支持银税类控制设备智能化升级的硬件设计

论文摘要

目前国内银税类嵌入式设备主要是围绕ARM7开发的，在处理速度及功能上已不能适应日益增长的需求。本文完成了一个基于ARM9的银税类嵌入式系统硬件设计，为银税类控制设备的智能化升级提供了支持。所采用的微处理器是ARM9系列的EP9312，设计了一款集成度高，主板面积小，外围接口多，成本低，运行速度快的嵌入式系统平台。本文的主要工作内容有：介绍了嵌入式产品的开发及生命周期，详细地描述了本研究的调研过程和结果，综合了相关的要求。描述了ARM系列嵌入式处理器的概况并介绍了几种常用的嵌入式操作系统。对EP9312的结构作了详细的介绍，提出了系统的设计原则。把EP9312与其它嵌入式处理器进行了比较，论述了采用EP9312来构造银行税务类嵌入式系统的理由。根据EP9312的特点和系统需求，提出了一种基于EP9312处理器的嵌入式系统的硬件设计方案。介绍了系统的技术指标及其所使用的Super I／O、PHY，接口电平转换芯片、FLASH、SDRAM、bootloader等各组成部分，在显示模块和串口模块上提出了独创设计。论述了提高系统稳定性的一些原则。完成了整个系统的硬件设计。介绍了高速PCB设计原理，以及在PCB设计中的布局及布线原则，论述了布线过程中应当注意的传输线效应以及避免传输线效应的方法。最后给出了本文最终形成的产品，以及在设计过程中所取得的一些成果。并对嵌入式系统的产品作出了展望。目前，基于本硬件系统的银行终端已成功定型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 嵌入式系统简介
• 1.1.1 嵌入式系统的定义
• 1.1.2 嵌入式系统的发展状况
• 1.1.3 嵌入式系统的发展趋势
• 1.2 嵌入式处理器概述
• 1.2.1 ARM 系列
• 1.2.2 MIPS 系列
• 1.2.3 PowerPC 系列
• 1.2.4 X86 系列
• 1.2.5 68K/Coldfire 系列
• 1.3 论文研究意义及安排
• 第二章 银税类嵌入式系统设计方案
• 2.1 银税类嵌入式系统开发生命周期
• 2.2 银税类嵌入式系统平台的需求分析
• 2.3 CPU 的选择
• 2.4 系统组成
• 2.5 银税类嵌入式系统平台的技术指标
• 2.6 设计原则
• 2.7 系统遵循的国家及行业标准概述
• 第三章 ARM 处理器及嵌入式操作系统概述
• 3.1 ARM 核简介
• 3.2 ARM920T 处理器结构概述
• 3.2.1 ARM920T 处理器简介
• 3.2.2 ARM920T 的 Cache 结构
• 3.2.3 写缓冲器
• 3.2.4 存储器管理单元 MMU
• 3.2.5 ARM920T 处理器核特性
• 3.3 EP9312 体系结构
• 3.4 嵌入式操作系统概述
• 3.5 银行税务类操作系统方案比较
• 第四章 系统的硬件设计
• 4.1 CPU 模块
• 4.2 RESET 模块
• 4.3 系统时钟模块
• 4.4 调试端口（JATG）模块
• 4.5 SDRAM 模块
• 4.6 USB 模块
• 4.7 Flash 模块
• 4.8 显示电路模块
• 4.9 PS/2、串口和并口
• 4.10 GPIO分配
• 4.11 BootLoader
• 4.12 网络模块
• 4.13 电源
• 第五章 高速 PCB 设计与调试
• 5.1 PCB 布线
• 5.2 PCB 布局
• 5.3 传输线效应
• 5.3.1 反射信号
• 5.3.2 延时和时序错误
• 5.3.3 多次跨越逻辑电平门限错误
• 5.3.4 过冲与下冲
• 5.3.5 串扰
• 5.3.6 电磁辐射
• 5.4 避免传输线效应的方法
• 5.4.1 严格控制关键网线的走线长度
• 5.4.2 合理规划走线的拓扑结构
• 5.4.3 抑止电磁干扰的方法
• 5.4.4 其它可采用技术
• 5.5 系统调试
• 5.6 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 主要参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 致谢
• 攻读硕士期间主要研究成果