大作业设计报告书
题目：嵌入式系统原理与开发
院（系）：物联网工程学院
专业: 班级：
姓名：
指导老师：
设计时间： 10-11 学年 2 学期
20XX年5月
目录
1．目的和要求 (3)
2．题目内容 (3)
3．设计原理 (4)
4．设计步骤 (5)
4.1 交通指示灯设计 (5)
4.2 S3C44B0X I/O 控制寄存器 (6)
4.3 红绿灯过渡代码： (8)
4.4 电源电路设计 (10)
4.5 系统复位电路设计 (11)
4.6 系统时钟电路设计 (11)
4.7 JTAG 接口电路设计 (12)
4.8串口电路设计 (12)
5．引脚分类图 (13)
6．参考文献 (13)
1．目的和要求
ARM技术是目前嵌入式应用产业中应用十分广泛的先进技术，课程开设的目的在于使学生在了解嵌入式系统基础理论的前提下能够掌握ARM处理器的汇编语言和c语言的程序设计方法，掌握S3C44B0X芯片的基本硬件结构特点和接口设计方法，同时熟悉ARM开发环境，学习ARM的硬件设计和软件编程的基本方法，为今后从事相关的应用与研究打下基础。通过大作业要达到如下目的：
一、掌握ARM的开发工具使用和软件设计方法。
二、掌握ARM处理器S3C44B0X的原理和GPIO接口设计原理。
三、掌握C语言与的ARM汇编语言的混合编程方法；
四、培养学生选用参考，查阅手册及文献资料的能力。培养独立思考，深入研
究，分析问题、解决问题的能力。
五、通过课程设计，培养学生严肃认真的工作作风。
2．题目内容
题目：交通指示灯系统设计
功能描述：
1．用S3C44B0X的GPIO设计相关电路；
2．设计相关的软件并注释；
3．实现十字路口2组红、黄、绿交通灯交替显示。
编程提示：
1．交通灯可用发光二极管代替；
2．电路可部分参照实验电路；
3．时间控制可以使用软件循环编程解决。
交通指示灯，需要东西南北四个方向的红绿灯配合交替显示。以上海交通指示灯为例，绿灯向黄灯过渡时，绿灯会闪几下，然后绿灯灭，黄灯亮。红灯向绿灯过渡时，红灯亮，黄灯也一起亮，然后红、黄灯灭，绿灯亮。（红灯向绿灯过度过程如下图所示）
4.1 交通指示灯设计
交通灯电路布线图
如图4-4 所示，发光二极管红黄绿灯正极与芯片的47 脚VDD33 连接，VDD33 可以输出3.3V 的电压，负极通过限流电阻和芯片的13 脚（GPB4）、14（GPB5）等脚连接。
这些管脚分别属于端口B、端口C、端口E、端口F，已经配置为输出口。通过向PDATB、PDATC、PDATE、PDATF寄存器中相应的位写入0 或1 可以使管脚13、14等输出低电平或高电平。当13、14 等管脚输出低电平时，灯点亮；当13、14 等管脚输出高电平时，灯熄灭。
4.2 S3C44B0X I/O 控制寄存器
PDATA 寄存器地址：0X01D20004
PCONA 复位默认值：0X1FF
PDATB 寄存器地址：0X01D2000C
PCONB 复位默认值：0X7FF
PDATC 寄存器地址：0X01D20014 PUPC 寄存器地址：0X01D20018 PCONC 复位默认值：0X0FF0FFFF
PDATD 寄存器地址：0X01D20020 PUPD 寄存器地址：0X01D20024 PCOND 复位默认值：0XA
PDATE 寄存器地址：0X01D2002C PUPE 寄存器地址：0X01D20030 PCONE 复位默认值：0X25529
PDATF 寄存器地址：0X01D20038 PUPF 寄存器地址：0X01D2003C PCONF 复位默认值：0X00252A
PDATG 寄存器地址：0X01D20044 PUPG 寄存器地址：0X01D20048 PCONG 复位默认值：0XFFFF
4.3 红绿灯过渡代码：
void led_test()
{
int i;
/*所有灯都灭*/
leds_off();
/*东面和西面的绿灯点亮*/
led_east_green_on();
led_west_green_on();
/*南面和北面的红灯点亮*/
led_north_red_on();
led_south_red_on();
delay(12000); //延迟12秒
/*绿灯向黄灯过渡时，闪烁5下，东西面的绿灯最终熄灭*/
for(i=0;i<5;i++)
{
led_east_green_on();
led_west_green_on();
delay(800);
led_east_green_off();
led_west_green_off();
}
/*东西面黄灯亮*/
led_east_yellow_on();
led_west_yellow_on();
/*红灯向绿灯过渡，是红黄灯一起亮，然后绿灯亮，红黄灯一起熄灭参照上海的交通灯显示规则*/
/*南北面黄灯点亮，此时红灯未熄灭*/
led_north_yellow_on();
led_south_yellow_on();
delay(2500); //延迟2.5秒
/*东西面黄灯灭→东西面红灯亮*/
led_east_yellow_off();
led_west_yellow_off();
led_east_red_on();
led_west_red_on();
/*南北面黄灯和红灯熄灭→南北面绿灯点亮*/
led_north_yellow_off();
led_south_yellow_off();
led_north_red_off();
led_south_red_off();
led_north_green_on();
led_south_green_on();
delay(12000); //延迟12秒
/*下面过程是南北面绿灯向黄灯过渡，东西面红灯向绿灯过渡，代码与上述过程类似，在此不再赘述*/
for(i=0;i<5;i++)
{
led_north_green_on();
led_south_green_on();
delay(800);
led_north_green_off();
led_south_green_off();
}
led_north_yellow_on();
