基于I.MX27的嵌入式系统硬件平台设计与实现

论文摘要

随着32位嵌入式芯片的近十年快速发展,多种高速接口的普及,硬件成本的急速降低以及社会对于多功能应用的需求,嵌入式应用设计喷薄而出,可以预见不久的将来嵌入式应用将进入越来越多的领域,给生活带来质的飞跃。其中,面向网络应用和多媒体应用的嵌入式设计,是未来发展的重点趋势。本设计采用嵌入式处理器,提供高性能的视频处理能力和多种信号采集接口,并且扩展多种通用高速通信接口,实现了高性能低成本的网络式嵌入式硬件平台。本文从多种通信接口应用,以及视频压缩处理背景、原理与现状两方面入手,应用嵌入式系统开发技术,以FREESCALE的高性能视频ARM I.MX27为硬件核心设计了具有高性能视频处理能力的多种网络应用平台。视频ARM相比通用ARM器件专门设计了片上视频处理电路,能够迅速开发接驳主流视频编解码芯片的视频应用系统;相比通用FPGA器件而言,则提供了针对广泛应用更高的处理性能和更短的开发周期。带有多种网络接口的ARM,相比使用总线扩展芯片提供接口应用,有成本上以及性能上的优势,以及更加快速和稳定的开发潜力。因此,采用I.MX27设计与开发嵌入式平台是理想的选择。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外相关技术发展历史和现状
• 1.3 本课题研究目的及意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 嵌入式硬件平台设计与芯片选择
• 2.1 方案设计
• 2.1.1 明确设计需求
• 2.1.2 明确功能模块
• 2.1.3 明确接口设计指标
• 2.2 芯片选择
• 2.2.1 最小系统硬件选型
• 2.2.1.1 主芯片选型
• 2.2.1.2 最小系统其他元器件选型
• 2.2.2 各个功能模块硬件选型
• 2.2.2.1 电源模块
• 2.2.2.2 外部存储器模块
• 2.2.2.3 高速通信模块
• 2.2.2.4 多媒体模块
• 2.2.2.5 预留接口模块
• 2.2.2.6 辅助电路模块
• 2.3 本章小结
• 第3章 电路设计与分析
• 3.1 最小系统设计
• 3.1.1 I.MX27 电源电路设计
• 3.1.2 DDR内存、PSRAM+NOR FLASH和NAND FLASH电路设计
• 3.1.3 I.MX27 时钟、复位电路设计
• 3.2 高速通信模块电路设计
• 3.2.1 10/100M 以太网电路设计
• 3.2.2 USB 电路设计
• 3.3 多媒体模块电路设计
• 3.3.1 LCD显示电路设计
• 3.3.2 音频与触摸屏电路设计
• 3.3.3 摄像头电路设计
• 3.4 外部存储器模块电路设计
• 3.4.1 ATA硬盘电路设计
• 3.4.2 PCMCIA接口电路设计
• 3.4.3 SD卡接口电路设计
• 3.5 外接接口模块电路设计
• 3.5.1 RS232、UART、IRDA电路设计
• 3.6 其他外接接口
• 3.7 辅助电路模块电路设计
• 3.8 电源电路设计
• 3.9 本章小结
• 第4章 嵌入式硬件开发平台PCB制作
• 4.1 电路板整体布局设计
• 4.2 内电层与电源层设计
• 4.3 PCB布局布线
• 4.4 PCB板制作
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