【正文】 ?先得到全部需要的資源再做下一步的工作 ?用同樣的順序去申請多個資源 ?釋放資源時使用相反的順序 31 本節(jié)提要 1 3 2 4 嵌入式系統(tǒng)硬件基礎 嵌入式 BSP的基本概念 嵌入式系統(tǒng)軟件基礎 嵌入式系統(tǒng)設計方法 5 一個嵌入式設計方法實例 32 嵌入式系統(tǒng)的軟 /硬件框架 機械裝置嵌入式微處理器SDRAMROMI/OA/DD/A人機交互接口通用接口實時操作系統(tǒng)( RTOS)圖形用戶接口BSP/HAL 硬 件抽象層/板 極支持包任務管理文件系統(tǒng)應用程序嵌入式計算機系統(tǒng)傳感器1傳感器2傳感器N......驅動器1驅動器2驅動器N......硬件層軟件層中間層功能層被控對象33 基于知識平臺的開發(fā)方法 34 嵌入式系統(tǒng)設計步驟 ? 系統(tǒng)需求分析：確定設計任務和設計目標，并提煉出設計規(guī)格說明書，作為正式設計指導和驗收的標準。功能性需求是系統(tǒng)的基本功能，如輸入輸出信號、操作方式等；非功能需求包括系統(tǒng)性能、成本、功耗、體積、重量等因素。一個好的體系結構是設計成功與否的關鍵。為了縮短產品開發(fā)周期，設計往往是并行的。 ? 系統(tǒng)集成：把系統(tǒng)的軟件、硬件和執(zhí)行裝置集成在一起，進行調試，發(fā)現(xiàn)并改進單元設計過程中的錯誤。 35 嵌入式開發(fā)工具與開發(fā)環(huán)境 36 開始新工程編輯源代碼交叉編譯 連 接仿真調試程序下載臺式/ 筆記本式P C 機并口J T A G仿真器網(wǎng)絡接口JTAG接口USB接口串口0A RM3 0 0 開發(fā)板串口USB接口以太網(wǎng)口ARMSDTDebugAr mDvkA RM7處理器執(zhí)行監(jiān)測結果超級終端ARM 300 開發(fā)板實驗流程結束嵌入式軟件開發(fā)流程 37 開發(fā)平臺簡介 網(wǎng)口J T AGUSB串口0擴展板接口A R M 微處理器S 3 C 4 4 B 0 X擴展口2網(wǎng)卡J T A G 仿真器ARM300 開發(fā)板集成開發(fā)環(huán)境運行平臺38 幾種常用的開發(fā)方法 ? 指令集模擬器 一種利用 PC機端的仿真開發(fā)軟件模擬調試的方法。但結構較復雜，價格昂貴，通常用于 ARM硬件開發(fā)中 39 ?需求分析與評估 ?功能定義與軟硬件選型 ?概要設計與軟硬件劃分 ?軟硬件協(xié)同詳細設計 ?集成調試 ?維護與升級 設計步驟 40 謝 謝 各 位 41 嵌入式系統(tǒng)設計與實例開發(fā) —— ARM與 ?C/OSⅡ 基于 ARM的硬件系統(tǒng)結構設計 42 本節(jié)提要 1 3 2 5 4 6 基于 ARM的硬件系統(tǒng)體系結構 存儲器接口設計 網(wǎng)絡接口設計 I/O接口設計 人機交互接口設計 其它通訊接口設計 43 基于 ARM的硬件設計 主要介紹基于 ARM7的嵌入式硬件開發(fā)平臺的設計方法，包括結構、主要接口、存儲器選用方案以及外設、顯示等方面的內容。為了降低系統(tǒng)總成本和減少外圍器件，這款芯片中還集成了下列部件： ? 8KB Cache、外部存儲器控制器、 LCD控制器、 4個 DMA通道、 2通道 UART、 1個多主 I2C總線控制器、 1個 IIS總線控制器， 5通道 PWM定時器及一個內部定時器、 71個通用I/O口、 8個外部中斷源、實時時鐘、 8通道 10位 ADC等。 ? 對所有存儲體的訪問大小均可進行改變（ 8位／ 16位／32位） ? 8個存儲體中， Bank0－ Bank5可支持 ROM、 SRAM； Bank Bank7可支持 ROM、 SRAM和 FP／ EDO／ SDRAM等。 48 復位后的 S3C44B0X的存儲器映射表 2 MB/ 4 MB/ 8 MB/ 1 6 MB/ 3 2 MB 2 MB/ 4 MB/ 8 MB/ 1 6 MB/ 3 2 MB 3 2 MB 3 2 MB 3 2 MB 3 2 MB 3 2 MB 2 8 MB 2 5 6 MB SA [2 7 : 0 ] 可存取 區(qū)域 參 見 表 7 1 特殊功能 寄存器（ 4 MB ） 說明： SRO M 表示 RO M 或 SRA M 類型的存儲器 SRO M （ n G C S1 ） SRO M （ n G C S1 ） SRO M （ n G C S2 ） SRO M （ n G C S3 ） SRO M （ n G C S4 ） SRO M （ n G C S5 ） SRO M/ D RA M/ SD RA M （ n G CS6 ） SRO M/ D RA M/ SD RA M （ N g cs 7 ） 0x1000_0000 0x0 e 00_0000 0 x 0 c0 0 _ 0 0 0 0 0x0 e 00_0000 0x0800_0000 0x0600_0000 0x0400_0000 0x0 2 00_0000 0 x 0 1 c0 _ 0 0 0 0 0x0 0 00_0000 49 系統(tǒng)的存儲空間分配 ? Bank0:兩片 512KFlash，放置系統(tǒng)引導程序，系統(tǒng)上電復位后， PC指針自動指向 Bank0的第一個單元，進行系統(tǒng)自舉。