led_south_yellow_on();
led_east_yellow_on();
led_west_yellow_on();
delay(2500);
led_north_yellow_off();
led_south_yellow_off();
led_north_red_on();
led_south_red_on();
led_east_yellow_off();
led_west_yellow_off();
}
4.4 电源电路设计
电压设计采用5V 输入主板，经电压稳压，提供I/O 端口需要的电压3.3V。
具体电路如图所示：
3.3V 电源电路
4.5 系统复位电路设计
为了提供性能优越的电源监视性能，选取专门的系统监视复位芯IMP811S，该芯片性能优良，可以通过手动控制系统的复位，同时还可以实时监控系统的电源，一旦系统电源低于系统复位的阀值（2.9V），IMP811S 将会起作用，对系统进行复位。
电路图如下所示：
系统复位电路
4.6 系统时钟电路设计
系统时钟源直接采用外部晶振，内部PLL 电路，可以调整系统时钟，使系统运行速度更快。
S3C44B0 中系统时钟电路
4.7 JTAG 接口电路设计
采用ARM 公司提供的标准20 脚JTAG 仿真调试接口电路，芯片内部有JTAG CORE，因此，可以通过外部的JTAG 调试电缆或仿真器和开发系统连接调试。
JTAG 接口电路图如下：
JTAG 接口电路
4.8串口电路设计
系统带有两个串行接口，分别是UART0 和UART1,其中UART1 复用为支持RS485 和RS422的接口，另外还将其复用为IRDA 红外模块。
串口电路图如下：
5．引脚分类图
6．参考文献
1 范延廷余中清郑立爱嵌入式系统原理与开发机械工业出版社2010
2 ARM7基础实验教程Embest EduKit-III 平台深圳市英蓓特信息技术有限公司
3 PPT S3C44B0X嵌入式微处理器
4 PPT 基于S3C44B0X硬件系统开发
嵌入式系统设计大作业 学号：14020520009 姓名：罗翔 1、叙述JTAG接口在嵌入式开发中的作用。 答： （1）用于烧写FLASH 烧写FLASH的软件有很多种包括jatg.exe fluted flashpgm等等，但是所有这些软件都是通过jtag接口来烧写flash的，由于pc机上是没有jtag接口的，所以利用并口来传递信息给目标板的jtag接口。所以就需要并口转jtag接口的电路。 （2）用于调试程序 同时应该注意到jtag接口还可以用来调试程序。而调试程序（如ARM开发组件中的AXD）为了通过jtag接口去调试目标板上的程序，同样是使用pc的并口转jtag接口来实现与目标板的通信。这样，并口转jtag接口的电路就有了两种作用。 （3）仿真器 根据（1）和（2）的总结，并口转jtag接口的电路是两种应用的关键，而这种电路在嵌入式开发中就叫仿真器。并口转jtag接口的电路有很多种，有简单有复杂的，常见的仿真器有Wigger，EasyJTAG，Multi-ICE等。这些所谓的仿真器的内部电路都是并口转jtag接口，区别只是电路不同或使用的技术不同而已。 2、叙述嵌入式平台的搭建过程，以linux为例。 答： 1) 一:建立宿主机开发环境 建立交叉编译的环境即在宿主机上安装与开发板相应的编译器及库函数，以便能够在宿主机上应用开发工具编译在目标板上运行的Linux引导程序，内核，文件系统和应用程序 交叉编译：在特殊的环境下，把嵌入式程序代码编译成不同的CPU所对应的机器代码。
开发时使用宿主机上的交叉编译，汇编及链接工具形成可执行的二进制代码（该代码只能在开发板上执行），然后下载到开发板上运行 2) 下载和安装arm-Linux-gcc编译工具链下载最新的arm-Linux-gcc并解压至当前目录下 在系统配置文件profile中设置环境变量方法：直接在profile文件中加入搜索路径立即使新的环境变量生效：运行source命令，检查是否将路径加入到path，测试是否安装成功， 编译程序，测试交叉工具链 3) 配置超级终端minicom minicom是宿主机与目标板进行通信的终端：在宿主机Linux终端中输入：minicom-s或输入minicom然后按ctrl+A+O对超级终端minicom进行配置，再选择串口并配置串口，最后保存即可 4) 建立数据共享服务：NFS服务是Linux系统中经常使用的数据文件共享服务 5) 编译嵌入式系统内核：内核配置，建立依存关系，建立内核 6) 制作文件系统 3、给出现今有哪些用于嵌入式开发的芯片名称，他们分别是哪些公司的产品？ 体系结构是什么？ S3C2410X基于ARM的Sumsang; XscalePXA255/PXA270基于ARM的Intel； 摩托罗拉MC基于68k； Power 601基于Power PC； MIPS32Kc基于MIPS 4、现今较流行的嵌入式操作系统有哪些？ 答： (1) VxWorks (2)wince (3)linux (4)android
1.8 练习题P14 1.选择题 （1）A 说明：嵌入式系统的发展趋势表现在以下几方面： 1.产品种类不断丰富，应用范围不断普及 2.产品性能不断提高 3.产品功耗不断降低，体积不断缩小 4.网络化、智能化程度不断提高 5.软件成为影响价格的主要因素 （2）D
说明：常见的嵌入式操作系统: VxWorks，Windows CE、uC/OS-II和嵌入式Linux。 （3）A 说明：VxWorks是美国WindRiver公司于1983年开发的一种32位嵌入式实时操作系统。 2.填空题 (1)嵌入式计算机 (2)微处理器外围电路外部设备 (3)板级支持包实时操作系统应用编程接口应用程序 (4)嵌入式处理器微控制器数字信号处理器 3.简答题 （1）简述嵌入式系统的定义和特点 答：定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，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。 特点：专用性强、实时性好、可裁剪性好、可靠性高和功耗低等。（2）简述计算机系统的发展历程 第一阶段大致在20世纪70年代前后，可以看成是嵌入式系统的萌芽阶段； 第二阶段是以嵌入式微处理器为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统； 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统，也是嵌入式应用
