基于ARM的嵌入式开发平台设计

论文摘要

伴随着嵌入式技术的发展和应用领域的扩展,嵌入式在人们的日常生活中扮演越来越重要的角色。嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器,ARM处理器是目前公认的业界领先的32位嵌入式RISC微处理器,其应用已经深入到多个领域,例如:工业控制、无线通讯、网络应用、消费类电子产品等。论文实现了基于ARM处理器的嵌入式开发平台。该平台可以满足嵌入式应用开发,并可实现多种平台间的协同处理(例如与FPGA和DSP协同,实现对多媒体数据的处理和控制)。ARM处理器采用SAMSUNG公司的S3C2410A,S3C2410A以ARM920t为内核。平台的存储器包括64M字节的SDRAM和64M字节的Flash,能够满足嵌入式操作系统和大型应用程序运行的需求。为了方便调试和通讯,平台设有各种通讯接口,包括JTAG、UART、用于板间互连的扩展接口和10M的以太网接口。平台的硬件采用4层PCB设计,节省了成本,内核能稳定运行在200MHz,外围端口能运行在100MHz,达到了预期的性能要求。论文主要讨论了如下几个方面的工作:首先,根据应用的需要和系统的扩展性,对平台进行了功能划分,完成了系统的功能架构;然后,根据各个功能模块的应用和性能要求,选择相应的功能芯片和外围电路,绘制原理图、PCB,完成了系统的硬件平台;最后,对硬件平台进行了测试,完成了Bootloader的移植和相关的底层接口(IIC、UART和以太网接口)的驱动,并成功的在Bootloader中加入了tftp命令,使平台能够通过以太网接口下载Linux内核镜像文件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 相关技术发展现状
• 1.2.1 多媒体技术概述
• 1.2.2 嵌入式系统概述
• 1.2.3 嵌入式处理器
• 1.3 本论文的研究内容
• 第2章 ARM体系结构
• 2.1 RISC体系结构与ARM
• 2.2 ARM体系结构
• 2.3 ARM系列微处理器内核
• 2.3.1 ARM7 微处理器系列
• 2.3.2 ARM9 微处理器系列
• 2.3.3 ARM10 微处理器系列
• 2.3.4 ARM11 微处理器系列
• 2.3.5 StrongARM微处理器系列
• 2.3.6 Xscale处理器
• 2.4 ARM微处理器核的结构
• 2.4.1 ARM微处理器的寄存器结构
• 2.4.2 异常
• 2.4.3 状态寄存器
• 2.4.4 ARM指令集
• 2.5 本章小结
• 第3章 平台的设计规划
• 3.1 嵌入式系统设计步骤
• 3.2 平台的功能需求
• 3.3 平台的功能规划
• 3.4 本章小结
• 第4章 平台的硬件设计
• 4.1 电源
• 4.2 复位电路
• 4.3 时钟电路
• 4.4 ARM处理器S3C2410A
• 4.4.1 S3C2410A功能模块
• 4.4.2 S3C2410A特性
• 4.4.3 主要功能模块分析
• 4.5 SDRAM
• 4.6 Flash
• 4.6.1 S3C2410A的Nand Flash控制器
• 4.6.2 NAND Flash芯片K9F1208
• 4.7 串口通讯模块
• 4.8 以太网接口
• 4.8.1 CS8900A简介
• 4.8.2 电路原理图
• 4.9 JTAG接口
• 4.10 互连扩展接口、LCD接口
• 4.11 本章小结
• 第5章 平台的软件开发
• 5.1 Bootloader的移植
• 5.1.1 Bootloader概述
• 5.1.2 引导程序vivi
• 5.1.3 vivi运行过程分析
• 5.1.4 vivi的移植
• 5.2 IIC接口驱动设计
• 5.3 UART接口驱动设计
• 5.4 CS8900A驱动设计
• 5.4.1 CS8900A的工作模式
• 5.4.2 CS8900A驱动程序设计
• 5.4.3 在vivi中实现tftp功能
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