具體的時序可以參考 K9F2808的 datasheet ? Bank2： USBN9603。 8位數(shù)據(jù)總線。可以供擴展使用 ? Bank5： RTL8019AS， ISA總線兼容的 10M以太網(wǎng)（ PHY＋ MAC層）控制芯片。在 SDRAM中，前 512Kbyte的空間劃分出來，作為系統(tǒng)的 LCD顯示緩沖區(qū)使用（更新其中的數(shù)據(jù)，就可以更新 LCD的顯示）。也就是，引導系統(tǒng)的時候，需要把 0xC080000開始的地址空間，把 PC指針指向 0xC080000。可以擴展另一片 SDRAM，或者其他的外設。在同步串行口上，還可以擴展其他的芯片。 ? 注：系統(tǒng)的擴展接口上， A0的標號，連接在 S3C44B0X的 ADDR1上，后面的地址依次向后錯位。系統(tǒng)自舉完成以后，便從硬盤中將系統(tǒng)文件和用戶應用程序復制到SDRAM內存中執(zhí)行。 ? 用 SDRAM當作系統(tǒng)內存，只有 Bank6/Bank7能支持 SDRAM，所以將SDRAM接在 Bank6上。 存儲器接口設計 54 關于 BOOT ROM ? Bank0：系統(tǒng)的啟動 ROM（ Flash Rom）。在 Bank0的起始地址的程序，就是系統(tǒng)的初始化程序。具體的做法，可以參考。 55 初始化硬件平臺，配置其他的 Bank ? S3C44B0X的 Bank0是通過外部的一個管腳提供的上拉、下拉電阻來配置的。而其他的 Bank的配置，以及讀寫周期等信息是靠Bank0內部的代碼配置相應的寄存器來實現(xiàn)的。 56 系統(tǒng)自動檢測 ? 引導 Rom負責檢測系統(tǒng)的啟動所必須的外設是否正常。 系統(tǒng)的軟件設置，更新系統(tǒng)（ ） ? 用戶可以在系統(tǒng)啟動的時候，按任意鍵，進入系統(tǒng)的軟件設置狀態(tài)。包括：通過開啟 USB端口；更新系統(tǒng)文件 ； LCD顯示測試；演示程序的裝載測試；鍵盤測試；觸摸屏的坐標校準；觸摸屏測試；以太網(wǎng)地址的設置等 57 本節(jié)提要 1 3 2 5 4 6 基于 ARM的硬件系統(tǒng)體系結構 存儲器接口設計 網(wǎng)絡接口設計 I/O接口設計 人機交互接口設計 其它通訊接口設計 58 嵌入式開發(fā)板與 PC機的串行通訊 嵌入式開發(fā)板和 PC機的通訊電纜可以按照如圖所示的方式連接。它是主機和外圍設備之間交換信息的連接部件（電路）。設置接口電路的必要性： a)解決 CPU和外圍設備之間的時序配合和通信聯(lián)絡問題。 c)解決 CPU的負載能力和外圍設備端口選擇問題。設有專門的輸入指令（ IN）和輸出指令（ OUT）來完成I/O操作。也不設專門的輸入 /輸出指令，所有傳送和訪問存儲器的指令都可用來對 I/O接口操作。 ? 缺點：只用 I/O指令訪問 I/O端口，功能有限且要采用專用 I/O周期和專用 I/O控制線，使微處理器復雜化。 ? 缺點：一是 I/O接口要占用存儲器地址空間的一部分；二是因不用專門的 I/O指令，程序中較難區(qū)分 I/O操作。這種方法使用特定的存儲器地址。典型情況下，從存儲器映射 I/O地址加載用于輸入，而向存儲器映射 I/O地址存儲用于輸出。 ? 鍵盤有兩種方案：一是采用現(xiàn)有的一些芯片實現(xiàn)鍵盤掃描；再就是用軟件實現(xiàn)鍵盤掃描。 65 一個瞬時接觸開關（ 按鈕 ） 放置在每一行與線一列的交叉點 。 每一行由一個輸出端口的一位驅動， 而每一列由一個電阻器上拉且供給輸入端口一位。每個鍵被分配一個稱為掃描碼的唯一標識符。 ? 消抖算法： ? 組合鍵處理 鍵盤掃描方法 67 //得到按鍵的掃描碼，格式為 0xXYZW U16 GetScanKey() { U16 key。 for(i=1。i=1){ //I/O口送出數(shù)據(jù) rPDATD|=0xf。=~i。 OSTimeDly(1)。 key|=(temp4)。} 鍵盤掃描程序 68 LCD接口設計 LCD顯示模塊 液晶顯示是一種被動的顯示，它不能發(fā)光，只能使用周圍環(huán)境的光。液晶顯示所用的液晶材料是一種兼有液態(tài)和固體雙重性質的有機物，它的棒狀結構在液晶盒內一般平行排列，但在電場作用下能改變其排列方向。 ? 透射型 LCD：底偏光片是透射偏光片，它需要連續(xù)使用背光源，一般在光線差的環(huán)境使用。 70 反射型 LCD的結構 偏 光 片電 極導 電 橡 膠液 晶偏 光 片配 向 膜