开始普及的阶段； 第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。 （3）简述MCU和DSP的区别 MCU是微控制器，DSP是数字信号处理器。 MCU相当于小型的电脑，内部集成的CPU、ROM、RAM、I/O总线，所以集成度高是它的特点。 DSP是专用的信息处理器，内部的程序是对不同的机器和环境进行特别优化，所以处理速度是最快的。 2.4 练习题 1. 填空题 (1) ARM7 ARM9 ARM9E ARM10E ARM11 (2) 精简指令集计算机 (3) Samsung ARM920T IIC总线 (4) BGA 显卡布线 (5) 1.8V 3.3V (6) 8 128 1 (7) S3C2410 64MB 64MB 2. 选择题 (1) D (2)C (3)A (4)B (5)B (6)C (7)D (8)C (9)C (10)B
大作业设计报告书 题目：嵌入式系统原理与开发 院（系）：物联网工程学院 专业: 班级： 姓名： 指导老师： 设计时间： 10-11 学年 2 学期 20XX年5月
目录 1．目的和要求 (3) 2．题目内容 (3) 3．设计原理 (4) 4．设计步骤 (5) 4.1 交通指示灯设计 (5) 4.2 S3C44B0X I/O 控制寄存器 (6) 4.3 红绿灯过渡代码： (8) 4.4 电源电路设计 (10) 4.5 系统复位电路设计 (11) 4.6 系统时钟电路设计 (11) 4.7 JTAG 接口电路设计 (12) 4.8串口电路设计 (12) 5．引脚分类图 (13) 6．参考文献 (13)
1．目的和要求 ARM技术是目前嵌入式应用产业中应用十分广泛的先进技术，课程开设的目的在于使学生在了解嵌入式系统基础理论的前提下能够掌握ARM处理器的汇编语言和c语言的程序设计方法，掌握S3C44B0X芯片的基本硬件结构特点和接口设计方法，同时熟悉ARM开发环境，学习ARM的硬件设计和软件编程的基本方法，为今后从事相关的应用与研究打下基础。通过大作业要达到如下目的： 一、掌握ARM的开发工具使用和软件设计方法。 二、掌握ARM处理器S3C44B0X的原理和GPIO接口设计原理。 三、掌握C语言与的ARM汇编语言的混合编程方法； 四、培养学生选用参考，查阅手册及文献资料的能力。培养独立思考，深入研 究，分析问题、解决问题的能力。 五、通过课程设计，培养学生严肃认真的工作作风。 2．题目内容 题目：交通指示灯系统设计 功能描述： 1．用S3C44B0X的GPIO设计相关电路； 2．设计相关的软件并注释； 3．实现十字路口2组红、黄、绿交通灯交替显示。 编程提示： 1．交通灯可用发光二极管代替； 2．电路可部分参照实验电路； 3．时间控制可以使用软件循环编程解决。
第三章软件作业习题 3、将存储器中0x400000开始的200字节的数据,传送到0x400800开始的区域。 解: AREA procedure3,CODE,READONLY ENTRY CODE32 START MOV R0,#0x400000 LDR R1,=0x400800 MOV R7,#200 LOOP LDRB R2,[R0],#1 STRB R2,[R1],#1 SUBS R7,R7,#1 BNE LOOP CEASE B CEASE END 4、编写程序,比较存储器中0x400000与0x400004两无符号字数据的大小,并且将比较结果存于0x400008的字中,若两数相等其结果记为0,若前者大于后者其结果记为1,若前者小于后者其结果记为-1。解: AREA procedure4,CODE,READONLY ENTRY CODE32 START MOV R0,#0x400000 LDR R1,[R0],#4 ;取第1个数 LDR R2,[R0],#4 ;取第2个数 CMP R1,R2 ;将两个数相比较 MOVHI R1,#1 ;R1比R2大 MOVLO R1,#-1 ;R1比R2小 MOVEQ R1,#0 ;两个数相等 STR R1,[R0] CEASE
B CEASE END 5、存储器从0x400000开始的100个单元中存放着ASCII码,编写程序,将其所有的小写字母转换成大写字母,对其它的ASCII码不做变换。 解: AREA procedure5,CODE,READONLY ENTRY CODE32 START MOV R0,#0x400000 MOV R1,#0 LOOP LDRB R2,[R0,R1] CMP R2,#0x61 ;与‘a’比较 BLO NEXT ;小于转到NEXT CMP R2,#0x7B ;0x7A为‘z’ SUBLO R2, R2,#0x20 ;小于转换 STRBLO R2,[R0,R1] ;小于保存 NEXT ADD R1,R1,#1 CMP R1,#100 BNE LOOP CEASE B CEASE END 6、编写一程序,查找存储器从0x400000开始的100个字中为0的数目,将其结果存到0x400190中。 解: AREA procedure6,CODE,READONLY ENTRY CODE32 START MOV R0,#0x400000 MOV R7,#100 ;控制循环变量 MOV R1,#0 ;保存0的数目 LOOP LDR R2,[R0],#4 ;取数 CMP R2,#0 ;比较为0
