【文章內(nèi)容簡介】 果，甚至造成系統(tǒng)的崩潰，這在系統(tǒng)和程序開 發(fā)時，是需要保持警惕的。 系統(tǒng)硬件的選擇 圖 為 lcd 驅(qū)動的結(jié)構框圖， S3C2440 處理器通過數(shù)據(jù)線和地址線與顯示緩存哈爾濱 工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 6 SDRAM 達到連接、傳入像素數(shù)據(jù)， LCD 控制器就會自動通過 DMA 讀取數(shù)據(jù)送往TFTLCD 顯示 ,下文主要介紹如何選擇 lcd 的硬件部分。 S 3 C 2 4 4 0S D R A ML C D 驅(qū) 動 器T F T L C D電 源顯 示 緩 存L C D 控制 器數(shù) 據(jù) 線 D A T A地 址 線數(shù) 據(jù) 線控 制 線時 鐘 線 圖 LCD驅(qū)動結(jié)構框圖 LCD 液晶屏 隨著信息顯示技術的發(fā)展 ,液晶顯示器已經(jīng)得到了越來越廣泛的應用。利用光電效應的 LCD 大致可分為以下幾種 :TNLCD、 STNLCD、 HTNLCD、 FSTNLCD、 TFTLCD。 TNLCD 就是扭曲向列液晶顯示器。在 TN 型液晶顯示器中含有正性向列型液晶。液晶分子的定向就是使玻璃表面平行于圓柱型的液晶分子沿一個固定方向排列，分子長軸的方向是由定向處理的方向而定的。玻璃上下表面的定向方向是相互垂直的，這樣，在垂直于玻璃片表面的方向，呈現(xiàn)出逐漸扭曲液晶分子，從上玻璃片到下玻璃片扭曲了90176。，這就是扭曲向列型液晶顯示器名稱的由來。 TNLCD 是人們發(fā)現(xiàn)最早 ,應用最廣，數(shù)量最多，價格最便宜的顯示器。 STNLCD 是 Super Twist Liquid Crystal Display 的簡稱。即超扭曲向列型 LCD。它 與 TNLCD 的結(jié)構相似 ,不同的是它的扭曲角不是 90 度 ,而是在 180～ 270 度之間 ,雖然僅僅扭曲角不同 ,但它的工作原理與 TNLCD 完全不同。 HTNLCD 是 High Twist Nematic Liquid Crystal Display 的簡稱。即高扭曲向列型 液晶顯示器。 HTNLCD 的扭曲角在 100 度到 120 度之間。介于 TNLCD 和 STNLCD之間 ,其性能也介于 TNLCD 和 STNLCD 之間。 FSTNLCD 是 Film Super Twist Nematic Liquid Crystal Display 的簡稱 ,稱為補償膜超扭曲向列型液晶顯示器。通過一層特殊處理的補償膜 ,能夠克服 STNLCD 的缺點。TFTLCD 是 Thin Film Transistor 的簡稱，即薄膜晶體管的有源矩陣 LCD,它是目前 LCD 市場中較高檔的產(chǎn)品。 TFTLCD 以其分辨率高、響應速度快和色彩豐富等優(yōu)點正逐漸取代 STNLCD，隨著 TFT 工藝的成熟 ,TFT 已逐漸成為現(xiàn)在液晶顯示領域的主流產(chǎn)品 哈爾濱 工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 7 ARM9 處理器 ARM9 系列 處理器是英國 ARM 公司設計的主流嵌入式處理器，主要包 ARM9TDMI和 ARM9ES 等系列。 以應用手機為例， 2G 手機的功能是提供語音及簡單的文字短信，而現(xiàn)在我們使用的 和未來將要面世的 3G 手機除了提供這兩項功能外，還必須提供各種其他的應用功能。主要包括： (1)無線網(wǎng)絡設備：手機無線上網(wǎng)、電子郵件的收發(fā)及其他 GPS 定位服務等功能 (2)掌上平板電腦功能：包括用戶操作系統(tǒng) (Windows CE、 Symbian OS、 Linux等 )及其他功能； (3)高性能功能：音頻播放、可視電話、手機游戲等。在 和 3G 的應用中 ARM9 嵌入式處理器已經(jīng)完全的替代了 ARM7 嵌入式處理器。因為 ARM9 的全新特性能夠滿足各種新需求的同時減少產(chǎn)品研發(fā)時間并降低研發(fā)費用。 新一代的 ARM9 處理器，呈現(xiàn)給我們的是全新的設計，并且采取了更多的晶體管，能夠超越 ARM7 處理器兩倍以上的處理速度。我們通過增加時鐘頻率和減少指令執(zhí)行周期來實現(xiàn)處理速度的提高。 ARM7 處理器的流水方式 3 級流水線，而 ARM9 的流水方式為 5 級流水線，時鐘頻率和并行處理能力的提高是通過增加流水線而實現(xiàn)的。在 5 個時鐘周期內(nèi)可以通過 5級流水線將每個 指令分配進去，有 5 個指令在同一時刻被執(zhí)行。在同樣工藝加工下，ARM920T 處理器的時鐘頻率是 ARM720T 的 ～ 倍。 2 .指令周期的改進 對于處理器性能我們會用改進指令周期的方法來提高。代碼執(zhí)行時指令的重疊決定了性能提高的幅度，這實際問題體現(xiàn)在程序本身。