基于ARM7的最小系統(tǒng)實驗板設計文獻綜述

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1、文獻綜述基于ARM7的最小系統(tǒng)實驗板設計1前言部分（ARM嵌入式系統(tǒng)的研究背景和意義）ARM公司是一家知識產(chǎn)權供應商，與其他半導體公司所不同的是不制造芯片及不向終端用戶出售芯片，只是轉讓設計方案，然后由其合作伙伴生產(chǎn)各色的芯片。這種雙贏的伙伴關系使得ARM公司迅速的成為全球性RISC微處理器標準的締造者，同時也給用戶帶來了巨大的好處，使其在掌握一種ARM內(nèi)核結構及其開發(fā)手段時，就能使用多家公司相同ARM內(nèi)核的芯片。ARM微處理器是英國先進RISC機器公司的產(chǎn)物，它具有極高的性價比，代碼密度以及出色的實時中斷響

2、應和很低的功耗，它占用面積很少的硅片，從而使其成為嵌入式系統(tǒng)的理想選擇。ARM微處理器的應用范圍十分廣泛，比如手機、PDA、MP3/MP4和種類繁多的便捷式消費品。ARM處理器得到了眾多廠家的支持，在32位嵌入式應用領域獲得了巨大的成功,如Inter、Motorola、IBM、NS、Atmel、Philips、NEC、OKI、SONY等世界上幾乎所有的半導體公司獲得ARM授權，開發(fā)具有自己特色的基于ARM的嵌入式系統(tǒng)芯片[1]。ARM處理器具備了RISC的結構特點：1.它具有大量的通用寄存器；2.通過裝載或保

3、存結構使用獨立的load和store指令來完成數(shù)據(jù)在寄存器和外部存儲器之間的傳送，而且處理器只處理寄存器中的數(shù)據(jù)，避免多次訪問存儲器；3.它的尋址方式相當簡單，所有的裝載或保存的地址只能有寄存器的內(nèi)容和指令域來決定；4.使用了統(tǒng)一的和固定長度的指令格式；5.每一條數(shù)據(jù)處理指令可以同時包含邏輯運算單元的運算及移位處理，來實現(xiàn)對邏輯運算單元和移位器的最大利用；6.地址自動增和減的尋址方式優(yōu)化程序中的循環(huán)處理；7.Load/store指令可批量傳輸數(shù)據(jù)，來實現(xiàn)最大數(shù)據(jù)的吞吐量；大多數(shù)的ARM指令是可以“條件執(zhí)行”的

4、，即只有當某個特定條件滿足時指令才會被執(zhí)行。通過使用條件執(zhí)行，可以減少指令數(shù)目，改善程序的執(zhí)行效率和提高代碼密度。嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)是現(xiàn)代計算機發(fā)展史上的里程碑。它是以應用為中心，計算機為基礎，軟件硬件可剪裁，能適應應用系統(tǒng)對功能，可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。主要有嵌入式微處理器、外圍硬件設備和嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶應用軟件等組成，主要用于實現(xiàn)對其他設備的控制，監(jiān)視和管理等功能[2]。嵌入式系統(tǒng)其發(fā)展道路與通用計算機完全不同，它誕生于微型計算機時代，形成了獨立的單芯片的技術發(fā)展道路。經(jīng)過幾

5、十年的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在很大程度上改變了人們的生活狀態(tài)，而且不種變化在不斷提升。嵌入式系統(tǒng)有很多種類，每種都具有自己的特色。嵌入式的特點為：1.嵌入型:指計算機嵌入到對象體系當中，實現(xiàn)對象體系的智能控制。2.內(nèi)含計算機：是對象系統(tǒng)智能化控制的根本保障。專用型：指在滿足對象控制要求及環(huán)境要求下的軟硬件剪裁性[1]。2主題部分（ARM嵌入式系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展狀況及發(fā)展方向）隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)也獲得了廣闊的發(fā)展空間，美國著名未來學家尼葛洛龐帝99年1月訪華時發(fā)言說4到5年后嵌入式智能工具將是

6、PC與因特網(wǎng)之后的另一偉大發(fā)明。我國著名的嵌入式研究者沈緒榜院士在98年11月的全國11次微機學術交流會上發(fā)表了《計算機的發(fā)展與技術》，其中對未來10年嵌入式芯片為基礎的計算機工業(yè)進行了科學的闡述與展望[3]。進入20世紀90年代后，嵌入式技術全面發(fā)展，目前已成為電子產(chǎn)品和通信產(chǎn)品共同發(fā)展的方向。在通信領域，數(shù)字技術逐漸全面的代替模擬技術；在廣播電視領域，數(shù)字電視也在人們生活中所應用；數(shù)字音頻廣播也進入商品化在試播階段；而軟件、集成電路和新型元器件在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的作用也逐漸的重要。上述的所有產(chǎn)品，都離不開嵌入式

7、系統(tǒng)技術。在著名的維納斯計劃生產(chǎn)機頂盒中，就是采用了32位以上的嵌入式系統(tǒng)技術。在個人領域當中，嵌入式產(chǎn)品將個人商用作為個人移動的數(shù)據(jù)處理和通訊軟件。由于嵌入式設備具有自然的人機交互界面，GUI屏幕為中心的多媒體界面給人很大的親和力。手寫文字輸入、語音撥號上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件以及彩色圖形、圖像已取得初步成效。目前一些先進的PDA在顯示屏幕上已實現(xiàn)漢字寫入、短消息語音發(fā)布，日用范圍也將日益廣闊。對于企業(yè)專用解決方案，如物流管理、條碼掃描、移動信息采集等，這種小型手持嵌入式系統(tǒng)將發(fā)揮巨大的作用。自動控制領域，不僅可

8、以用于ATM機，自動售貨機，工業(yè)控制等專用設備，和移動通訊設備結合、GPS、娛樂相結合，嵌入式系統(tǒng)同樣可以發(fā)揮巨大的作用。在硬件方面，不僅應用于各大公司的微處理器，同時也普及用于學習和研發(fā)的各種配套開發(fā)包。在軟件方面，國外商品化的嵌入式實時操作系統(tǒng)，已進入我國市場的有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等產(chǎn)品。我國自主開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)軟件產(chǎn)品如科銀(CoreTek)公司的嵌