基于arm嵌入式系统的飞行参数记录及转录仪设计

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1、南京航空航天大学硕士学位论文注释表ARMAdvanceRISCMachinesARM处理器RTOSRealTimeOperatingSystem实时操作系统CISCComplexInstructionSetComputer复杂指令集计算机RISCReducedInstructionSetComputer精简指令集计算机JTAGJointTestActionGroup边界扫描测试技术IPIntelligencePatent知识产权xi承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文

2、中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文第一章绪论1.1嵌入式系统概述1.1.1嵌入式系统的定义所谓嵌入式系统(EmbeddedSystem)，实际上是嵌入式计算机系统的简称，它是相对于通用计算机系统而言

3、的。国际电气和电子工程师协会（IEEE）对嵌入式系统的定义为：“用于控制、监视或者辅助操作机器、设备和工厂的装置。”（原文为devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）[1]。这里主要是从应用上进行定义的。从中可以看出嵌入式系统是软硬件的结合体，还可以涵盖机械的附属装置。不过上述的定义不能完全体现出嵌入式系统的精髓。目前国内一个比较普遍被认同的定义是：“嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁

4、减，满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。”它属于计算机系统的一个重要分支，它是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各行业的具体应用相结合的产物。它可以实现对其他设备的控制，监视或者管理等功能。1.1.2嵌入式系统的组成由嵌入式系统的定义可以看出，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，所以嵌入式系统可以划分为硬件和软件两大部分。1．嵌入式系统的硬件硬件一般由嵌入式微处理器、存储器以及外围设备器件和I/O端口等组成。由于嵌入式系统的CPU不一定需要像通用型的CPU那么齐全的功能，但是却要

5、求小巧省电，所以嵌入式处理器一般都集成了一些I/O接口电路以及其他的功能模块[2]。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样的大容量存储介质，而大多使用EPROM或者EEPROM或者闪存（FlashMemory）作为存储介质。由于嵌入式系统应用都是面向特定的用户或者行业的，因此其外围的器件一般也比较有针对性，不过还是经常包括一些显示设备、控制输入输出设备等。嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器。目前嵌入式处理器的寻址空间可以从64KB到1GB,处理速度从0.1MIPS到2000MIPS。近年来嵌入式微处理器

6、的主要发展方向是小体积、高性能、低功耗。专业分工也越来越明显，出现了专业的IP（IntellectualPropertyCore，知识产权）供应商，如ARM、MIPS等，他们通过提供优质、高性能的嵌入式微处理器内核，由各个半导体厂商生产面向各个应用领域的芯片。一般可以将嵌入式处理器分成类，如图1.1所示。1基于ARM嵌入式系统的飞行参数记录及转录仪设计嵌入式微控制器（MCU）嵌入式DSP处理器（DSP）嵌入式处理器嵌入式微处理器（MPU）嵌入式片上系统（SOC）图1.1嵌入式处理器分类嵌入式微处理器是由通用计算机中的CP

7、U演变而来的。它的特征是具有32位以上的处理能力，具有较高的性能，当然其价格也相应较高。与工控计算机相比，它具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。目前主要的嵌入式微处理器类型有Aml86/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM/XScale系列等。在我们应用系统中，所采用的即为ARM微处理器，后面将具体介绍。2．嵌入式系统的软件嵌入式系统的软件一般由引导加载程序、嵌入式操作系统和应用程序组成。其中引导装载程序（Bootloader）是系统上电后首先运行的第一段代码，它是嵌入式系

8、统中一个非常重要的组成部分。它可以初始化硬件设备，建立内存空间映射，从而将系统的软硬件环境配置到合适的状态，进而将控制权交给操作系统，启动操作系统；应用程序控制着系统的运作和运行；嵌入式操作系统是连接计算机硬件与应用程序的系统程序。操作系统有两个基本功能：使计算机硬件便于使用；高效组织和正确地使用计算机的资源。操作系