對于最高級的語言的采用，總體來說，會提高性能的 30％左右。 S3C2440 處理器 S3C2440 是一款基于 ARM920T 內(nèi)核的 32位的執(zhí)行命令較少的微嵌入式微處理器，主要面向以及高性價比、低功耗的手持設備應用?？梢赃_到 203MHz 的運行頻率。 ARM920T內(nèi)核由 基于 ARM 體系結(jié)構 v4 版本的高端 ARM 核 、高速緩存和儲存管理三部分組成。其中虛擬內(nèi)存可以被內(nèi)存管理單元所管理，由獨立的 16KB 地址和 16KB 數(shù)據(jù)高速緩存器組成了高速存儲設備。 ARM920T 有兩個協(xié)處理器： CP14 和 CP15。 CP14 具有調(diào)試控制，CP15 具有存儲系統(tǒng)控制以及測試控制。其內(nèi)結(jié)構如圖 哈爾濱 工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 8 指 令M M UA M B A 總 線接 口指 令 告 訴 緩 存（ 1 6 K ）外 部 協(xié) 處 理 器接 口A R M 9 T D M I處 理 器 核 心（ 內(nèi) 部 嵌 入 式 I C E ）C 1 3C P 1 5C 1 3指 令M M U數(shù) 據(jù) 高 速 緩 存（ 1 6 K ）寫 回 P AT A G R A M寫 緩 沖I V A 【 3 1 : 0 】I D 【 3 1 : 0 】I V A 【 3 1 : 0 】D D 【 3 1 : 0 】D V A 【 3 1 : 0 】D V A 【 3 1 : 0 】W B P A 【 3 1 : 0 】D P A 【 3 1 : 0 】A R M 9 2 0 T 圖 S3C2440內(nèi)核結(jié)構圖 S3C2440 在內(nèi)核結(jié)構中是比較復雜的，功能模塊的擴展性也比較強，主要有 ARM9獨立的 16KB 數(shù)據(jù)緩存和 16KB 指令集， ARM920T 內(nèi)核，虛擬內(nèi)存管理單元， LCD 控制器， NANDflash 內(nèi)存， 3 通道 UART， 4 通道 DMA， 4 通道具備 PWM 功能的定時器，內(nèi)存管理單元， I/O 口，實時時鐘芯片， 8 通道 10 比特位精度 ADC 匯編指令，互聯(lián)網(wǎng)信息，數(shù)字音頻總線接口， USB 主機， USB 設備， SD/MMC 卡控制器， 2 通道 SPI 和PLL 數(shù)字鎖相環(huán)組成。其內(nèi)部結(jié)構如圖 所示： L C D 控 制 器AHBBUSU S B 主 機 控 制 器E x t M a s t e rN A N D 控 制N A N D F l a s h 引 導 啟 動 加 載時 鐘 發(fā) 生 器（ M P L L ）橋 路 和 D M A （ 4 個 通 道 ）U A R T 0 , 1 , 2U S B 設 備 控 制 器S D I / M M C看 門 狗 定 時 器總 線 控 制 器總 裁 / 譯 碼S P I 0 , 1APBBUS1 2 C1 2 SG P I O定 時 器 / P W M0 ~ 3 , 4 ( 內(nèi) 部 )R T CA D CA C 9 7L C DD M A 圖 S3C2440 功能框圖 哈爾濱 工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 9 第 3 章 創(chuàng)建嵌入式 linux 軟件開發(fā)平臺 Linux 系統(tǒng) Linux 是一個類 UNIX 內(nèi)核的可自由發(fā)布的實現(xiàn)版本，是一個操作系統(tǒng)的底層核心。因為 Linux 以 UNIX 為靈感來源，所以 Linux 程序和 UNIX 程序非常類似。事實上，幾乎所有為 UNIX 編寫的程序都可以在 Linux 上運行。而且，一些專用于 UNIX 商用版的商用應用程序也可以不加改變的以二進制形式運行在 Linux 系統(tǒng)上。 Linux 是由赫爾辛基大學的 Linus Torvalds 開發(fā)的。起見得到了網(wǎng)絡上廣大的 UNIX程序員的不斷幫助，逐漸完善起來的。它最初只是受 Andy Tanenbaum 教授的 Minix 啟發(fā)而開發(fā)的個人愛好的程序，但后來它逐漸發(fā)展成為一個擁有自己版權的完整操作系統(tǒng)。其目的是，保證 Linux 除包含自由發(fā)布的代碼外，不會集成任何私有代碼。 在 linux 的特性中靈活性和高效性得到了充分的體現(xiàn)。它可以集成 unix 的全部特性在計算機上。具有多功能例如：多任務、多用戶并發(fā)。在 GNU 操作系統(tǒng) 下的 GPL 協(xié)議公共許可權限下我們可以免費獲得 Linux， linux 是一個符合 POSIX 標準的操作系統(tǒng)。