，运行稳定，效率高等。 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。
嵌入式软件开发流程 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。 图1.1 嵌入式系统开发流程图 在系统总体开发中，由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密，往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现，因此需要进行处理器选型，以更好地满足产品的需求。另外，对于有些硬件和软件都可以实现的功能，就需要在成本和性能上做出抉择。往往通过硬件实现会增加产品的成本，但能大大提高产品的性能和可靠性。 再次，开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。比如，对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式Linux，对实时性要求非常高的产品可以选择Vxworks等。
1.2 嵌入式软件开发概述 嵌入式软件开发总体流程为图4.15中“软件设计实现”部分所示，它同通用计算机软件开发一样，分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一，故没有分开画出。 由于在嵌入式软件开发的工具非常多，为了更好地帮助读者选择开发工具，下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。 嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分，比如在需求分析阶段，可以选择IBM的Rational Rose等软件，而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior（下面要介绍的ADS 的一个工具）等，在调试阶段所用的Multi-ICE等。同时，不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具，比如Vxworks有集成开发环境Tornado，WindowsCE的集成开发环境WindowsCE Platform等。此外，不同的处理器可能还有对应的开发工具，比如ARM的常用集成开发工具ADS、IAR和RealView等。在这里，大多数软件都有比较高的使用费用，但也可以大大加快产品的开发进度，用户可以根据需求自行选择。图4.16是嵌入式开发的不同阶段的常用软件。 图1.2 嵌入式开发不同阶段的常用软件 嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分，其中又可以分为编译和调试两部分，下面分别对这两部分进行讲解。 1．交叉编译 嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。在第3章中已经提到，编译的最主要的工作就在将程序转化成运行该程序的CPU所能识别的机器代码，由于不同的体系结构有不同的指令系统。因此，不同的CPU需要有相应的编译器，而交叉编译就如同翻译一样，把相同的程序代码翻译成不同CPU的对应可执行二进制文件。要注意的是，编译器本身也是程序，也要在与之对应的某一个CPU平台上运行。嵌入式系统交叉编译环境如图4.17所示。
《嵌入式系统设计与应用》课程设计 题目嵌入式系统的实践教学探讨 1．嵌入式系统设计与应用课程的内容概述 1.1 内容概述 本课程适用于计算机类专业，是一门重要的专业课程。它的任务是掌握嵌入式系统的基本概念；掌握嵌入式处理器 ARM 体系结构，包括ARM总体结构、存储器组织、系统控制模块和I/O外围控制模块；掌握ARM指令集和Thumb指令集；掌握ARM汇编语言和C语言编程方法；了解基于ARM 的开发调试方法。它的目的是了解和掌握嵌入式处理器的原理及其应用方法。 1）介绍嵌入式系统开发的基础知识，从嵌入式计算机的历史由来、嵌入式系统的定义、嵌入式系统的基本特点、嵌入式系统的分类及应 用、嵌入式系统软硬件各部分组成、嵌入式系统的开发流程、嵌入 式技术的发展趋势等方面进行了介绍，涉及到嵌入式系统开发的基 本内容，使学生系统地建立起的嵌入式系统整体概念。 2）对ARM技术进行全面论述，使学生对ARM技术有个全面的了解和掌握，建立起以ARM技术为基础的嵌入式系统应用和以ARM核为基础 的嵌入式芯片设计的技术基础。 3）ARM指令系统特点，ARM 指令系统，Thumb 指令系统，ARM 宏汇编，ARM 汇编语言程序设计，嵌入式 C 语言程序设计。 1.2实践教学探讨 在IEEE 计算机协会2004年6月发布的Computing Curricula Computer Engineering Report， Ironman Draf t 报告中把嵌入式系统课程列为计算机工程学科的领域之一，把软硬件协同设计列为高层次的选修课程。美国科罗拉多州立大学“嵌入式系统认证”课程目录包括实时嵌入式系统导论、嵌入式系统设计和嵌入式系统工程训练课程。美国华盛顿大学嵌入式系统课程名称是嵌入式系统
