【硕士论文】基于ARM和FPGA的嵌入式开发平台设计与实现.pdf

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1、摘要随着计算机技术、网络技术和微电子技术的深入发展，嵌入式系统在各个领域中得到广泛应用。以ARM和以FPGA为核心的嵌入式系统是当前嵌入式研究的热点，而相关研究的开展需要功能强大的开发平台支持，因此基于ARM和FPGA的开发平台设计研究具有重要意义。本文分别设计了一款基于PXA270的ARM开发平台和一款基于Virtex5的FPGA开发平台，主要针对电源管理、接口设计、板级时序等关键技术进行了研究。在此基础上利用PADSLogic设计工具完成了系统原理图设计，并借助HyperlynxSI仿真工具，对PCB的板级设计问题进行了分析

2、，实现了平台PCB的可靠设计。最后对平台各模块进行了调试，通过在平台上运行操作系统并加载可执行程序的方法验证了平台整体功能。本文的特色体现在以下三个方面：(1)结合PXA270处理器内部的电源管理单元和MAXl586A集成电源管理芯片，实现了PXA270开发平台的动态电源管理，有效降低了平台功耗；(2)平台实现了FF／BT／STUART、USBHost／Client、SD／MMC、AC’97、LCD和扩展VGA、PCMCI～CF等多种接口，具有良好的开发灵活性和通用性；(3)对开发平台PCB板级走线中可能出现的反射、串扰、时序冲

3、突等问题进行评估，给出了布线约束方案，使系统可靠性得到有效提高。关键词：PXA270：Virtex5；高速PCBABSTRACTWiththedevelopmentofcomputertechnology,networktechnologyandmicroelectronictechnology,theembeddedsystemhasbeenwidelyusedinvariousoffields．Currently,ARM—basedandFPGA—basedsystemhasbecomethehotspotincurrent

4、embeddedsystemreseacharea，andtherelevantresearchesrequirethesupportofapowerfuldevelopmentplatform．So，itissignificantandmeaningfultodesignandresearchtheARM—basedandFPGA—baseddevelopmentplatform．ThispaperdesignsonePXA270-basedARMdevelopmentplatformandoneVirtex5-basedFP

5、GAdevelopmentplatform．andtheymainlyfocusontheproblemofpowermanagement，interfacedesign，board—leveltiming．WecompletethesystemschematicandPCBdesigninPADStools，andbymeansofrunningtheoperatingsystemontotheplatformandloadingexecutableprocedures，weverifytheoverallfunctional

6、ityoftheplatformsuccessfully．Thecharacteristicsofthispaperareasfollows：(1)CombinethepowermanagementunitofPXA270processorwiththeMAX1586Aintegratedpowermanagementchip，thedynamicpowermanagementofPXA270developmentplatformhasbeenaccomplished，andmakethepowerconsumptionbeen

7、reducedeffectively．(2)ImplementtheFF／BT／STUART,USBHost／Client，SD／MMC，AC’97，PCMCIA／CF,LCDandVGAinterfaces，andtheplatformwillhaveabeaerperformanceofflexibilityandversatilityforfutureresearch．(3)Simulateandanalyzethereflection，crosstalk，board—leveltiminginPCBdesignproce

8、ss，giveouttheroutingconstraintsmethodtoimprovethesystem’Sreliability,moreeffectively．KeyWords：PXA270；Virtex5；High—speedPCB辩1帛蚺论第1童绪