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ARM简介(硬件)

风雨无阻 2010-12-18 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《ARM简介(硬件)ppt》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含ARM简介ARM简介ARM处理器简介嵌入式处理器分类比较开发板的硬件配置不跑操作系统跑LINUX操作系统难点日程ARM处理器简介ARM处理器简介AR符等。

ARM简介ARM简介ARM处理器简介嵌入式处理器分类比较开发板的硬件配置不跑操作系统跑LINUX操作系统难点日程ARM处理器简介ARM处理器简介ARMLtd简介ARMLtd简介成立于年月前身为Acorn计算机公司AdvanceRISCMachine(ARM)主要设计ARM系列RISC处理器内核授权ARM内核给生产和销售半导体的合作伙伴ARM公司不生产芯片IP(IntelligenceProperty)ARM公司授权将技术授权给其它芯片厂商形成各具特色的ARM芯片ARM处理器简介ARM处理器简介ARM处理器的应用当前主要应用于消费类电子领域到目前为止基于ARM技术的微处理器应用约占据了位嵌入式微处理器%以上的市场份额全球的GSMG手机、的CDMA手机以及绝大多数PDA产品均采用ARM体系的嵌入式处理器“掌上计算”相关的所有领域皆为其所主宰。ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM处理器简介ARM处理器简介ARM处理器的特点体积小、低功耗、低成本、高性能支持Thumb(位)ARM(位)双指令集能很好的兼容位位器件大量使用寄存器指令执行速度更快大多数数据操作都在寄存器中完成寻址方式灵活简单执行效率高指令长度固定ARM处理器简介ARM处理器简介ARM体系结构每条数据处理指令都对算术逻辑单元和移位器控制,实现了ALU和移位器的最大利用地址自动增加和减少寻址模式优化程序循环多寄存器装载和存储指令实现最大数据吞吐量所有指令的条件执行实现最快速的代码执行。ARM处理器简介ARM处理器简介ARM体系结构版本V只有位的寻址空间没有商业化V只有位寻址空间现在已经废弃不再使用V位寻址空间(目前已废弃)具有独立的程序V在V基础上做了改进,目前的ARM主要是这种结构V在V的基础上做改进改进了ARMThumb状态之间的切换效率E增强型DSP指令集,包括全部算法操作和位乘法操作J支持新的JAVA,提供字节代码执行的硬件和优化软件速功能V降低功耗强化了图形处理性能追加SIMD功能ARM处理器简介ARM处理器简介ARM体系结构版本VARMVARMVaARMaS、ARMVARM、ARM、ARMVARM、ARM、ARMVTARMTDMI、ARMT、ARMT、ARMTVStrongARM、ARM、ARMVTARMTDMI、ARMT、ARMTVTEARMESVTEARMTDMI、ARMEVARM、ARMTS、ARMTFS、ARMJZS、ARMJZFSARM处理器简介ARM处理器简介ARM处理器核简介ARM公司开发了很多系列的ARM处理器核目前最新的系列已经是ARM了而ARM核以及更早的系列已经很罕见了。目前应用比较广泛的系列是:ARMARMARMEARMSecurCoreXscaleARMCortexARM处理器简介ARM处理器简介ARM处理器简介ARM处理器简介ARM处理器简介ARM处理器简介ARM处理器简介ARM处理器简介ARM处理器简介ARM处理器简介嵌入式处理器分类比较嵌入式处理器分类比较嵌入式处理器的分类嵌入式处理器的分类嵌入式系统:就是嵌入到对象体中的专用计算机系统三要素:嵌入、专用、计算机嵌入性:嵌入到对象体系中有对象环境要求专用性:软、硬件按对象要求裁减计算机:实现对象的智能化功能嵌入式处理器的分类嵌入式处理器的分类嵌入式处理器简单分类微控制器(MCU)以位单片机为代表的微控制器数字信号处理器(DSP)以系列DSP为代表的数字信号处理器片上系统(SOC)以ARMEE等为代表的高级精简指令机器(ARM)ARM与单片机ARM与单片机ARM与单片机从功能定位上来讲都应该叫做微控制器(MCU),单片机是早期嵌入式控制领域里最活跃的通用控制器,DSP的出现取代了单片机在一些计算领域和单片机无法胜任的的密集计算领域的应用,而ARM的出现则更加针对取代单片机在所