ARM的嵌入式Linux应用程序开发设计 嵌入式系统已经渗透到人们工作、生活中的各个领域，嵌入式处理器已占分散处理器市场份额的94％。而嵌入式Linux系统也蓬勃发展，不仅继承了Linux 源码开放、内核稳定高效、软件丰富等优势，还具备支持广泛处理器结构和硬件平台、占有空间小、成本低廉、结构紧凑等特点。1ARM处理器及开发板在嵌入式领域，ARM已取得了极大的成功，造就了IP核商业化、市场化的神话。据统计，全球有103家巨型IT公司在采用ARM技术，20家最大的半导体，一 嵌入式系统已经渗透到人们工作、生活中的各个领域，嵌入式处理器已占分散处理器市场份额的94％。而嵌入式Linux系统也蓬勃发展，不仅继承了Linux源码开放、内核稳定高效、软件丰富等优势，还具备支持广泛处理器结构和硬件平台、占有空间小、成本低廉、结构紧凑等特点。 1 ARM处理器及开发板 在嵌入式领域，ARM已取得了极大的成功，造就了IP核商业化、市场化的神话。据统计，全球有103家巨型IT公司在采用ARM技术，20家最大的半导体，一商中有19家是ARM的用户。ARM系列芯片已经被广泛的应用于移动电活、手持式计算机以及各种各样的嵌入式应用领域，成为世界上销量最大的32位微处理器。ARM已成为业界实际的RISC芯片标准。 ARM系列处理器根据各自特点应用于不同领域。从应用的角度上ARM芯片选择的一般原则：MMU；处理器速度；内置存储器容量；USB接口；GPIO数量；中断控制器；IIS(integrate interface ofsound)音频接口；nWAIT信号； RTC(real timeclock)；LCD控制器；PWM输出等各项指标。 本文使用的是ARM9，其性能远远高过ARM7。开发板使用的是广州斯道信息技术有限公司的开发板，中央处理器是三星公司的S3C2410。ARM9具有以下特点：5级流水线；采用哈佛结构；高速缓存和写缓存的引入；支持MMU。 2 嵌入式Linux系统 嵌入式操作系统是嵌入式应用软件的基础和开发平台，它的出现解决了嵌入式软件开发标准化的难题。嵌入式系统具有操作系统的最基本的功能。目前主流的嵌入式系统有以下儿种：Linux、VxWorks、QNX、Windows CE、Palm OS。 嵌入式Linux操作系统具有一些独特的优势：层次结构及内核完全开放；强大的网络支持功能；具备一整套工具链；广泛的硬件支持特性。 嵌入式Linux系统有很多种。本文使用的是Red Hat9操作系统。 在安装有Windows和Linux双系统的PC上，系统会以Linux的GRUB作为引导装入器来选择启动二者。此时若直接删除Linux分区，会导致系统无法启动
从软件工程的角度来说，嵌入式应用软件也有一定的生命周期，如要进行需求分析、系统设计、代码编写、调试和维护等工作，软件工程的许多理论对它也是适用的。 但和其他通用软件相比，它的开发有许多独特之处： ·在需求分析时，必须考虑硬件性能的影响，具体功能必须考虑由何种硬件实现。 ·在系统设计阶段，重点考虑的是任务的划分及其接口，而不是模块的划分。模块划分则放在了任务的设计阶段。 ·在调试时采用交叉调试方式。 ·软件调试完毕固化到嵌入式系统中后，它的后期维护工作较少。 下面主要介绍分析和设计阶段的步骤与原则： 1、需求分析 对需求加以分析产生需求说明，需求说明过程给出系统功能需求，它包括：·系统所有实现的功能 ·系统的输入、输出 ·系统的外部接口需求（如用户界面） ·它的性能以及诸如文件/数据库安全等其他要求 在实时系统中，常用状态变迁图来描述系统。在设计状态图时，应对系统运行过程进行详细考虑，尽量在状态图中列出所有系统状态，包括许多用户无需知道的内部状态，对许多异常也应有相应处理。 此外，应清楚地说明人机接口，即操作员与系统间地相互作用。对于比较复杂地系统，形成一本操作手册是必要的，为用户提供使用该系统的操作步骤。为使系统说明更清楚，可以将状态变迁图与操作手册脚本结合起来。
在对需求进行分析，了解系统所要实现的功能的基础上，系统开发选用何种硬件、软件平台就可以确定了。 对于硬件平台，要考虑的是微处理器的处理速度、内存空间的大小、外部扩展设备是否满足功能要求等。如微处理器对外部事件的响应速度是否满足系统的实时性要求，它的稳定性如何，内存空间是否满足操作系统及应用软件的运行要求，对于要求网络功能的系统，是否扩展有以太网接口等。 对于软件平台而言，操作系统是否支持实时性及支持的程度、对多任务的管理能力是否支持前面选中的微处理器、网络功能是否满足系统要求以及开发环境是否完善等都是必须考虑的。 当然，不管选用何种软硬件平台，成本因素都是要考虑的，嵌入式Linux 正是在这方面具有突出的优势。 2、任务和模块划分 在进行需求分析和明确系统功能后，就可以对系统进行任务划分。任务是代码运行的一个映象，是无限循环的一段代码。从系统的角度来看，任务是嵌入式系统中竞争系统资源的最小运行单元，任务可以使用或等待CPU、I/O设备和内存空间等系统资源。 在设计一个较为复杂的多任务应用系统时，进行合理的任务划分对系统的运行效率、实时性和吞吐量影响都极大。任务分解过细会不断地在各任务之间切换，而任务之间的通信量也会很大，这样将会大大地增加系统的开销，影响系统的效率。而任务分解过粗、不够彻底又会造成原本可以并行的操作只能按顺序串行执行，从而影响系统的吞吐量。为了达到系统效率和吞吐量之间的平衡折中，在划分任务时应在数据流图的基础上，遵循下列步骤和原则：
