Chap基于ARM的硬件系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1Chap基于基于ARM的硬件系統(tǒng)設(shè)計的硬件系統(tǒng)設(shè)計本節(jié)提要基于基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/OI/O接口設(shè)計接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計第1頁/共100頁第2頁/共100頁第3頁/共100頁2410核心資源總線隔離驅(qū)動168Pin擴展槽網(wǎng)卡設(shè)備LCD驅(qū)動音頻電路串口設(shè)備USB設(shè)備PCMCIAIDE/CF卡SD卡接口IO擴展電機等其他資源局部總線擴展總線第4頁/共100頁穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)ReadWrite穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)第5頁/共100頁本節(jié)提要基于基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)體

2、系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/OI/O接口設(shè)計接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計第6頁/共100頁第7頁/共100頁第8頁/共100頁第9頁/共100頁第10頁/共100頁第11頁/共100頁第12頁/共100頁第13頁/共100頁第14頁/共100頁第15頁/共100頁第16頁/共100頁第17頁/共100頁第18頁/共100頁第19頁/共100頁第20頁/共100頁本節(jié)提要基于基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/O系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計人機交互接口設(shè)計人機交互接

3、口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計第21頁/共100頁設(shè)備驅(qū)動程序I/O設(shè)備硬件RTOSI/O子系統(tǒng)應(yīng)用程序中斷處理程序第22頁/共100頁第23頁/共100頁I/O設(shè)備10X00000XFFFFI/O設(shè)備2I/O地址空間0X0000系統(tǒng)地址空間0XFFFF主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：內(nèi)存地址空間與內(nèi)存地址空間與I/OI/O接口地址空間分開，互不影響，譯碼電接口地址空間分開，互不影響，譯碼電路較簡單，并設(shè)有專門的路較簡單，并設(shè)有專門的I/OI/O指令，所以編程序易于區(qū)分，且執(zhí)行時指令，所以編程序易于區(qū)分，且執(zhí)行時間短，快速性好。間短，快速性好。缺點：缺點：只用只用I/OI/O指令訪問指令訪問I/O

4、I/O端口，功能有限且要采用專用端口，功能有限且要采用專用I/OI/O周期和專用周期和專用I/OI/O控控制線，使微處理器復(fù)雜化。制線，使微處理器復(fù)雜化。第24頁/共100頁I/O設(shè)備10X00000XFFFFI/O設(shè)備2保留I/O地址空間I/O設(shè)備硬件系統(tǒng)地址空間應(yīng)用使用地址空間應(yīng)用使用地址空間主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：訪問內(nèi)存的指令都可用于訪問內(nèi)存的指令都可用于I/OI/O操作，數(shù)據(jù)處理功能強；同時操作，數(shù)據(jù)處理功能強；同時I/OI/O接口可與存儲器部分共用譯碼和控制電路。接口可與存儲器部分共用譯碼和控制電路。缺點：缺點：一是一是I/OI/O接口要占用存儲器地址空間的一部分；二是因不用專門的接口

5、要占用存儲器地址空間的一部分；二是因不用專門的I/OI/O指令，指令，程序中較難區(qū)分程序中較難區(qū)分I/OI/O操作。操作。 第25頁/共100頁CPUDMA控制器主存儲器I/O設(shè)備第26頁/共100頁n塊模式設(shè)備：每次傳輸一個數(shù)據(jù)塊。采用硬件方式控制數(shù)據(jù)塊的大小，有時需要采用固定的傳輸協(xié)議，如USB、以太網(wǎng)等設(shè)備第27頁/共100頁Create()Open()Read()Write()Close()Loctl()Destroy()Driver_Create()Driver_Open()Driver_Read()Driver_Write()Driver_Close()Driver_Loctl()

6、Driver_Destroy()I/OI/O操作操作設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)備驅(qū)動程序應(yīng)應(yīng) 用用設(shè)設(shè) 備備第28頁/共100頁第29頁/共100頁本節(jié)提要本節(jié)提要基于基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/OI/O接口設(shè)計接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計第30頁/共100頁第31頁/共100頁第32頁/共100頁第33頁/共100頁第34頁/共100頁第35頁/共100頁第36頁/共100頁第37頁/共100頁串口初始化串口初始化發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)第38頁/共100頁第39頁/共100頁第

7、40頁/共100頁第41頁/共100頁nEL（場致發(fā)光）：2000-3000小時n和LED光源：字符模式，50000小時第42頁/共100頁亮背光源使用LCD。第43頁/共100頁第44頁/共100頁灰度，彩色模式下最多支持256色，LCD的實際尺寸可支持到640X480。第45頁/共100頁第46頁/共100頁第47頁/共100頁嵌入嵌入式處式處理器理器LCD模塊模塊數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線總線寄存器選擇寄存器選擇使能信號使能信號有有LCD控制器控制器的嵌入式處理的嵌入式處理器器LCDLCD控制信控制信號線號線第48頁/共100頁第49頁/共100頁第50頁/共100頁1 1、實現(xiàn)過程簡述：、實現(xiàn)過程簡