有控制领域和大多计算领域的应用无论在硬件设计还是软件开发方面,ARM都较之单片机有着很多优越之处体积小、低功耗、高效率这都是ARM的优势之所以单片机在现今仍然迟迟没有退出历史舞台很大的一个因素便是它低廉的成本,成熟的应用技术和运行的可靠性如果有一天ARM芯片的成本缩减到可以和单片机相差无几的时候,才有可能将单片机完全取代单片机由于受自身硬件的限制,更多的应用于低端的嵌入式产品,完成一些相对简单的计算和控制,而ARM是位的,自身集成了最通用的片内外设,无论是主频,功耗还是指令结构上都有较之单片机有相当的超越,它更多的应用于复杂的控制系统中ARM与单片机ARM与单片机虽然现在也出现了一些功能强大的单片机,但是单片机最高位的架构决定了它的性能最大化也无法超越位的ARM处理器与单片机相比较ARM更大的优势体现在软件上,由于ARM能够跑操作系统,所以在开发设计复杂的控制系统中ARM的后期软件开发便变得相当的容易而单片机则要从新写程序,由于ARM上跑的LINUX和类LINUX操作系统自身的稳定性,也使得基于ARM的控制系统具有很好的稳定性虽然单片机发展很迅速,某些增强的C单片机也可以跑如RTX这样的实时操作系统,但是和ARM相比较这种操作系统功能简单,受单片机硬件限制,不可能完成复杂的控制任务,但却也可以给应用单片机的领域提供很大的开发设计便利ARM与DSPARM与DSP如果说从功能定位的角度来看,单片机与ARM是一脉相承的,那么ARM与DSP则是各管一摊ARM的定位是做事务管理,而DSP是数据处理DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计在数字滤波、FFT、频谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。ARM是用来做控制系统的,主频一般比较高,有相当的数据处理能力,在硬件结构上,它往往集成了几乎所有通用的控制接口,这些接口相对与DSP的外围接口,数量更多,功能更加完整,可以实现任意要求的电路设计,并且片上还集成了一些如SDRAM控制器等外设的片上控制器,大大方便了硬件的开发设计ARM与DSPARM与DSPDSP是运算密集处理器一般用在快速执行算法做控制比较困难。为了追求高执行效率不适合运行操作系统核心代码使用汇编。ARM以事务管理为己任,对数据的处理速度相对DSP不是那么高,可靠完善控制的实现是它的特色,也是ARM芯片的功能定位为了完成这项功能,它往往需要跑操作系统,这就需要占用相当的一部分系统软硬件资源,但这可以保证系统运行的可靠性,并在复杂的大型应用系统的开发中体现软件开发的便利性,ARM的软件开发往往使用C或C,这便使得程序具有更好的可读性和移植性ARM与DSPARM与DSP随着半导体技术和制造工艺的发展,ARM和DSP的功能都得到了不断的加强,ARM的计算能力很大程度在提高,而DSP的控制功能也有了大幅的提升,随着两种器件在性能上的相互渗透和功能的不断扩展,一方取代另一方似乎是一个发展趋势,然而就目前来看,两种器件将长期共存却还是不争的事实一些支持DSP指令集的ARM内核已经出现,某些厂商也推出了一些集成了DSP的ARM芯片,在一些对控制功能和信号处理功能都较高的场合这些芯片将会得到很好的应用在DSP或ARM取代另一方之前的过渡时期似乎这类芯片会成为一时的宠儿开发板的硬件配置开发板的硬件配置开发板的硬件配置开发板的硬件配置HE系统主板主要硬件配置处理器ATRMMBNORFlash(M位)Flash起始地址xxfffffMUBOOTxxKUlmagexxKJffsrootxxM(JournallingFlashFileSystem,version)开发板的硬件配置开发板的硬件配置MBSDRAM(M位)xxMMBNANDFlashM个针D型RSC串行接口对应于DebugUART和UART个RJM以太网接口针JTAG接口不跑操作系统不跑操作系统不跑操作系统不跑操作系统不跑操作系统运行通过Debug串口设置bootloader的环境变量通过Uboot烧写应用程序到FLASH复位运行不跑操作系统不跑操作系统ADS编译环境ADS是ARM公司为进行简单应用程序的开发而推出的集成开发环境。