嵌入式课程设计报告 学院信息电子技术 专业通信工程 班级 学号 姓名 指导教师 2017年07月01日
基于ARM9的人脸识别系统 一、引言 人脸识别背景和意义 人脸识别系统的研究始于20世纪60年代，80年代后随着计算机技术和光学成像技术的发展得到提高，而真正进入初级的应用阶段则在90年后期，并且以美国、德国和日本的技术实现为主；人脸识别系统成功的关键在于是否拥有尖端的核心算法，并使识别结果具有实用化的识别率和识别速度；“人脸识别系统”集成了人工智能、机器识别、机器学习、模型理论、专家系统、视频图像处理等多种专业技术，同时需结合中间值处理的理论与实现，是生物特征识别的最新应用，其核心技术的实现，展现了弱人工智能向强人工智能的转化语音识别、体形识别等，而指纹识别、虹膜识别等都不具有自然性，因为人类或者其他生物并不通过此类生物特征区别个体。 人脸识别具有这方面的特点，它完全利用可见光获取人脸图像信息，而不同于指纹识别或者虹膜识别，需要利用电子压力传感器采集指纹，或者利用红外线采集虹膜图像，这些特殊的采集方式很容易被人察觉，从而更有可能被伪装欺骗。 二、系统设计 1、硬件电路设计 （1）ARM9处理器 本系统所采用的硬件平台是天嵌公司的TQ2440开发板，该开发板的微处理器采用基于ARM920T内核的S3C2440芯片。 ARM9对比ARM7的优势：虽然ARM7和ARM9内核架构相同，但ARM7处理器采用3级流水线的冯·诺伊曼结构，而ARM9采用5级流水线的哈佛结构。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内，在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在常用的芯片生产工艺下，ARM7一般运行在100MHz左右，而ARM9则至少在200MHz 以上。指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠，这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言，一般来说，性能的提高在30%左右。ARM7一般没有MMU(内存管理单元），（ARM720T有MMU）。 （2）液晶显示屏 为显示摄像头当前采集图像的预览，系统采用三星的320x240像素的液晶屏，大小为206.68cm。该液晶显示屏的每个像素深度为2bit，采用RGB565色彩空间。 （3）摄像头 摄像头采用市场上常见的网眼2000摄像头,内部是含CMOS传感器的OV511+芯片。CMOS传感器采用感光元件作为影像捕获的基本手段,核心是1个感光二极
ARM9嵌入式复习 第一章 1.嵌入式微处理器的分类。 a)什么是嵌入式微处理器？ 1.嵌入式微处理器是嵌入式系统硬件层的核心，嵌入式微处理器将通用CPU中许多 由板卡完成的任务集成到芯片内部，从而有利于系统设计趋于小型化、高效率和高可靠性。嵌入式微处理器大多工作在为特定用户群所专门设计的系统中。 2.嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系结构或哈佛体系结构，指令 系统可以选用精简指令系统（Reduced Instruction Set Computer，RISC）和复杂指令集系统CISC（Complex Instruction Set Computer, CISC）。 b) 嵌入式微处理器分类 1.按照系列分：ARM系列、MIPS系列、PowerPC系列。 2.按照指令复杂程度分：CISC和RISC两类 2.微处理器划分： a)嵌入式微控制器 b)嵌入式微处理器 c)DSP处理器 d)嵌入式片上系统 e)多核处理器 3.嵌入式操作系统（EOS）的特性 EOS除具备了一般操作系统最基本的任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等功能外，还具有如下特点：强实时性；支持开放性和可伸缩性的体系结构，具有可裁减性；提供统一的设备驱动接口；提供操作方便、简单、友好的图形GUI和图形界面；支持TCP/IP协议及其他协议，提供TCP/UDP/IP/PPP协议支持及统一的MAC访问层接口，提供强大的网络功能。 第二章 1.ARM7TDMI命名 2.3级流水线与总线架构
