基于ARM7的最小系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

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1、文獻(xiàn)綜述基于ARM7的最小系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)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(shí)產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，與其他半導(dǎo)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(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)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(guān)系使得ARM公司迅速的成為全球性RISC微處理器標(biāo)準(zhǔn)的締造者，同時(shí)也給用戶帶來(lái)了巨大的好處，使其在掌握一種ARM內(nèi)核結(jié)構(gòu)及其開(kāi)發(fā)手段時(shí)，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(guó)先進(jìn)RISC機(jī)器公司的產(chǎn)物，它具有極高的性價(jià)比，代碼密度以及出色的實(shí)時(shí)中斷響

2、應(yīng)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(yīng)用范圍十分廣泛，比如手機(jī)、PDA、MP3/MP4和種類繁多的便捷式消費(fèi)品。ARM處理器得到了眾多廠家的支持，在32位嵌入式應(yīng)用領(lǐng)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(dǎo)體公司獲得ARM授權(quán)，開(kāi)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.它具有大量的通用寄存器；2.通過(guò)裝載或保

3、存結(jié)構(gòu)使用獨(dú)立的load和store指令來(lái)完成數(shù)據(jù)在寄存器和外部存儲(chǔ)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(wèn)存儲(chǔ)器；3.它的尋址方式相當(dāng)簡(jiǎn)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(lái)決定；4.使用了統(tǒng)一的和固定長(zhǎng)度的指令格式；5.每一條數(shù)據(jù)處理指令可以同時(shí)包含邏輯運(yùn)算單元的運(yùn)算及移位處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯運(yùn)算單元和移位器的最大利用；6.地址自動(dòng)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(lái)實(shí)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(dāng)某個(gè)特定條件滿足時(shí)指令才會(huì)被執(zhí)行。通過(guò)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(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑。它是以應(yīng)用為中心，計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，軟件硬件可剪裁，能適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能，可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。主要有嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備和嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用軟件等組成，主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)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(jì)算機(jī)完全不同，它誕生于微型計(jì)算機(jī)時(shí)代，形成了獨(dú)立的單芯片的技術(shù)發(fā)展道路。經(jīng)過(guò)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(diǎn)為：1.嵌入型:指計(jì)算機(jī)嵌入到對(duì)象體系當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系的智能控制。2.內(nèi)含計(jì)算機(jī)：是對(duì)象系統(tǒng)智能化控制的根本保障。專用型：指在滿足對(duì)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(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展方向）隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)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(guó)著名未來(lái)學(xué)家尼葛洛龐帝99年1月訪華時(shí)發(fā)言說(shuō)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(guó)著名的嵌入式研究者沈緒榜院士在98年11月的全國(guó)11次微機(jī)學(xué)術(shù)交流會(huì)上發(fā)表了《計(jì)算機(jī)的發(fā)展與技術(shù)》，其中對(duì)未來(lái)10年嵌入式芯片為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)工業(yè)進(jìn)行了科學(xué)的闡述與展望[3]。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，嵌入式技術(shù)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(lǐng)域，數(shù)字技術(shù)逐漸全面的代替模擬技術(shù)；在廣播電視領(lǐng)域，數(shù)字電視也在人們生活中所應(yīng)用；數(shù)字音頻廣播也進(jìn)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(kāi)嵌入式

7、系統(tǒng)技術(shù)。在著名的維納斯計(jì)劃生產(chǎn)機(jī)頂盒中，就是采用了32位以上的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。在個(gè)人領(lǐng)域當(dāng)中，嵌入式產(chǎn)品將個(gè)人商用作為個(gè)人移動(dòng)的數(shù)據(jù)處理和通訊軟件。由于嵌入式設(shè)備具有自然的人機(jī)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(yǔ)音撥號(hào)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(jìn)的PDA在顯示屏幕上已實(shí)現(xiàn)漢字寫入、短消息語(yǔ)音發(fā)布，日用范圍也將日益廣闊。對(duì)于企業(yè)專用解決方案，如物流管理、條碼掃描、移動(dòng)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(dòng)控制領(lǐng)域，不僅可

8、以用于ATM機(jī)，自動(dòng)售貨機(jī)，工業(yè)控制等專用設(shè)備，和移動(dòng)通訊設(shè)備結(jié)合、GPS、娛樂(lè)相結(jié)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(yīng)用于各大公司的微處理器，同時(shí)也普及用于學(xué)習(xí)和研發(fā)的各種配套開(kāi)發(fā)包。在軟件方面，國(guó)外商品化的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，已進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等產(chǎn)品。我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的嵌入式系統(tǒng)軟件產(chǎn)品如科銀(CoreTek)公司的嵌