嵌入式系统设计大作业 1、叙述嵌入式系统开发过程中所要解决的两个问题。 2、叙述嵌入式平台的搭建过程，以linux为例。 3、给出现今有哪些用于嵌入式开发的芯片名称，他们分别是哪些公司的产品？ 体系结构是什么？ 4、现今较流行的嵌入式操作系统有哪些？ 5、PXA270嵌入式开发板的接口有哪些？ 6、请写出Nor Flash和Nand Flash的区别。 7、冯。诺依曼架构与哈佛架构的区别。 8、单周期3级流水的情况下，第10个指令周期时，第几条指令执行结束？ 9、下面是linux下的一个简单的设备驱动程序，写出linux设备驱动常用的数据结构，同时阅读下面代码，请给出测试程序中的每条语句加以注释。 设备驱动程序Keypad.c的源代码： #include
习题1 1. 嵌入式系统的概念的是什么？答：嵌入式系统是以应用为中心，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、功耗等严格要求的专用计算机系统。（嵌入式系统是嵌入式到对象体系中的，用于执行独立功能的专用计算机系统。） 2. 嵌入式系统的特点是什么？ 答：系统内核小；专用性强；运行环境差异大；可靠性要求高；系统精简和高实时性操作系统；具有固化在非易失性存储器中的代码嵌入式系统开发和工作环境 4. 嵌入式系统的功能是什么？答：提供强大的网络服务小型化，低成本，低 功能；人性化的人机界面；完善的开发平台 5. 嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成？答：嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心，由存储器I/O 单元电路，通信模块，外部设备必要的辅助接口组成的。 7. 嵌入式操作系统的主要特点是什么？答：体积小；实时性；特殊的开发调试环境。 8. 叙述嵌入式系统的分类。答：按嵌入式微处理器的位数分类可以分为4 位、 8 位、16 位、32 位和64 位等；按软件实时性需求分类可以分为非实时系统（如PDA）， 软实时系统（如消费类产品）和硬实时系统（如工业实时控制系统）按嵌入式系统的复杂程度分类可以分为小型嵌入式系统，中型嵌入式系统和复杂嵌入式系统。 习题2 处理器和工作状态有哪些？
答：ARM犬态：此时处理器执行32位的的字对齐的ARS旨令。 Thumb犬态：此时处理器执行16位的，半字对齐的Thumb旨令 2.叙述ARM9内部寄存器结构，并分别说明R13 R14 R15寄存器的 作用。 答：共有37个内部寄存器，被分为若干个组（BANK，这些寄存器包括31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针）6个状态寄存器。R13用作堆栈指针，R14称为子程序链接寄存器，R15用作程序计数器。处理器的工作模式有哪些？ 答：用户模式：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式：用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式：用于通用中断处理管理模式：操作系统使用的保护模式数据访问终止模式：当数据或指令预期终止时进入该模式，可用于虚拟存储器及存储保护 系统模式：运行具有特权的操作系统任务 未定义指令终止模式：当未定义的指令执行时进入该模式，可用 于支持硬件协处理器的软件仿真。 微处理器支持的数据类型有哪些？ 答：ARM微处理器中支持字节（8位）、半字（16位），字（32 位）
题目1 完成 满分1.00 Flag question 题干 下列哪个不是嵌入式系统的特点：（）选择一项： a. 专用性 b. 资源受限 c. 功耗约束 d. 常由外接交流电电源供电 题目2 完成 满分1.00 Flag question 题干 下列哪些不是嵌入式系统：（）。 选择一项： a. 移动电话、手机 b. MP3 c. MID
d. 深蓝超级计算机 题目3 完成 满分1.00 Flag question 题干 指令和数据共享同一总线的体系结构是（）。选择一项： a. 冯?诺依曼结构 b. 哈佛结构 c. RISC d. CISC 题目4 完成 满分1.00 Flag question 题干 下面不属于 ．．．嵌入式处理器的是：（）。 选择一项： a. Intel Core（酷睿）处理器
b. Intel Atom处理器 c. MCS-51单片机 d. ARM处理器 题目5 完成 满分1.00 Flag question 题干 在嵌入式处理器与外部设备接口中，使用2根线实现多对多双向收发的是：（）。 选择一项： a. UART b. I2C c. SPI d. USB 题目6 完成 满分1.00 Flag question 题干 假设使用奇偶校验位，UART发送一个字节的数据，从idle状态开始（及数据线为高），到允许进行下一次发送动作态为止，至少需要（）个时钟节拍。
选择一项： a. 8 b. 9 c. 10 d. 11 题目7 完成 满分1.00 Flag question 题干 关于SIMD说法错误 ．．的是：（）。 选择一项： a. SIMD通过复制ALU和寄存器组，共享取值、译码单元来获得计算并行。 b. SIMD是通过增加寄存器个数来提高数据处理的宽度。 c. SIMD中多个运算单元运行的是相同的指令。 d. Intel Atom的SSE指令属于SIMD指令 题目8 完成 满分1.00 Flag question 题干