三级流水线： 流水线使用3个阶段，因此指令分为3个阶段执行 1.取指:从程序存储器中读取指令,放入流水线中 2.译码:操作码和操作数被译码,决定执行什么功能,为下一个始终周期准备数据路 径所需要的控制信号。 3.执行:执行已译码的指令 注：程序计数器（PC）指向被取指的指令，而不是指向正在执行的指令 在正常操作的过程中，在执行一条指令的同时对下一条指令进行译码，并将第三条指令从存储器中取出 3.ARM的两种状态与7种工作模式 a)两种状态。 i.ARM状态：32位，这种状态下执行的是字方式的ARM指令； ii.Thumb状态：16位，这种状态下执行半字方式的Thumb指令。 注：两个状态之间的切换并不影响处理器模式或寄存器内容,可以使用BX指令切换两种状态.状态寄存器CPSR的T位反应了处理器运行不同指令的当前状态. b)7种工作模式。
《自动化技术与应用》２００９年第２８卷第６期 Techniques of Automation & Applications | 43 1 引言 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,且软硬件可裁减,是对功能、可靠性、成本、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由以下几部分组成: 嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、及特定的应用程序。 当前,人类进入信息爆炸的时代,各类信息极度丰富,数字信息技术和网络技术的高速发展,只有借助于各种计算机,才能够对各类信息进行处理,它们已不再局限于以前的PC,而是由形态各异、性能千差万别的嵌入式系统来完成。而嵌入式操作系统主要有:嵌入式Linux 、WindowsCE 、Vxworks 、uC/OS-II 等[1]。本文主要研究嵌入式Linux 在嵌入式系统中的应用。 2 嵌入式Linux 操作系统及特点 将Linux 应用于嵌入式环境,是基于其具有以下特点:(1)Linux 操作系统是层次结构,并且内核源代码完全开放。不同领域和不同层次的用户可以根据自己应用的需要,对内核进行修改,能够低成本的开发出满足自己需要的嵌入式系统。(2)其具有强大的网络支持功能。Linux 诞生于因特网时代,并具有 ARM9上的嵌入式Linux 系统移植 邹颖婷,李绍荣 (电子科技大学光电信息学院，四川 成都 610054) 摘 要:Linux 操作系统在各个嵌入式领域有着越来越广泛的应用。主要研究了在ARM9体系结构上,嵌入式Linux 系统的移植。介 绍了嵌入式Linux 操作系统、移植目标平台SBC2410、及Linux 内核源代码的目录结构。然后详细讲述了在SBC2410硬件平台上实现Uboot 移植的过程,及概要介绍了Linux 操作系统内核移植的过程。最后将嵌入式Linux 系统成功移植上SBC2410平台。 关键词:ARM9;嵌入式Linux;Uboot 移植;内核移植 中图分类号:TP311.54 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2009)06-0043-03 Transplant of the Linux System on ARM9 ZOU Ying-ting, LI Shao-rong ( School of Opto-Electronic Information, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054 China )Abstract: Linux OS has been more and more widely applied in many embedded areas. This paper introduces the transplantation of the Embedded Linux System on the ARM9. The Embedded Linux OS, the SBC2410 board, and the directory structure of the Linux kernel are introduced. The transplant process of the Uboot and of the Linux kernel are also discussed. Key words: ARM9; embedded Linux; transplantation of Uboot; transplantation of the Linux kernel 收稿日期：２００９－０１－０４ Unix 的特性,这保证了它支持所有标准因特网协议,并且可以利用Linux 的网络协议栈,将其开发成为嵌入式的TCP/IP 网络协议栈。此外,Linux 还支持ext2、fat16、fat32、romfs 等文件系统,为嵌入式系统应用开发打下了很好的基础。(3)Linux 具备一整套工具链,容易自行建立嵌入式系统的开发环境和交叉运行环境,可以跨越嵌入式系统开发中仿真工具的障碍。而且,Linux 也符合IEEE POSIX.1标准,使应用程序具有较好的可移植性[2]。 3 SBC2410硬件平台介绍 SBC2410是一款基于三星公司ARM9处理器S3C2410A,支持ARM-Linux 、WindowsCE 等操作系统的嵌入式硬件平台。平台的主要硬件资源有:一片64M SDRAM,一片64M Nand Flash,一片1M Nor Flash,一个串口 COM0,一个USB Host A 型接口,一个USB Slave B 型接口,一个标准JTAG 接口,等等。平台支持Linux2.4.18内核版本。 4 嵌入式Linux 系统移植 移植主要包括引导加载程序Uboot 的移植和Linux2.4.18内 计算机应用 Computer Applications
