五、基于arm的嵌入式系统硬件结构设计

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1、嵌入式系统设计与实例开发——ARM与µC/OS-Ⅱ北京航空航天大学北京航空航天大学智能嵌入式技术工作室智能嵌入式技术工作室1五、基于ARM的嵌入式系统硬件结构设计¾嵌入式系统体系结构设计¾基于ARM的硬件设计2嵌入式系统的软/硬件框架驱动器1传感器1驱动器2传感器2机械装置............驱动器N传感器N被控对象功能层应用程序图形用户文件系统任务管理软件层接口实时操作系统(RTOS)中间层BSP/HAL硬件抽象层/板极支持包D/A通用接口嵌入式A/DROM硬件层微处理器I/OSDRAM人机交互接口嵌入式计算机系统3嵌入式系统的设计步骤系统需求分析:规格说明书体系结构设计

2、机械系统设计硬件设计软件设计系统集成系统测试产品4嵌入式系统设计步骤ò系统需求分析：确定设计任务和设计目标，并提炼出设计规格说明书，作为正式设计指导和验收的标准。系统的需求一般分功能性需求和非功能性需求两方面。功能性需求是系统的基本功能，如输入输出信号、操作方式等；非功能需求包括系统性能、成本、功耗、体积、重量等因素。ò体系结构设计：描述系统如何实现所述的功能和非功能需求，包括对硬件、软件和执行装置的功能划分以及系统的软件、硬件选型等。一个好的体系结构是设计成功与否的关键。ò硬件/软件协同设计：基于体系结构，对系统的软件、硬件进行详细设计。为了缩短产品开发周期，设计往往是并行的

3、。应该说，嵌入式系统设计的工作大部分都集中在软件设计上，采用面向对象技术、软件组件技术、模块化设计是现代软件工程经常采用的方法。ò系统集成：把系统的软件、硬件和执行装置集成在一起，进行调试，发现并改进单元设计过程中的错误。ò系统测试：对设计好的系统进行测试，看其是否满足规格说明书中给定的功能要求。5嵌入式系统的硬件体系结构通用微处理器可重构计算机ASIC应用软件配置存储器通用嵌入式可重构ASIC微处理器计算部件数据数据数据6嵌入式系统设计的层次ò系统级ò应用级7¾嵌入式系统框架设计¾基于ARM的硬件设计8基于ARM的硬件设计主要介绍基于ARM7的嵌入式硬件开发平台的设计方法，包

4、括结构、主要接口、存储器选用方案以及外设、显示等方面的内容。ò嵌入式硬件开发平台的体系结构ò外围存储器接口设计方法ò键盘、LCD等人机交互接口的设计ò触摸屏的设计ò以太网设计òCAN总线设计9SamsungS3C44B0XòSamsungS3C44B0X微处理器是三星公司专为手持设备和一般应用提供的高性价比和高性能的微控制器解决方案，它使用ARM7TDMI核，工作在66MHZ。为了降低系统总成本和减少外围器件，这款芯片中还集成了下列部件：ò8KBCache、外部存储器控制器、LCD控制器、4个DMA通道、2通道UART、1个多主I2C总线控制器、1个IIS总线控制器，5通道PW

5、M定时器及一个内部定时器、71个通用I/O口、8个外部中断源、实时时钟、8通道10位ADC等。10基于ARM的嵌入式硬件平台体系结构11芯片体系结构12S3C44B0X存储系统的特征ò支持数据存储的大/小端选择(通过外部引脚进行选择)ò地址空间：具有8个存储体，每个存储体可达32Mb，总共可达256Mb。ò对所有存储体的访问大小均可进行改变（8位／16位／32位）ò8个存储体中，Bank0－Bank5可支持ROM、SRAM；Bank6、Bank7可支持ROM、SRAM和FP／EDO／SDRAM等。ò7个存储体的起始地址固定，1个存储体的起始地址可变。13复位后的S3C44B0X

6、的存储器映射表0x1000_0000SROM/DRAM/SDRAM（Ngcs7）2MB/4MB/8MB/16MB/32MB参0x0e00_0000见表SROM/DRAM/SDRAM（nGCS6）2MB/4MB/8MB/16MB/32MB7-10x0c00_0000SROM（nGCS5）32MB0x0e00_0000SROM（nGCS4）32MB256MB0x0800_0000SA[27:0]SROM可存取（nGCS3）32MB区域0x0600_0000SROM（nGCS2）32MB0x0400_0000SROM（nGCS1）32MB0x0200_0000特殊功能寄存器（4MB）

7、0x01c0_0000SROM28MB（nGCS1）0x0000_000014典型系统中存储体的分配情况存储体与存储体的接口Bank0BIOS512K×2FlashBank116MFlash硬盘Bank2USB接口Bank3LCD显示模块Bank4保留Bank5保留Bank6系统内存SDRAMBank7保留15S3C44B0X与FLASH的连接（HalfWord方式）16ò使用Bank0上的两片512Kb×2来放置系统BIOS，系统上电以后，PC指针自动指向Bank0的第一个单元，开始进行系