快速调试嵌入式MCU设计仿真的三大因素浅析

一、概述

随着微控制器单片机（MCU）在嵌入式系统中的广泛应用，对存储器件的需求也日益增加。在嵌入式系统开发中，常常需要对外部存储器进行读写操作，以实现数据的存储和访问。而在嵌入式系统中，常用的存储器件之一就是NOR Flash。开发一套MCU与NOR Flash进行读写操作的例程对于嵌入式系统开发具有重要意义。

二、MCU与NOR Flash介绍

1. MCU介绍

作为嵌入式系统的核心控制芯片，MCU具有集成度高、功耗低、性能稳定等特点，被广泛应用于各类嵌入式系统中。MCU通常搭载有内置的存储器，但对于一些应用需求较大的情况，需要外接存储器扩展其存储容量。

2. NOR Flash介绍

NOR Flash是一种非易失性存储器，广泛应用于嵌入式系统中。NOR Flash通常具有较大的存储容量和较高的读写速度，因此被广泛应用于嵌入式系统的代码存储和数据存储中。

三、MCU NOR Flash读写例程设计

1. 硬件设计

1）选择合适的MCU

按照系统需求选择合适的MCU芯片，需要考虑MCU的存储器容量和外设接口支持。

2）连接NOR Flash

将NOR Flash与MCU进行连接，通常使用SPI或Parallel等接口进行连接。

3）引脚连接

根据MCU和NOR Flash的接口定义进行引脚连接，确保连接正确稳定。

2. 软件设计

1）MCU驱动程序设计

设计MCU的驱动程序，包括对外部存储器的读写操作。

2）NOR Flash读写算法设计

设计NOR Flash的读写算法，包括位置区域编址、数据传输等操作。

3）例程编写

编写MCU与NOR Flash进行读写操作的例程，包括初始化、读取数据、写入数据等功能。

3. 调试验证

1）例程验证

一、名词解释

封装

用塑料、金属或陶瓷材料等把集成电路封在其中。可以保护芯片，并使芯片与外部世界连接

印刷电路板（PCB）

组装电子元件用的基板，在通用器材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板，是电路原理图的实物化。

动态可读写随机存储器（DRAM）

由一个MOS管组成一个二进制存储位。放电导致“1”的电压慢慢降低

静态可读写随机存储器（SRAM）

由四个或六个MOS管构成一个二进制位，有电不用刷新，保持原有数据

只读存储器（ROM）

数据可以读出，但不可以修改

闪速存储器（Flash Memory）

是一种新型快速的E2PROM

模拟量

时间连续、数值也连续的物理量

开关量

一种二值信号，用两个电平分别表示两个逻辑值

并行通信

数据的各位同时在多根并行数据线上进行传输的通信方式，各位同时由源到达目的地

串行通信

数据在单线或双线上，按时间先后一位一位地传送，优点是节省传输线，对并行来说速度较慢

串行外设接口SPI

一种串行通信方式，用于MCU扩展外围芯片使用

集成电路互连总线I2C

一种两线式串行总线，用于用户板内MCU与其外围电路的连接

通用串行总线USB

通用串行总线是MCU与外界进行数据通信的一种新的方式，速度快，抗干扰能力强

控制局域网CAN

全数字、全开放的现场总线控制网络

背景调试模式BDM

一种调试接口，用于嵌入式MCU的程序下载与程序调试

边界扫描测试协议JTAG

对芯片进行测试的一种方式，用于对MCU的程序进行载入与调试

通用输入/输出GPIO

基本的输入输出，也称并行IO A/D与D/A

将电压信号（模拟量）转换为对应的数字量

DA将数字量转换成电压信号

脉冲宽度调制器PWM

一个D/A转换器，可以产生一个高电平和低电平之间重复交替的输出信号

看门狗

为了防止程序跑飞而设计的一种自动定时器，跑飞时定时器自动溢出，是系统程序复位

液晶显示LCD

电子信息产品的一种显示器件，分为字段型，点阵字符型，点阵图形型

一种基于网口的　

ＤＳＰ嵌入式仿真器的设计　

周乐，黄光红，陆俊峰　

（中国电子科技集团公司第三十八研究所集成电路设计中心，安徽合肥，２　３００３１）　

摘要：基于网口的仿真器，提出了一种以ＮＩＯＳ　ＩＩ软核为核心，利用以太网控制器ＬＡＮ９１Ｃ１１１的设计方　案，并给出了硬件电路、固件程序的设计。利用本仿真器通过第三方软件可以实现目标机的在线调试和　