题目（基于ARM的嵌入式软件开发的研究） 院（系）名称信息工程学院 专业名称计算机科学与技术 学生姓名易国亮 学生学号1412210248 指导老师韩贝 2017年7月2日
摘要 嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备，ARM作为一种嵌入式系统处理器，以高性能、低功耗、低成本等优点占领了大部分市场。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部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。 本文主要介绍了基于ARM-Linux的嵌入式系统的开发利用、嵌入式系统的概念、组成及嵌入式系统上的应用程序，简述了嵌入式系统的开发流程，最后预测了嵌入式系统的发展前景和发展方向。 关键词：ARM，嵌入式，Linux，嵌入式系统
Based on ARM embedded software development research Abstract Embedded system to control, monitor or auxiliary equipment, machines, or for the operation of the plant equipment, ARM processor, as a kind of embedded system, with high performance, low power consumption, low cost advantages, such as occupied most of the market. It usually consists of embedded microcontroller processor, peripheral hardware, embedded operating system and user application components, such as used to implement the control of the other devices, such as monitoring or management function. Based on ARM - Linux is mainly introduced in this paper the concept of development and utilization of the embedded system, embedded system, composition and application of embedded system, this paper expounds the development process of embedded system, finally forecasts the development prospect and development direction of the embedded system. Keywords:ARM, embedded Linux, embedded systems
移动打印终端终嵌入式系统设计方案 阅读目录 一项目概述 (2) 二系统总体架构 (2) 2.1.1 各功能部件作用 (3) 2．2．1 手持式扫描仪 (3) 2．2．2 嵌入式开发板 (4) 2．2．3 微型打印机的选型 (5) 2．2．4．远程服务器 (5) 三软/硬件设计 (5) 3．2 硬件设计 (7) 3．2．1 嵌入式开发板和扫描仪的连接 (7) 3．2．2嵌入式开发板和远程服务器的连接 (7) 3．2．3 嵌入式开发板和微型打印机的连接 (7) 四各驱动程序的设计（软件设计） (7) 4．1 打印机驱动的设计 (7) 4．1．1定义设备号和设备名 (7) 4.1.2 设备驱动初始化函数和清除函数 (8) 4．编译扫描仪制备驱动 (12) 5.加载设备 (12) 4.1.3 扫描仪驱动设计 (13) 4.1.4 网络通信模块及服务器的开发 (14) 4.1.5系统应用程序设计 (15) 五系统调试 (16)