一、简答题 1.什么是嵌入式系统？嵌入式系统的特点是什么？ 答：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，功耗严格要求的专用计算机系统 特点：与应用密切相关，实时性，复杂的算法，制造成本，功耗，开发和调试，可 靠性，体积 2.简要说明嵌入式系统的硬件组成和软件组成。 答:硬件组成：微处理器，存储器，输入设备和输出设备。 软件组成：操作系统，文件系统，图形用户接口，网络系统，通用组建模块。 3.S3C2410A的AHB总线上连接了那些控制器？APB总线上连接了那些部件？ AHB：LCD控制器，LCD DMA，总线控制器，USB主控制器，中断控制器，ExtMaster，电源管理，Nandflash控制器，储存器控制器。 APB：通用异步收发器，内部集成电路总线（IIC），USB设备控制器，集成电路内部 声音总线（IIS），MMC/SD/SDIO主控制器，通用I/O端口（GPIO），看门狗定时器（WDT），定时时钟（RTC），总线控制器，A/D转换器，串行外设接口，定时器/脉宽调制。 4.ARM体系结构支持几种类型的异常，并说明其异常处理模式和优先级状态？ 答，支持7种类型的异常 异常处理过程：（进入异常）PC→LR，CPRS→SPSR，设置CPSR的运行模式位，跳转 到相应的异常处理程序，（异常返回）LR→PC，SPSR→CPSR，若在进入异常处理时 设置中断禁止位，要在此清楚，复位异常处理程序不需要返回。 Reset＞数据中指＞快速中断请求（ＦＩＱ）＞中断请求（IRQ）＞指令预取中止＞ 未定义指令和软件中止。 5.存储器生长堆栈可分为哪几种？各有什么特点？ 4种，满递增堆栈，满递减堆栈，空递增堆栈，空递减堆栈。 6.简述存储器系统层次结构及特点。 答：层次结构：包括Ｃａｃｈｅ，主存储器和辅助存储器 特点： 7.简述I2S总线接口的启动与停止过程。 通过I2S控制寄存器IISCON控制，当控制寄存器IISCON的地址为0=I2S禁止（停止）； 当控制寄存器IISCON的地址为1=I2S允许（开始）。 8.简述ARM系统中的中断处理过程。 中断处理过程包括：中断请求、中断排队或中断判优、中断响应、中断处理和中断返回 9.ARM微处理器支持哪几种运行模式？各运行模式有什么特点？ User：用户模式。绝大部分的任务执行都在这种操作模式下，此为正常的程序执行 模式。 FIQ：快速中断模式。支持数据传送或通道处理。 IRQ：普通中断模式。用于一半中断处理。 Supervisor：管理模式。一种操作系统受保护的方式。 Abort：中止模式。在访问数据中止后或指令预取中止后进入中止方式。 System：系统模式。是操作系统一种特权级的用户方式。 Undef：未定义模式。当执行未定义指令时会进入这种操作模式。
一、简要说明嵌入式系统产品的基本组成、嵌入式系统特点、嵌入式系统开发流程； 答：基本组成:可分为硬件和软件两个组成部分。其中硬件组成结构以嵌入式微处理机为中心，配置存储器I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助借口；软件组成结构包括应用层、OS层、BSP等。 特点：“专用”计算机系统；运行环境差异大；比通用PC系统资源少；功耗低、体积小、集成度高、成本低；具有完整的系统测试和可靠性评估体系；具有较长的生命周期；需要专用开发工具和方法进行设计；包含专用调试电路；多科学知识集成系统。 开发流程：(1)系统定义与需求分析阶段。(2)方案设计阶段。(3)详细设计阶段。(4)软硬件集成测试阶段。(5)系统功能性及可靠性测试阶段。 二、写出教材图1-1嵌入式系统的组成结构中各英文缩写的中文释义； 答：.OS:操作系统 API:应用程序接口 BSP:板级支持包 Boot:启用装载 HAL:硬件抽象层 SoC/SoPC:片上系统/片上可编程系统 GPIO:控制处理器输出接口 USB:通用串行总线 LCD:液晶显示器 ADC/DAC:模数转换和数模转换 FPGA/CPLD:现场可编程门阵列/复杂可编程逻辑器件 UART/IrDA:通用异步收发传输器/红外线接口 DMA:直接内存访问 CAN:控制器局域网络 Timer/RTC:定时器/实时时钟 MMU/Cache:内存管理单元/高速缓冲存储器
三、比较说明FLASH存储器中NOR型和NAND型FLASH的主要区别；比较说明RAM 存储器中SRAM和SDRAM的主要区别； 答：NORFlash的读取和我们常见的SDRAM的读取是一样，用户可以直接运行装载在NORFLASH里面的代码，这样可以减少SRAM的容量从而节约了成本。NANDFlash没有采取内存的随机读取技术，它的读取是以一次读取一块的形式来进行的，通常是一次读取512个字节，采用这种技术的Flash比较廉价。SRAM是靠双稳态触发器来记忆信息的；SDRAM是靠MOS电路中的栅极电容来记忆信息的。由于电容上的电荷会泄漏，需要定时给与补充，所以动态RAM需要设置刷新电路。但动态RAM比静态RAM集成度高、功耗低，从而成本也低，适于作大容量存储器。所以主内存通常采用SDRAM，而高速缓冲存储器（Cache）则使用SRAM，在存取速度上，SRAM>SDRAM。 四、说明嵌入式系统常见硬件平台种类、典型处理器型号； 答：典型的型号有MIPS处理器、PowerPC处理器、Sparc处理器、ARM处理器、Xtensa系列可配置处理器。 五、嵌入式系统中常用的接口或通信方式有RS232、RS485、BlueTooth、CAN、IrDA、GPRS、SPI、GSM、802.11、SPI、IIC、Ethernet、JTAG等，请根据通信介质是否无线或有线对其进行分类；请根据通信距离从近至远依次排序；请根据通信速度从慢至快依次排序； 答：无线：RS485、BlueTooth、CAN、IrDA、GPRS、GSM、802.11、Ethernet 有线：RS232、SPI、IIC、JTAG 传输距离：RS232、SPI、IIC、JTAG、BlueTooTh、IrDA、RS485、CAN、802.11、GSM、GPRS、Ethernet 传输速度：GSM、GPRS、Blueteeth、IrDA、802.11、CAN、RS232、RS485、Ethernet、IIC、SPI、JTAG 六、列举常见嵌入式操作系统及其特点； 答：源代码公开并且遵循GPL协议 有大量的免费的优秀的开发工具，且都遵从GPL，是开放源代码的。
