微处理器系统结构与嵌入式系统设计
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嵌入式系统开发嵌入式系统是指内嵌在其他设备或系统中,实现特定功能的计算机系统。
它通常集成了硬件和软件,通过专门的开发平台进行开发和编程。
嵌入式系统广泛应用于各个领域,如汽车、家电、医疗设备、通信设备等。
本文将围绕嵌入式系统开发展开,介绍嵌入式系统的基本原理、开发流程以及相关技术。
一、嵌入式系统的基本原理嵌入式系统的基本原理是将处理器、存储器、输入输出设备等硬件组件集成在一起,通过操作系统和应用程序实现特定的功能需求。
常见的嵌入式系统采用单片机或微处理器作为核心处理器,具有较小的体积和功耗。
嵌入式系统的设计需要考虑硬件平台的选择、外设的接口设计、系统调度和任务管理等方面。
同时,软件开发也是嵌入式系统的重要组成部分,包括操作系统的移植、设备驱动程序的编写以及应用程序的开发。
二、嵌入式系统开发流程嵌入式系统的开发流程包括需求分析、硬件设计、软件开发、集成测试和发布等环节。
下面将逐一介绍各个环节的内容。
1. 需求分析在嵌入式系统开发之前,需要明确系统的功能需求和性能要求。
通过与用户沟通和需求分析,确定硬件平台、输入输出设备和外部接口等方面的需求。
2. 硬件设计硬件设计是指基于嵌入式系统的功能需求,选择合适的处理器、存储器、外设等硬件组件,并进行相应的电路设计和PCB布局。
硬件设计需要考虑系统的稳定性、扩展性和功耗等因素。
3. 软件开发软件开发是嵌入式系统开发的关键环节。
首先,根据硬件平台的选择,进行操作系统的移植和配置。
然后,编写设备驱动程序,实现对外设的控制和数据交换。
最后,根据系统需求,开发应用程序,实现特定功能。
4. 集成测试集成测试是将硬件和软件进行整合,测试系统的功能和性能是否满足需求。
通过功能测试、性能测试和稳定性测试,发现并修复系统中的缺陷和问题。
5. 发布在集成测试通过后,将嵌入式系统制作成最终产品,进行出厂测试和质量控制。
然后,将产品发布给客户或上线市场。
三、嵌入式系统开发的相关技术嵌入式系统开发涉及到多个技术领域,下面将介绍几个重要的技术。
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学2014-2015学年第 1 学期期 末 考试 A 卷课程名称:微处理器系统结构与嵌入式系统设计 考试形式:一本书开卷 考试日期:2015年1月8日 考试时长:120分钟平行班课程成绩构成:平时 10 %, 期中 15 %, 实验 15 %, 期末 60 % 英才班课程成绩构成:平时 30 %, 期中 0 %, 实验 20 %, 期末 50 % 本试卷试题由 三 部分构成,共 5 页。
注意:请将第一、二题答案填入指定位置。
一、单选题答案(共30分,共30空,每空1分)二、填空题答案(共20分,共20空,每空1分) 1. ① 运算器 ② 控制器 2. ① 528 ② 528 3. ① 1 ② DRAM (动态RAM ) 4. ① 空递增5. ① 高 ② 嵌套6. ① FIQ (快中断、快速中断)7. ① 4 ② 4 ③ 0 ④ 1 8. ① MRS ② LDR ③ LDM………密………封………线………以………内………答………题………无………效……9.①同步控制②电路简单,速度快③时钟以最慢设备为准,高速设备速度受影响………密………封………线………以………内………答………题………无………效……一、单选题(共30分,共30空,每空1分)1.程序计数器PC通常用于存放( D )。
A、数据B、指令C、正在执行的指令地址D、待取指的指令地址2.微程序控制器中,机器指令与微指令的关系是( B )。
A、每一条机器指令由一条微指令来执行B、每一条机器指令由一段微指令编写的微程序来执行C、每一条微指令由一段机器指令编写的程序来执行D、一条微指令由若干条机器指令组成3.指令之间存在的相关性可能会引起流水线的停顿,从而影响流水线的性能和效率。
下列不属于指令相关的为( C )。
A、数据相关B、结构相关C、名字相关D、控制相关4.某微处理器的结构之所以称为超标量结构,是因为该微处理器( B )。