一 项目概述 1．1 系统设计的必要性与PC 终端的比较 在信息社会中，打印终端应用非常广泛，比如超市的收银系统、图书管的借还书系统、移动营业厅的话费打印系统等场合，我们都可以看到打印终端的身影。传统打印终端通常都是由PC 加上一个微型打印机构成，这种架构的打印终端价格比较昂贵，体积庞大，移动笨拙，使用十分不方便。 随着嵌入式技术的发展，许多原来基于PC 的应用都纷纷转向基于嵌入式技术来实现。基于嵌入式技术的产品具有非常明显的优势，如价格便宜、功耗低、体积小及移动方便等。 具体到打印终端这个产品上来说，可以从下表看出基于PC 的打印终端和基于嵌入式的打印 1．2 系统的主要功能 本项目实例中拟开发的嵌入式移动打印终端是解决从数据输入、数据处理和数据输出的一体化系统，它提供下列几个功能 ● 数据录入功能：支持从扫描仪端录入数据； ● 通过网络到数据库查询； ● 数据打印功能 二 系统总体架构 嵌入式移动终端是一套完整的嵌入式应用系统，包括和硬件和软件两部分，这一节先说一下硬件方面的设计。 2．1 系统硬件组成的部件 ● 数据输入部件（手持扫描仪）—完成数据输入功能； ● 数据处理部件（嵌入式开发板和远程服务器）—完成数据处理任务 ● 数据输出部件（微型打印机）—完成数据打印功能； 各个部件之间的关系如图
作者简介 Andrew N.Sloss于1992年获得Herefordshire大学（英国）计算机科学学士学位，英国计算机协会认证注册工程师（C.Eng,MBCS）。他已在计算机行业工作了16年，从1987年开始参与有关ARM处理器的研发，在ARM处理器上开发了众多领域的应用项目，积累了丰富的经验。他为Emerald出版集团（英国）设计了首个能够在ARM2和ARM3处理器上运行的针对中文和埃及象形文字的编辑系统。他在ARM公司工作了6个多，目前是ARM在美国加州Los Gatos的技术销售工程师，负责为开发新产品的公司提供建议和支持。 编辑推荐 从事ARM嵌入式系统软件开发的每一位工程师的桌上都应摆着这本书。对于初学者来说，它是一本详尽、透彻的使用指南；对于ARM专家来说，它则是一本有益的参考书。从审阅本书的第一稿以来，我就一直在使用这本书，我愿向任何希望从基于ARM的产品获得最大收益的人推荐这本书。
在过去的10年间，ARM体系统结构已经成为世界上最流行的体系结构之一，从蜂窝电话到汽车制动系统，在这些产品中使用了超过20亿片基于ARM的处理器。许多半导体厂商和产品设计公司组成了全球范围的ARM开发者团体，包括软件开发者、系统设计师和硬件设计师。就ARM系统和软件开发来说，到目前为止，还没有其它任何一本书籍能够真正满足其需求，本书将填补这一空白。 本书涵盖了ARM和Thumb指令集、Intel的XScale处理器，概括了ARM体系结构的不同版本之间的差异，示范了如何实现DSP算法，解释了异常和中断处理，描述了围绕ARM内核的cache技术，以及最有效的存储器管理技术。最后一章介绍了ARMv6体系结构的特征和ARM未来的发展，以及对指令集所做的最新改进，这些改进增强了ARM体系结构的DSP和多媒体处理能务。 本收特色 本书从系统和软件我角度来描述了ARM内核，这是与其它书的显著差别。 作者结合了丰富的ARM软件工程经验和ARM开发者的需要的广泛、透彻的知识。 书中提供了许多实用的运行代码范例，并作了详尽的解释，可以从出版商的网站下载 ：https://www.doczj.com/doc/239452802.html,/companions/1558608745。 包含了一个简单的嵌入式操作系统。 本书简介 本书从软件设计的角度，全面、系统地介绍了ARM处理器的基本体系结构和软件设计与优化方法。内容包括：ARM处理器基础；ARM/Thumb指令集；C语言与汇编语言程序的设计与优化；基本运算、操作的优化；基于ARM的DSP；异常与中断处理；固件与嵌入式OS；cache与存储器管理 ；ARMv6体系结构的特点等。全书内容完整，针对各种不同的ARM内核系统结构都有详尽论述，并有大量的例子和源代码。附录给出了完整的ARMv4/v5/Thumb指令的功能、编码、周期定时以及汇编参考。 本书适于从事ARM嵌入式系统教学与研发，或想把其它嵌入式平台的软件移植到ARM平台上去的专业技术人员使用，要求对ARM处理器有一定的了解，并有C语言和汇编语言基础。若在编译原理、操作系统、数字信号处理、计算机体系结构等方面有一定的基础，则效果会更好。本书也可作为嵌入式系统专业方向的本科生和研究生相关课程的教材或教学参考书。 目录 第1章 基于ARM的嵌入式系统 1.1 RISC设计思想 1.2 ARM设计思想 1.3 嵌入式系统的硬件 1.3.1 ARM总线技术 1.3.2 AMBA总线协议 1.3.3 存储器 1.3.4 外设 1.4 嵌入式系统的软件 1.4.1 初始化（启动）代码 1.4.2 操作系统 1.4.3 应用程序 1.5 总结 第2章 ARM处理器基础 2.1 寄存器 2.2 当前程序状态寄存器 2.2.1 处理器模式 2.2.2 分组寄存器
基于ARM9的嵌入式Linux网络通信 系统设计与实现