版权说明 本文件中出现的任何文字叙述、文件格式、插图、照片、方法、过程等内容，除另有特别注明，版权均属本人所有。 ----WangYiwei 由于我正在学习“嵌入式系统原理与应用——基于ARM微处理器和Linux操作系统”这门课程，网络上找不到课后习题答案。因此本人通过认真地做习题，不懂百度，查阅相关书籍等途径，整理了一份答案，可供各位参考。 注意：答案并不一定完全正确，有异议的答案欢迎提出来大家一起探讨。 练习题P14 1.选择题 （1）A 说明：嵌入式系统的发展趋势表现在以下几方面： 1.产品种类不断丰富，应用范围不断普及 2.产品性能不断提高 3.产品功耗不断降低，体积不断缩小 4.网络化、智能化程度不断提高 5.软件成为影响价格的主要因素 （2）D 说明：常见的嵌入式操作系统: VxWorks，Windows CE、uC/OS-II和嵌入式Linux。 （3）A 说明：VxWorks是美国WindRiver公司于1983年开发的一种32位嵌入式实时操作系统。 2.填空题 (1)嵌入式计算机 (2)微处理器外围电路外部设备 (3)板级支持包实时操作系统应用编程接口应用程序 (4)嵌入式处理器微控制器数字信号处理器 3.简答题 （1）简述嵌入式系统的定义和特点 答：定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，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。 特点：专用性强、实时性好、可裁剪性好、可靠性高和功耗低等。
（2）简述计算机系统的发展历程 第一阶段大致在20世纪70年代前后，可以看成是嵌入式系统的萌芽阶段； 第二阶段是以嵌入式微处理器为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统； 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统，也是嵌入式应用开始普及的阶段； 第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。 （3）简述MCU和DSP的区别 MCU是微控制器，DSP是数字信号处理器。 MCU相当于小型的电脑，内部集成的CPU、ROM、RAM、I/O总线，所以集成度高是它的特点。 DSP是专用的信息处理器，内部的程序是对不同的机器和环境进行特别优化，所以处理速度是最快的。 练习题 1. 填空题 (1) ARM7 ARM9 ARM9E ARM10E ARM11 (2) 精简指令集计算机 (3) Samsung ARM920T IIC总线 (4) BGA 显卡布线 (5) (6) 8 128 1 (7) S3C2410 64MB 64MB 2. 选择题 (1) D (2)C (3)A (4)B (5)B (6)C (7)D (8)C (9)C (10)B 3. 简答题 (1)ARM和S3C2410X有什么关系? S3C2410是韩国三星公司生产的嵌入式处理器,它采用了ARM公司的ARM920T(即ARM9)内核 (2)ARM7是32位RISC处理器，使用3级流水线，采用冯 ?诺依曼体系结构,不支持MMU。 (3)ARM8是32位RISC处理器，使用5级流水线，采用哈佛体系结构，支持MMU。 (4)S3C2410X芯片有27根地址线，8根片选线(nGCS)，32根数据线。 (5)S3C2410X芯片内部集成了一个LCD控制器，SDRAM控制器，3个通道UART，4个通道DMA，4个具有PWM 功能的计时器和一个内部时钟，8通道的10位ADC。 (6)ARM体系结构有哪几种工作状态？又有哪几种运行模式？其中哪些为特权模式？哪些为异常模式？并指出处理器在什么情况下进入相应模式？
《嵌入式系统原理及应用》课 程论文 嵌入式数据库的现状和发展趋势 学生姓名 学号 专业 班级 授课教师 所属学院
嵌入式数据库的现状和发展趋势 摘要：随着计算机技术及相关技术的不断发展，嵌入式产品由于其智能化、小型化、便携式等特点，已经普遍应用于我们的生活。这些产品通常是在计算资源、存储资源等条件受限的情况下处理大量的数据，而传统的数据库一般都是运行在各种各样的服务器或大容量的存储器上，显然把传统的数据库直接移植到嵌入式设备上是不可行的。嵌入式数据库应运而生。本文从嵌入式系统结构入手，阐述了嵌入式数据库的发展现状，并具体介绍了当前主流嵌入式数据库的共性、基本特点、关键技术、构件、分类，并提出了发展趋势和进一步研究的技术突破点。 关键词：嵌入式数据库、复制、缓存技术、现状、趋势 引言 随着计算机技术及相关技术的不断发展，嵌入式产品由于其智能化、小型化、便携式等特点，已经普遍应用于我们的生活，比如智能手机、车载导航设备、数字移动电视、机顶盒、智能控制设备等。这些产品通常是在计算资源、存储资源等条件受限的情况下处理大量的数据，而传统的数据库一般都是运行在各种各样的服务器或大容量的存储器上，显然把传统的数据库直接移植到嵌入式设备上是不可行的。那么如何在苛刻的条件下，充分利用有限的资源便成为了人们研究的热点。嵌入式数据库也正是在此条件下，和嵌入式操作系统、嵌入式应用软件相伴而生的。 正文 1嵌入式系统的体系结构 嵌入式系统的英文叫做Embedded System, 是一种包括硬件和软件的完整的计算机系统, 但又跟通用计算机系统不同。嵌入式系统的定义是: / 嵌入式系统是以应用为中心, 以计算机技术为基础, 并且软硬件可剪裁, 适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。0嵌入式系统所用的计算机是嵌入到被控对象中的专用微处理器, 但是功能比通用计算机专门化, 具有通用计算机所不能具备的针对某个方面特别设计的、合适的运算速度、高可靠性和较低比较成本的专用计算机系统。 嵌入式数据库位于嵌入式系统的中间部分，下面有嵌入式操作系统层，当前主流的嵌入式操作系统有Windows CE；Palm OS。Linux，VXworks，SymbianOS等平台，硬件平台主要有Dragonball，Handspring，MIPS，Hitachi SH，Power PC以及ARM处理器。嵌入式应用软件位于嵌入式数据库之上，可以通过API函数接口，、ODBC，JDBC等与嵌入式数据库通信，来实现数据的检索、删除、添加等操作，更为重要的是要实现数据的完整性、一致性。当前主流的嵌入式数据库，具有支持多个平台、面向多种开发语言、具有多个灵活的接口等特点，主流的嵌入式数据库有：Oracle公司的Berkeley DB、Sysbase Adaptive ServerAnywhere、Linter以及SQLite等，国内的科研机构也积极开展这方面的研究并推出了自己的产品，主要有方舟公司的Noahbase人大金仓kingbase等。