ADS主要由三个部分组成:MultiiceServer(连接工具用于识别ARM内核)、Codewarrior(集成编辑、编译和链接工具)和AXD(调试工具)不跑操作系统不跑操作系统ADS编译环境的配置内核的选择ARMT编译器选择C编译器输出文件格式设置调试文件格式ExecutableAIF烧写文件格式Plainbinary不跑操作系统不跑操作系统AXD仿真器运行步骤ADS下debug工程如无错将自动启动AXD调试工具连接ARM芯片在命令行中初始化SDRAMLOAD镜像文件运行程序跑LINUX操作系统跑LINUX操作系统跑LINUX操作系统跑LINUX操作系统LINUX简介Linux是一个类似于Unix的操作系统。它起源于芬兰一个名为LinusTorvalds的业余爱好但是现在已经是最为流行的一款开放源代码的操作系统。Linux从年问世到现在短短几年的时间内已发展成为一个功能强大、设计完善的操作系统伴随网络技术进步而发展起来的LinuxOS已成为Microsoft公司Windows的强劲对手。Linux系统不仅能够运行于PC平台还在嵌入式系统方面大放光芒在各种嵌入式LinuxOS迅速发展的状况下LinuxOS逐渐形成了可与WindowsCE等EOS进行抗衡的局面。目前正在开发的嵌入式系统中以上的项目选择Linux作为嵌入式操作系统。Linux现已成为嵌入式操作的理想选择。跑LINUX操作系统跑LINUX操作系统嵌入式LinuxOS的特点精简的内核性能高、稳定多任务。适用于不同的CPU支持多种体系结构如X、ARM、MIPS、ALPHA、SPARC等。能够提供完善的嵌入式GUI以及嵌入式XWindows。提供嵌入式浏览器、邮件程序、MP播放器、MPEG播放器、记事本等多种应用。提供完整的开发工具和SDK同时提供PC上的开发版本。跑LINUX操作系统跑LINUX操作系统嵌入式LinuxOS的特点用户可定制可提供图形化的定制和配置工具。支持常用嵌入式芯片的驱动支持大量的周边硬件设备驱动丰富。针对嵌入式的存储方案提供实时版本和完善的嵌入式解决方案。完善的中文支持强大的技术支持完整的文档。开放源码丰富的软件资源广泛的软件开发者的支持价格低廉结构灵活适用面广。跑LINUX操作系统跑LINUX操作系统基于LINUX软件开发环境配置在PC机上装LINUX或虚拟LINUX操作系统根据实际应用剪裁LINUX内核并烧到ARM板的FLASH中配置LINUX服务端安装交叉编译环境ARMLINUXGCC配置启动NFS服务器NFS共享目录挂载配置网络跑LINUX操作系统跑LINUX操作系统基于LINUX软件开发环境配置配置LINUX客户端NFS共享目录挂载配置客户端网络跑LINUX操作系统跑LINUX操作系统基于LINUX内核的软件开发与调试开发相应的LINUX设备驱动程序(较难)根据实际需要编辑应用程序一般为实现复杂控制的大型应用程序通过ARMLINUXGCC编译应用程序通过NFS模式调试应用程序通过NFS方式用网口将应用程序固化(烧写)难点难点难点难点跑操作系统的难点硬件部分硬件要求要有足够大的程序空间硬件要求要有足够大的SDRAM空间内核烧写需要网口电路的支持软件部分调试步骤很繁锁尚没有成熟的编译环境没有通用的成熟开发编译环境NFS调试环境建立较繁锁没有办法单步运行调试欲熟练在LINUX下开发应用程序需要投入大量精力深入学习LINUX的学习ARM下编写C程序的学习结论在ARM上跑操作系统的优势是体现在大型复杂控制系统的后期应用程序的设计中而我们的系统要实现的功能简单如跑LINUX操作系统会把更多的时间浪费在前期的系统移植上跑操作系统是适合把ARM当成PC机来用而非单片机难点难点不跑操作系统的难点硬件部分不上操作系统时尚不确定NORFLASH中可否同时存放程序和历史数据对ARM的一些硬件资源比较浪费需要更改原理图部分模块软件部分ARM的编译语言有需要再学习的必要目前手上的相关例程较少例程的程序还没有完全看懂和以前DSP下开发程序类似缺少了学习LINUX的机会结论根据我们的设计要求采用不跑操作系统的方案更为可行调试环境比较成熟程序开发调试流程相对熟悉日程日程日程日程硬件部分月末完成原理图的修改和检查月份建立PCB元件库完成PCB制作月份核查原理图和PCB完成校正定稿送去做板月初采购元器件月中旬焊接测试电路板日程日程软件部分完全掌握ARM的编程(六月)在开发板上编写串口双向通讯的程序用SDRAM代替双口RAM测试程序DSP板增加传送数据到双口RAM的程序完成ARM板的程序与PC机之间的串口双向通讯与PC机之间GPRS的双向通讯(与上面程序基本一样)最终时间-板子硬件检测正常后的一个月内TheEnd

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