随着计算机技术的发展,嵌入式系统已经成为计算机领域的一个重要组成部分。Internet现已成为社会重要的基础信息设施之一,是信息流通的重要渠道,如何让嵌入式设备连接到Internet上,和其他通信系统进行信息交换是当前嵌入式技术领域研究的热点所在。本文结合实际应用需求,详细研究实现了一种基于S3C2410平台和Linux操作系统的嵌入式网络通信系统。 1.嵌入式网络通信系统总体设计 经过大量的资料收集比较,深入地研究分析并结合现有的实验条件,我们对系统的体系结构、硬件平台和软件系统做出了以下选择: 1)目前嵌入式CPU很多,选择哪款CPU要根据自己产品的实际需要。一般而言,首先应尽量选择系统集成度高、外围电路简洁的CPU;其次,还应综合考察CPU的各项性能指标;最后,还应该考虑软硬件开发环境的建立、厂家的货源以及代理的软件支持力度。经过比较, 本设计采用三星的S3C2410微处理器。这是一款高性价比、低功耗、高集成度的CPU,基于ARM920T内核,主频最高为203MHz,专为手持设备和网络应用而设计,能满足嵌入式系统中的低成本、低功耗、高性能、小体积的要求。 图1为硬件平台的总体设计[ 1 ] 。CPU S3C2410模块是开发板的核心部件。S3C2410 在包含ARM920T核的同时,增加了丰富的外围资源,主要包括1个LCD 控制器,支持STN 和TFT液晶显示屏; 3个通道UART; 4个通道DMA; 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10位ADC,最高速率可达500kB / s;触摸屏、IIS总线、SD 卡和MMC卡接口;117位通用I/O口和24位外部中断源。存储系统包括64MB的NAND Flash存储器模块和SDRAM存储器模块; Flash用于存放嵌入式操作系统、应用程序和用户数据等,并作嵌入式文件系统; SDRAM作为系统运行时的主要区域,用于存放系统及用户数据。通信模块包括串口和以太网接口模块;以太网接口为系统提供以太网接入的物理通道, UART接口则通过RS232可以和宿主机做串口通讯。JTAG调试接口用于系统的嵌入式调试。扩展总线扩展出了系统总线供今后继续开发使用。 图1 硬件平台结构框图
嵌入式软件的开发流程 嵌入式系统是指用于执行独立功能的专用计算机系统。它由包括微处理器、定时器、微控制器、存储器、传感器等一系列微电子芯片与器件，和嵌入在存储器中的微型操作系统、控制应用软件组成，共同实现诸如实时控制、监视、管理、移动计算、数据处理等各种自动化处理任务。嵌入式系统以应用为中心，以微电子技术、控制技术、计算机技术和通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件与硬件可剪裁，以此满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求。最简单的嵌入式系统仅有执行单一功能的控制能力，比如说单片机的应用，在唯一的ROM 中仅有实现单一功能控制程序，无微型操作系统。复杂的嵌入式系统，例如个人数字助理（PDA）、手持电脑（HPC）等，具有与PC几乎一样的功能。实质上与PC的区别仅仅是将微型操作系统与应用软件嵌入在ROM、RAM 和/或FLASH存储器中，而不是存贮于磁盘等载体中。很多复杂的嵌入式系统又是由若干个小型嵌入式系统组成的。 近些年来，随着以计算机技术，通讯技术为主的信息技术的快速发展和Internet 的广泛应用，传统的控制学科正在发生变革，出现了许多新的生长点。伴随而来的一个现象是控制专业的相当多的学生在毕业后进入了计算机，通讯行业，以致有人说学控制没有用，自动化专业可以取消了。这些情况的出现使我们控制教育工作者反复思考，传统的控制应如何拓宽它的领域？控制专业应该教什么才使学生感到有用？流行的嵌入式操作系统可以分为两类：一类是从运行在个人电脑上的操作系统向下移植到嵌入式系统中，形成的嵌入式操作系统，如微软公司的Windows CE及其新版本，SUN公司的Java操作系统，朗讯科技公司的Inferno，嵌入式Linux等。这类系统经过个人电脑或高性能计算机等产品的长期运行考验，技术日趋成熟，其相关的标准和软件开发方式已被用户普遍接受，同时积累了丰富的开发工具和应用软件资源。 另一类是实时操作系统，如WindRiver 公司的VxWorks，ISI 的pSOS，QNX系统软件公司的QNX，ATI 的Nucleus，中国科学院凯思集团的Hopen嵌入式操作系统等，这类产品在操作系统的结构和实现上都针对所面向的应用领域，对实时性高可靠性等进行了精巧的设计，而且提供了独立而完备的系统开发和测试工具，较多地应用在军用产品和工业控制等领域中。Linux 是90年代以来逐渐成熟的一个开放源代码的操作系统。PC机上的Linux 版本在全球数以百万计爱好者的合力开发下，得到了非常迅速的发展。90 年代末uClinux，RTLinux 等相继推出，在嵌入式领域得到了广泛的关注，它拥有大批的程序员和现成的应用程序，是研究开发工作的宝贵资源。 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。
视听研究所 主页：论坛： 所有资料均收集于各网站。 若您认为有关资料不适合公开，请联系newvideo@https://www.doczj.com/doc/239452802.html, 我们会第一时间删除。 感谢各位网友的无私奉献和支持！ 加密时间：2008-2-1 获取更多权威电子书请登录 ARM 嵌入式系统开发综述 ARM 开发工程师入门宝典 获取更多权威电子书请登录 前言 嵌入式系统通常是以具体应用为中心，以处理器为核心且面向实际应用的软硬件系统，其硬件是整个嵌入式系统运行的基础和平台，提供了软件运行所需的物理平台和通信接口；而嵌入式系统的软件一般包括操作系统和应用软件，它们是整个