8、述：就是將要顯示的數(shù)據(jù)放到一個特定的地址，這個特定的就是將要顯示的數(shù)據(jù)放到一個特定的地址，這個特定的地址就是地址就是frame memoryframe memory（幀存儲器），這塊空間是在系統(tǒng)（幀存儲器），這塊空間是在系統(tǒng)內(nèi)存中。內(nèi)存中。然后然后LCDLCD控制器將這些數(shù)據(jù)配合控制信號送到控制器將這些數(shù)據(jù)配合控制信號送到LCDLCD驅(qū)動驅(qū)動器完成顯示。器完成顯示。有相應(yīng)的寄存器來設(shè)定這個地址及其大小。與顯示數(shù)據(jù)有相應(yīng)的寄存器來設(shè)定這個地址及其大小。與顯示數(shù)據(jù)相配合完成顯示的控制信號時序也是由相應(yīng)的寄存器來相配合完成顯示的控制信號時序也是由相應(yīng)的寄存器來完成的。這些寄存器都在完成的。這些寄存器

9、都在LCDLCD的控制器中。的控制器中。第51頁/共100頁第52頁/共100頁第53頁/共100頁第54頁/共100頁第55頁/共100頁第56頁/共100頁第57頁/共100頁XVYY第58頁/共100頁第59頁/共100頁n兩個附加的輸入端口第60頁/共100頁第61頁/共100頁A/DA/D轉(zhuǎn)換時序（每次轉(zhuǎn)換需要轉(zhuǎn)換時序（每次轉(zhuǎn)換需要2424個時鐘周期）個時鐘周期）第62頁/共100頁換公式如下: nx=(x-TchScr_Xmin)*LCDWIDTH/(TchScr_Xmax-TchScr_Xmin)ny=(y-TchScr_Ymin)*LCDHEIGHT/(TchScr_Ymax-

10、TchScr_Ymin)n其中，TchScr_Xmax、TchScr_Xmin、TchScr_Ymax和TchScr_Ymin是觸摸屏返回電壓值x、y軸的范圍，LCDWIDTH、LCDHEIGHT是液晶屏的寬度與高度。第63頁/共100頁第64頁/共100頁第65頁/共100頁第66頁/共100頁第67頁/共100頁本節(jié)提要本節(jié)提要基于基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/OI/O接口設(shè)計接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計第68頁/共100頁第69頁/共100頁PRPR：同步位，收發(fā)雙方的時鐘

11、同步，也指明傳輸?shù)乃俾剩ㄍ轿?，收發(fā)雙方的時鐘同步，也指明傳輸?shù)乃俾剩?0M10M、100M100M）SDSD：分隔位分隔位, ,表示下面跟著的是真正的數(shù)據(jù)表示下面跟著的是真正的數(shù)據(jù), ,而不是同步時鐘而不是同步時鐘DADA：目目的地址的地址, ,以太網(wǎng)的地址為以太網(wǎng)的地址為4848位地址。如果為都為位地址。如果為都為F,F,則是廣播地址則是廣播地址SASA：源地址源地址,48,48位位, ,表明該幀的數(shù)據(jù)是哪個網(wǎng)卡發(fā)的表明該幀的數(shù)據(jù)是哪個網(wǎng)卡發(fā)的, ,即發(fā)送端網(wǎng)卡地址即發(fā)送端網(wǎng)卡地址TYPETYPE：類型字段，表明該幀的數(shù)據(jù)是什么類型。如：類型字段，表明該幀的數(shù)據(jù)是什么類型。如：0800H

12、0800H 表示數(shù)據(jù)為表示數(shù)據(jù)為IPIP 包，包，0806H0806H表示數(shù)據(jù)為表示數(shù)據(jù)為ARPARP包，包，814CH814CH是是SNMPSNMP包，包，8137H8137H為為IPX/SPXIPX/SPX包包 DATADATA：數(shù)據(jù)段，該段數(shù)據(jù)不能超過：數(shù)據(jù)段，該段數(shù)據(jù)不能超過15001500字節(jié)。字節(jié)。PADPAD： 填充位。以太網(wǎng)幀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包最小不能小于填充位。以太網(wǎng)幀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包最小不能小于6060字節(jié)字節(jié), , 當(dāng)數(shù)據(jù)段不當(dāng)數(shù)據(jù)段不 足足4646字節(jié)時，后面補字節(jié)時，后面補000000.(000000.(當(dāng)然也可以補其它值當(dāng)然也可以補其它值) )FCS: 32FCS: 32位位

13、CRCCRC數(shù)據(jù)校驗位。該校驗由網(wǎng)卡自動完成數(shù)據(jù)校驗位。該校驗由網(wǎng)卡自動完成第70頁/共100頁第71頁/共100頁第72頁/共100頁第73頁/共100頁這樣可以節(jié)省配置存儲器，減小嵌入式硬件平臺的體積。第74頁/共100頁第75頁/共100頁存儲待發(fā)送的數(shù)據(jù)包第76頁/共100頁第77頁/共100頁第78頁/共100頁第79頁/共100頁第80頁/共100頁第81頁/共100頁第82頁/共100頁第83頁/共100頁第84頁/共100頁第85頁/共100頁第86頁/共100頁第87頁/共100頁第88頁/共100頁本節(jié)提要本節(jié)提要基于基于ARM的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的硬件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計I/OI/O接口設(shè)計接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計人機交互接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計其它通訊接口設(shè)計第89頁/共100頁第90頁/共100頁nCiA(CAN in Automation)應(yīng)用CAN技術(shù)的權(quán)威。第91頁/共100頁第92頁/共100頁協(xié)議控制器協(xié)