嵌入式系统大作业-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
基于嵌入式系统的车载GPS导航系统的设计 1 设计目的与功能 1.1 设计目的 随着人们经济基础增强，安全意识增强的基础上，很多人都会选择车载GPS 导航设备，所以制造功能强大，价格低廉的车载GPS导航设备是有很大市场和发展前景的。由于导航仪投入小,外壳模块、芯片等材料市场供应量大,这也是我选择设计车载GPS导航设备的理由。为了满足不同用户的不同需求，我想设计一款内置四维地图系统。 1.2设计功能 1提供准确无误的全3D实景导航； 2附带全国沿途咨询； 3具有视频、音乐播放等娱乐功能。 2．需求分析调研 2.1 产品的硬件组成（型号、类型、电气特性、选择的理由等） （1）处理器：S3C2440A 400MHz，S3C2440A 是三星公司生产推出的基于ARM920T的32位RISC嵌入式微处理器，S3C2440A采用了ARM920T的内核，0.13um的CMOS标准宏单元和存储器单元。 采用ARM920T CPU内核支持ARM调试体系结构。 （2）储存模块：SDRAM , K4M561633-75 , 64MByte Nand FLASH, K9F1208G 64MByte同步动态随机存储器，工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。 （3）音频模块：PHILIPS公司的UDA1341TS是一块功能强大的专用语音处理芯片。本设计使用的AT91RM9200处理器具有一个IIS音频接口，此接口
《嵌入式系统原理》作业一参考答案 注意： ●上交时间：下周上小课之前； ●不许打印答案，可以不抄题目，把答写在作业纸上就可以了； 一、填空题 1、ARM的完整拼写形式为 Acorn RISC Machine ，CM4处理器内部正在执行的指令的地址为0x08000100，此时读取PC的值，该值为 0x08000104 。 2、CM4处理器有两种模式：线程模式、 handler模式，还支持两种操作级别：特权级、非特权级（用户级）。 4、根据操作数的来源不同，CM4处理器有不同的寻址方式，最快的寻址方式是立即寻址，指令add r0,r1,r2的寻址方式是寄存器寻址。 5、ATPCS中规定子程序间传递参数,参数个数少于等于4个时,使用寄存器R0-R3 ；参数个数多于4个时，多出的部分使用栈。 6、在CM4处理器中，寄存器间传送数据的指令是 mov ，寄存器和内存单元间传送数据的指令是 ldr/str ，寄存器和状态寄存器间传送数据的指令是mrs/msr 。 7、伪操作import的作用是声明来自外部文件的标号。伪操作“ldr r0,=label”的含义是将标号lable的值送到到r0中。 8、假设某嵌入式处理器有3级流水线，每级流水线所耗时间均为为0.2ms,则顺序执行30条指令需要耗费时间是 6.8 ms。（30+5-1）*0.2 编程题 1、编写一段c语言和汇编语言的混合程序，在c语言函数中实现字符串拷贝（不许用字符串操作相关函数），函数原型如下： void strcpy(char *src, char *dest) //即src所指向的字符串复制到dest中{ // 自己编写字符串拷贝代码 *dst=*src; while(*dst!=0)//循环结束标志是到了字符串末尾，遇到了'\0'(其值为0) {
《嵌入式系统》课程ARM部分大作业 一、如何定义ARM寄存器列表，试举一个使用寄存器列表的例子，要求实现4个字的内存复制。 答：AREA EXAMPLE1,CODE,READONLY ENTRY LDR R0,=0XFF; //把地址0XFF赋给R0 LDR R5,=0X0F; //把地址0X0F赋给R5 START PBLOCK RLIST {R1-R4}; //把R1-R4定义为PBLOCK LDMIA R0,PBLOCK; //把R0为首地址的内存4个字单元装载至R1到R4中 STMIA R5,PBLOCK; //把R1到R4的值依次存至R5为首地址的内存字单元 STOP B STOP; //死循环 END 二、分析下面程序，写出下面程序遵循的规则，给出关键语句的注释，以及程序功能。 #include＜stdio．h＞ extern void strcopy（char *d，const char *s）； int main（） ｛ c onst cha r *srcstr=“First string - source”； c har dststr[]=“secon d string - destination”； p rintf（“Before copying：＼n”）； p rintf（“％S＼n％S＼n” srcstr，dststr）； s trcopy（dststr，srcstr）； printf（“After copying：＼n”）； P rintf（“％s＼n％s＼n”，srcstr，dststr）； r eturn（0）； ｝ AREA scopy CODE，READONLY E XPORT strcopy ； Strcopy ；//R0指向目的字符串，R1指向源字符串 L DRB R2，［R1］，#1；//加载字节和更新地址 S TRB R2，［R0］，#1；//储存字节和更新地址 C MP R2，#0；//检查零终止符 B NE strcopy //如果不是零终止符则循环，否则继续执行 M OV PC，LR；//返回 E ND 答：功能：将r1指向的字符串拷贝到r0指向的地方，字符串以0作结束标志。 三、分析下面程序，写出下面程序遵循的规则，给出关键语句的注释，以及程序