系统的控制核心，提供人机交互的信息等。所以，嵌入式系统的开发通常包括硬件和软件两部分的开发，硬件部分主要包括选择合适的MCU 或者SOC 器件、存储器类型、通讯接口及I/O、电源及其他的辅助设备等；软件部分主要涉及OS porting和应用程序的开发等，与此同时，软件中断调试和实时调试、代码的优化、可移植性/可重用以及软件固化等也是嵌入式软件开发的关键。 嵌入式系统开发的每一个环节都可以独立地展开进行详细的阐述，而本文的出发点主要是为嵌入式开发的初学者者提供一个流程参考。因为对于初学者在面对一个嵌入式开发项目的时候，往往面临着诸多困难，如选择什么样的开发平台？什么样的器件类型？在进行编译时怎样实现代码优化？开发工具该如何选择和使用？在进行程序调试时应该注意那些问题以及选择什么样的嵌入式OS 等等。希望通过本文，能帮助初学者了解有关ARM 嵌入式系统开发流程。 获取更多权威电子书请登录 目录 前言 (2) 1 嵌入式开发平台 (4) 1.1 ARM的开发平台： (4) 1.2 器件选型 (7) 2 工具选择 (11) 3 编译和连接 (13) 3.1 RVCT的优化级别与优化方向 (16) 3.2 Multifile compilation (21) 3.3调试 (22)
嵌入式软件开发流程
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嵌入式软件开发流程 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。 图1.1 嵌入式系统开发流程图 在系统总体开发中，由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密，往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现，因此需要进行处理器选型，以更好地满足产品的需求。另外，对于有些硬件和软件都可以实现的功能，就需要在成本和性能上做出抉择。往往通过硬件实现会增加产品的成本，但能大大提高产品的性能和可靠性。 再次，开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。比如，对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式Linux，对实时性要求非常高的产品可以选择Vxworks等。
1.2 嵌入式软件开发概述 嵌入式软件开发总体流程为图4.15中“软件设计实现”部分所示，它同通用计算机软件开发一样，分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一，故没有分开画出。 由于在嵌入式软件开发的工具非常多，为了更好地帮助读者选择开发工具，下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。 嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分，比如在需求分析阶段，可以选择IBM的Rational Rose等软件，而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior（下面要介绍的ADS 的一个工具）等，在调试阶段所用的Multi-ICE等。同时，不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具，比如Vxworks有集成开发环境Tornado，WindowsCE的集成开发环境WindowsCE Platform等。此外，不同的处理器可能还有对应的开发工具，比如ARM的常用集成开发工具ADS、IAR和RealView等。在这里，大多数软件都有比较高的使用费用，但也可以大大加快产品的开发进度，用户可以根据需求自行选择。图4.16是嵌入式开发的不同阶段的常用软件。 图1.2 嵌入式开发不同阶段的常用软件 嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分，其中又可以分为编译和调试两部分，下面分别对这两部分进行讲解。 1．交叉编译 嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。在第3章中已经提到，编译的最主要的工作就在将程序转化成运行该程序的CPU所能识别的机器代码，由于不同的体系结构有不同的指令系统。因此，不同的CPU需要有相应的编译器，而交叉编译就如同翻译一样，把相同的程序代码翻译成不同CPU的对应可执行二进制文件。要注意的是，编译器本身也是程序，也要在与之对应的某一个CPU平台上运行。嵌入式系统交叉编译环境如图4.17所示。