关键字:嵌入式系统设计ARM FPGA多功能车辆总线Multifunction Vehicle Bus 在计算机、互联网和通信技术高速发展的同时,嵌入式系统开发技术也取得迅速发展,嵌入式技术应用范围的急剧扩大.本文介绍了一种基于ARM和FPGA,从软件到硬件完全自主开发多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus)MVB??B嵌入式系统的设计和实现。
系统设计和实现通常来说,一个嵌入式系统的开发过程如下:1.确定嵌入式系统的需求;2.设计系统的体系结构:选择处理器和相关外部设备,操作系统,开发平台以及软硬件的分割和总体系统集成;3.详细的软硬件设计和RTL代码、软件代码开发;4.软硬件的联调和集成;5.系统的测试。
一、步骤1:确定系统的需求:嵌入式系统的典型特征是面向用户、面向产品、面向应用的,市场应用是嵌入式系统开发的导向和前提。
一个嵌入式系统的设计取决于系统的需求。
1、MVB总线简介列车通信网(Train Communication Network,简称TCN)是一个集整列列车内部测控任务和信息处理任务于一体的列车数据通讯的IEC国际标准(IEC-61375-1), 它包括两种总线类型绞线式列车总线(WTB)和多功能车厢总线(MVB)。
TCN在列车控制系统中的地位相当与CAN总线在汽车电子中的地位。
多功能车辆总线MVB是用于在列车上设备之间传送和交换数据的标准通信介质。
附加在总线上的设备可能在功能、大小、性能上互不相同,但是它们都和 MVB总线相连,通过MVB总线来交换信息,形成一个完整的通信网络.在MVB系统中,根据IEC-61375-1列车通信网标准, MVB总线有如下的一些特点:拓扑结构:MVB总线的结构遵循OSI模式,吸取了ISO的标准。
支持最多4095个设备,由一个中心总线管理器控制。
简单的传感器和智能站共存于同一总线上。
数据类型:MVB总线支持三种数据类型:a.过程数据:过程变量表示列车的状态,如速度、电机电流、操作员的命令。
嵌入式系统硬件体系结构设计一、嵌入式计算机系统体系结构体系主要组成包括:硬件层中涵盖嵌入式微处理器、存储器(sdram、rom、flash等)、通用设备USB和i/oUSB(a/d、d/a、i/o等)。
在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路,就构成了一个嵌入式核心控制模块。
其中操作系统和应用程序都可以固化在rom中。
硬件层与软件层之间为中间层,也称作硬件抽象化层(hardwareabstractlayer,hal)或板级积极支持纸盒(boardsupportpackage,bsp),它将系统上层软件与底层硬件拆分开去,并使系统的底层驱动程序与硬件毫无关系,上层软件开发人员无须关心底层硬件的具体情况,根据bsp层提供更多的USB即可展开研发。
该层通常涵盖有关底层硬件的初始化、数据的输出/输入操作方式和硬件设备的布局功能。
3.系统软件层系统软件层由实时多任务操作系统(real-timeoperationsystem,rtos)、文件系统、图形用户USB(graphicuserinterface,gui)、网络系统及通用型组件模块共同组成。
rtos就是嵌入式应用软件的基础和研发平台。
功能层主要由实现某种或某几项任务而被开发运行于操作系统上的程序组成。
一个嵌入式系统装置通常都由嵌入式计算机系统和继续执行装置共同组成,而嵌入式计算机系统就是整个嵌入式系统的核心,由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层共同组成。
继续执行装置也称作被控对象,它可以拒绝接受嵌入式计算机系统收到的掌控命令,继续执行所规定的操作方式或任务。
本网关硬件环境以单片机s3c2440芯片和dm9000以太网控制芯片为主,实现rj45接口和rs232接口的数据传输。
内容包括硬件环境的初始化,数据的收发控制,封包解包设计,操作系统的移植等。
硬件框图就是直观的将每个功能模块列举,也就是一个基本的模块女团,可以简约的每个模块的功能彰显出。