Linux 操作系統(tǒng)不僅被 Linux 操作系統(tǒng)軟件包所包括，而且文本編輯器、高級 語言編譯器等應用軟件也包含在內(nèi)。它還包括帶有多個窗口管理器的 Windows 圖形用戶界面，如果我們使用 Windows NT 一樣，允許我們使用窗口、圖標、菜單對系統(tǒng)進行操作。 現(xiàn)在， linux 幾乎可以運行在所有類型的 CPU 的計算機上，包括基于 intel x86 系列機及其各種兼容型個人計算機，使用 SPARC、 POWERPC、 Itanium 的工作站和服務器，還有一些手持設備， PDA,游戲機，手機，嵌入式產(chǎn)品等，都會有 Linux 的身影出現(xiàn)。由于 Linux 的開源性免費性，使得很多廠家將注意力都轉(zhuǎn)移到它的上面，以便于降低 產(chǎn)品成本，增強產(chǎn)品市場競爭力。同時，也推進了 linux 在操作系統(tǒng)領域的推廣與普及。 Linux 的發(fā)展過程 1990 Linus Torvalds 首次接觸 MINIX； 1991 Linus Torvalds 開始在 MINIX 上編寫各種驅(qū)動程序等操作系統(tǒng)內(nèi)核組件； 1991 底 ,Linus Torvalds 公開了 Linux 內(nèi)核； 1993 版發(fā)行， Linux 轉(zhuǎn)向 GPL 版權協(xié)議； 1994 Linux 的第一個商業(yè)發(fā)行版 Slackware 問世； 1996 美國國家標準技術局的 計算機系統(tǒng)實驗室確認 Linux 版本 （由 Open 哈爾濱 工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 10 Linux 公司打包）符合 POSIX 標準； 1999 Linux 的簡體中文發(fā)行版相繼問世。 Linux 系統(tǒng)的優(yōu)點 （ 1）良好的界面 字符界面和圖形界面同時被 Linux 采用著。用戶可以通過鍵盤在字符界面輸入相應的指令來進行操作。它同時也提供了類似 Windows 圖形界面的系統(tǒng)，用戶可以使用鼠標對其進行操作。在 Windows 環(huán)境中就和在 Windows 中相似，可以說是一個 Linux 版的 Windows。 （ 2）多任務、多用戶 Linux 采用多 用戶切換狀態(tài)，各個用戶之間有著自己特殊的管理權力對自己的文件設備，用戶之間互不影響得到了充分的保護。現(xiàn)在電腦中多任務是最主要的要求之一，在相應的操作系統(tǒng)上 linux 允許多個程序同時并獨立的運行。 （ 3）開源免費 Linux 是一款開源的完全免費的操作系統(tǒng)，用戶可以通過網(wǎng)絡下載申請等途徑免費獲得，并可以根據(jù)需求自己可以修改其源代碼。這是其他的操作系統(tǒng)所不能被允許的。正是這一特性，全世界無數(shù)程序員參與了 Linux 編寫工作，源代碼的修改，根據(jù)自己興趣和靈感程序員可以對其進行相應的修改。無數(shù)程序員的精華在 linux 操 作系統(tǒng)中得到了充分的施展。 POSIX Linux完全的兼容，這使得可以運行常見的 DOS、 windows在 Linux下通過相應的模擬器。這為用戶從 Windows 到 Linux 成功轉(zhuǎn)型 奠定了基礎。許多用戶在考慮使用 Linux 時，就想到以前常見的應用程序在 Windows 下是否能正常運行，他們的疑慮在這一點被成功的消除了。 （ 4）可靠的安全、穩(wěn)定性能 Linux 采用了許多安全技術的相應措施，其中對讀、寫操作設置了相應控制、審計跟蹤、核心技術授權等，這些都為安全提供了保障。由于 Linux 操作系統(tǒng)需要應用到 網(wǎng)絡服務器，這就要求穩(wěn)定性也要比較高，實際上 Linux 在網(wǎng)絡服務器方面做的也比較成功。 （ 5）豐富的網(wǎng)絡功能 互聯(lián)網(wǎng)是在 Unix 操作系統(tǒng) 的基礎上繁榮起來的，所以 Linux 的網(wǎng)絡功能也發(fā)展的比較成功。它的網(wǎng)絡功能與內(nèi)核設備緊密相連在一起，在這方面 Linux 操作系統(tǒng) 要優(yōu)于其他操作系統(tǒng)。在 Linux 中，用戶可以無限制的實現(xiàn)網(wǎng)絡連接、文件設備傳輸、遠程控制登陸等網(wǎng)絡工作。并且可以作為服務器端提供 WWW、 FTP、 EMail 等服務。 哈爾濱 工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 11 （ 6）支持多種平臺 Linux 是完全開源免費的所以可以運行在多種硬件平臺上，如具有 x8 SPARC、Alpha 等處理器的平臺。此外 Linux 還是一種嵌入式操作系統(tǒng)，可以運行在 PDA、電視機頂盒或游戲機上。 2020 年 1 月份發(fā)布的 Linux