嵌入式理论及应用 设计题目:基于μC/OS-II8*8点阵的设计与制作 嵌入式系统设计课程设计 一、概述 1. 单片机介绍 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 2. 单片机历史 单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 1.SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。 2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。 3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。 3. 单片机的应用领域 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。 二、单片机的结构与原理 1.AT89C55芯片 AT89C55单片机芯片内部结构框图如图1所示。
嵌入式系统设计作 业及答案
第0章绪论 1、什么是数字系统设计技术？ 在解决了对不同目标信息的数字化编码、数字化传输、数字化解码的基本理论、算法定义和协议规范之后，对其如何进行系统的构成，如何以最优化的性能（如速度）、最低廉的成本（如芯片面积、集成密度等）来实现该系统的技术。 2、什么是集成电路IC？ 集成电路（IC）是指经过一系列特定的加工工艺，将多个晶体管、电阻、电容等器件，按照一定的电路连接集成在一块半导体单晶片（如Si或GaAs）或陶瓷等基片上，作为一个不可分割的整体完成某一特定功能的电路组件 3、什么是集成电路IP？ 集成电路IP是经过预先设计、预先验证，符合产业界普片认同的设计规范和设计标准，具有相对独立功能的电路模块或子系统。其具有知识含量高、占用芯片面积小、运行速度快、功耗低、工艺容差性大等特点，能够复用(Reuse)于SOC、SOPC或复杂ASIC 设计中。 4、什么是SOC？ SOC，即嵌入式系统发展的最高形式——片上系统。从狭义角度讲,它是信息系统核心的芯片集成,是将系统关键部件集成在一块芯片上;从广义角度讲, SOC是一个微小型系统, 第1章嵌入式系统基础知识
1、计算机系统的三大应用领域是什么？ 服务器市场，桌面市场，嵌入式市场 2、通用计算机与嵌入式系统的对比是什么？ 3、分别从技术角度和系统角度给出嵌入式系统的定义 技术角度：以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪,应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统 系统角度：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统 4、嵌入式系统的特点是什么？ 从三要素说：嵌入式：嵌入到对象体系中，有对象环境要求 专用性：软、硬件按对象要求裁减 计算机系统：实现对象的智能化功能 功耗限制、低成本、多速率、环境相关性、系统内核小、专用性强、不可垄断性、产品相对稳定性
习题1 1.嵌入式系统的概念的是什么？ 答：嵌入式系统是以应用为中心，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、功耗等严格要求的专用计算机系统。(嵌入式系统是嵌入式到对象体系中的，用于执行独立功能的专用计算机系统。) 2.嵌入式系统的特点是什么？ 答：系统核小；专用性强；运行环境差异大；可靠性要求高；系统精简和高实时性操作系统；具有固化在非易失性存储器中的代码嵌入式系统开发和工作环境 4.嵌入式系统的功能是什么？ 答：提供强大的网络服务小型化，低成本，低功能；人性化的人机界面；完善的开发平台5.嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成？ 答：嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心，由存储器I/O单元电路，通信模块，外部设备必要的辅助接口组成的。 7.嵌入式操作系统的主要特点是什么？ 答：体积小；实时性；特殊的开发调试环境。 8.叙述嵌入式系统的分类。 答：按嵌入式微处理器的位数分类可以分为4位、8位、16位、32位和64位等；按软件实时性需求分类可以分为非实时系统（如PDA），软实时系统（如消费类产品）和硬实时系统（如工业实时控制系统）；按嵌入式系统的复杂程度分类可以分为小型嵌入式系统，中型嵌入式系统和复杂嵌入式系统。 习题2 1.ARM9处理器和工作状态有哪些？ 答：ARM状态：此时处理器执行32位的的字对齐的ARM指令。 Thumb状态：此时处理器执行16位的，半字对齐的Thumb指令 2.叙述ARM9部寄存器结构，并分别说明R13、R14、R15寄存器的作用。 答：共有37个部寄存器，被分为若干个组（BANK），这些寄存器包括31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针）6个状态寄存器。R13用作堆栈指针，R14称为子程序寄存器，R15用作程序计数器。 4.ARM处理器的工作模式有哪些？ 答：用户模式：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式：用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式：用于通用中断处理 管理模式：操作系统使用的保护模式 数据访问终止模式：当数据或指令预期终止时进入该模式，可用于虚拟存储器及存储保护 系统模式：运行具有特权的操作系统任务 未定义指令终止模式：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。 5.ARM微处理器支持的数据类型有哪些？ 答：ARM微处理器中支持字节（8位）、半字（16位），字（32位）三种数据类型。其中，字需要4字节对齐，半字需要2字节对齐。 7.叙述CPSR寄存器及其各位数据位的作用？ 答：CPSR是当前程序状态寄存器，是在任何模式下都可以访问的通用状态寄存器，它包括