在线编程。该方案具有很好的扩展性和灵活性，降低了软件的开发成本和硬件的实现风险。　

关键词：网口；仿真器；ＮＩＯＳ　ＩＩ；ＬＡＮ９１Ｃ１１１　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ＤＳＰ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｅｍｕｌａｔｏｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　

ＺＨＯＵ　Ｌｅ，ＨＵＡＮＧ　Ｇｕａｎｇ—ｈｏｎｇ，ＬＵ　Ｊｕｎ—ｆｅｎｇ　（ＩＣ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｎｏ．３８　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈｅｆｅｉ　２３００３　１）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ，ａ　ｎｅｗ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｅｍｕｌａｔｏｒ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｃｈｏｏｓｉｎｇ　ＮＩＯＳ　ＩＩ　

ｓｏｆｔ－ｃｏｒｅ　ａｎｄ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｃｈｉｐ　ＬＡＮ９　１　Ｃ　１　１　１　ａｓ　ｔｈｅ　ＭＣＵ．Ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｆｉｒｍｗａｒｅ　ｉｓ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　

ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ　ｔｈｉｒｄ—ｐａｒｔｙ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｃａｎ　ｉｎｔｅｒａｃｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｍｕｌａｔｏｒ　ｆｏｒ　ｉｎ－ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｂｕｇ　ａｎｄ　ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　

ｈａｓ　ａ　ｓｔｒｏｎｇ　ｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ａｇｉｌｉｔｙ．Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｔｈａｔ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｄｅｖｅｌｏｐ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｉｓｋ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｕｒｓｅ　ｏｆ　

什么是DSP？DSP、单⽚机MCU、嵌⼊式微处理器的区别

DSP有两个意思，既可以指数字信号处理这门理论，此时它是Digital Signal Processing的缩写；也可以是Digital Signal

Processor的缩写，表⽰数字信号处理器，有时也缩写为DSPs，以⽰与理论的区别。本书中DSP仅⽤来代表数字信号处理

器。 DSP属于嵌⼊式处理器。在介绍DSP之前，先扼要地介绍⼀下嵌⼊式处理器。

简单的说，嵌⼊式处理器就是嵌⼊到应⽤对象系统中的专⽤处理器，相对于通⽤CPU（如x86系列）⽽⾔，⼀般对价格尺⼨、

功耗等⽅⾯限制⽐较多

嵌⼊式处理器⼤体可分为以下⼏类： 1 嵌⼊式微处理器

嵌⼊式微处理器可谓是通⽤计算机中CPU的微缩版。相对于通⽤CPU，嵌⼊式微处理器具有体积⼩、功耗少、成本低的优

点，当然在速度上也慢⼀些嵌⼊式微处理器在软件配置上常常可以运⾏嵌⼊式操作系统，应⽤于⽐较⾼档的领域。典型的如32位的ARM、64位的MIPS。

2 嵌⼊式微控制器

嵌⼊式微控制器的最⼤特点是单⽚化，常称为单⽚机。顾名思义，单⽚机就是将众多的外围设备（简称外设，如A/D，IO等）

集成到⼀块芯⽚中，从⽽⼤幅度降低了成本。单⽚机⾮常适合控制领域，典型的如⼤名⿍⿍的51系列。

3 专⽤微处理器

相对于上述⽐较通⽤的类型，专⽤微处理器是专门针对某⼀特定领域的微处理器。如昂贵的视频游戏机微处理器等。DSP本

质上也属于专⽤微处理器 DSP对系统结构和指令进⾏了优化设计，使其更适合于执⾏数字信号处理算法（如FFT，FIR等）。DSP运⾏速度⾮常快，在

数字信号处理的⽅⽅⾯⾯⼤显⾝⼿。由于越来越⼴泛的领域需要⾼速数字信号处理，DSP也有越来越通⽤化的倾向，常常可

以把DSP单独列成⼀类。

TI的DSP包括哪些系列？

⾃1982年推出第⼀款DSP后，德州仪器公司（Texas Instrument简称TI）不断推陈出新、完善开发环境，以其雄厚的实⼒在业