基于ARM9的CMOS圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)1

1、基于ARM9的CMOS圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)系統(tǒng)簡介采用32位ARM微處理器、CMOS圖像傳感器和CPLD為核心器件，設(shè)計實現(xiàn)面向機器視覺領(lǐng)域的CMOS圖像采集系統(tǒng)，主要功能模塊有SDRAM存儲單元、圖像采集單元、以太網(wǎng)傳輸模塊、UART串口通信模塊、Flash模塊、電源模塊等；與傳統(tǒng)的“圖像采集卡-PC-終端控制設(shè)備”模式的機器視覺系統(tǒng)相比，具有體積小、成本低、功耗低、實時性強、設(shè)計靈活等優(yōu)點。該系統(tǒng)可應(yīng)用于視頻圖像監(jiān)控、圖像自動檢測、醫(yī)療及軍事檢測等場所，具有良好的應(yīng)用前景。機器視覺在國民經(jīng)濟、科學(xué)研究以及國防建設(shè)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率

2、低且精度不高，用機器視覺可以提高生產(chǎn)效率和自動化程度。圖像采集系統(tǒng)是機器視覺系統(tǒng)的重要組成部分，目前圖像采集常用的兩種圖像傳感器為CCD與CMOS圖像傳感器。CCD一般輸出帶制式的模擬信號，需要經(jīng)過視頻解碼器得到數(shù)字信號才能傳入微處理器中，而CMOS圖像傳感器直接輸出數(shù)字信號，可以直接與微處理器進行連接。不同的CMOS圖像傳感器有不同的性能，主要表現(xiàn)在圖像分辨率大小不同、幀速率不同、曝光方式不同等，CMOS圖像傳感器可直接通過I2C來設(shè)置圖像分辨率大小及曝光、增益等參數(shù)，而CCD圖像傳感器則需要對視頻解碼器進行設(shè)置來控制圖像的曝光、增益等參數(shù)信息。相對于CCD圖像傳感器，CMOS圖像傳感器具有

3、低功耗、小體積、高速數(shù)據(jù)傳輸和方便控制等優(yōu)點，因此，CMOS圖像傳感器更適用于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中1。本文從實際應(yīng)用出發(fā)，采用32位ARM9微處理器S3C2410A作為CPU來控制其他功能模塊，設(shè)計實現(xiàn)面向機器視覺的CMOS圖像采集系統(tǒng)，主要功能模塊有SDRAM存儲單元、圖像采集單元、以太網(wǎng)傳輸模塊、UART串口通信模塊、Flash模塊、電源模塊等。與傳統(tǒng)的“圖像采集卡-PC-終端控制設(shè)備”模式的機器視覺系統(tǒng)相比，具有體積小、成本低、功耗低、實時性強、設(shè)計靈活等優(yōu)點。1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)典型的機器視覺系統(tǒng)一般包括圖像采集模塊、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、光源系統(tǒng)、智能判斷決策模塊和機械控制執(zhí)行模塊2

4、。其中圖像采集和數(shù)字圖像處理模塊的速度是評價嵌入式視覺系統(tǒng)硬件設(shè)計的性能指標，文獻36分別給出了目前常見的四種嵌入式視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：(1) 采用USB接口攝像頭結(jié)構(gòu)3：圖像采集部分的硬件用USB接口的CMOS攝像頭，攝像頭應(yīng)可與集成的USB的CPU接口直接相連。USB接口可以實現(xiàn)高速的串行通信，但USB攝像頭要開發(fā)專門的驅(qū)動，大大增加了軟件的開發(fā)量和難度。(2)引入異步FIFO結(jié)構(gòu)4：在圖像傳感器和主控CPU間采用異步FIFO解決傳感器輸出數(shù)據(jù)頻率和主控CPU采集頻率不匹配的問題，當FIFO滿時CPU再快速讀取FIFO數(shù)據(jù)。異步FIFO可以是雙口RAM或者在FPGA內(nèi)開辟。(3) CPLD為核心

5、的圖像采集結(jié)構(gòu)5：直接由CPLD根據(jù)圖像傳感器輸出的時序信號，控制SRAM的讀寫，當一幀數(shù)據(jù)信息采集完畢后向CPU發(fā)送采集完畢信號；CPU需要對圖像進行處理時，再通過CPLD到SRAM里讀取數(shù)據(jù)。(4) 由外部中斷實現(xiàn)圖像采集結(jié)構(gòu)6：圖像傳感器的幀同步、行同步和像元同步信號分別與CPU的一個外部中斷連接，CPU根據(jù)中斷次數(shù)來判斷一幀圖像是否采集完成。通過對幾種方案的對比分析，綜合實際應(yīng)用及開發(fā)難度等因素，確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)由圖像采集、圖像緩沖和圖像處理三部分組成。在圖像緩存中，CPLD將圖像傳感器采集的10位數(shù)據(jù)移位成32位，再通過外部請求DMA的辦法，由主控CPU的DMA控制器將3

6、2位數(shù)據(jù)送到RAM保存。這樣可以減少常見中低速圖像采集的資源浪費，又避免了CPU響應(yīng)滯后的缺點。 圖1 圖像采集系統(tǒng)框圖2 硬件設(shè)計系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。其中，圖像采集器采用柯達公司的CMOS單色圖像傳感器KAC9638；圖像的緩存由CPLD芯片XC95144和外擴SDRM(HY57V561620)組成；圖像處理核心部分采用Samsung公司的ARM9(S3C2410A)，并外擴了UART、以太網(wǎng)通信接口、USB口及LCD人機接口，方便系統(tǒng)調(diào)試和與其他設(shè)備交換數(shù)據(jù)。 圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 硬件系統(tǒng)工作流程是：(1)系統(tǒng)上電后ARM9通過I2C接口直接對圖像傳感器進行初始化，然后等待上

7、位機命令；(2)接收到上位機命令后，ARM9先進行DMA初始化，然后向CPLD發(fā)送采集命令。CPLD啟動圖像采集并申請ARM9的DMA，將一幀圖像的數(shù)據(jù)保存到ARM9的SDRAM中；(3)完成圖像采集后ARM9進入DMA完成，進行圖像處理并將結(jié)果通過串口輸出。2.1 存儲器選擇S3C2410A芯片外部可尋址的存儲空間是1 GB，被分成8個存儲塊，每塊128 MB，各個存儲塊由片選信號nGCS0nGCS7譯碼產(chǎn)生。數(shù)據(jù)總線引腳為DATA0DATA31共32根，可配置成8 bit/16 bit/32 bit的數(shù)據(jù)寬度；地址總線引腳為ADDR0ADDR26共27根，支持128 MB空間。S3C241

8、0A是32位的微處理器，外部總線也是32位，要充分發(fā)揮其32位總線性能優(yōu)勢，應(yīng)采用32位的存儲系統(tǒng)。方法是采用兩片16位數(shù)據(jù)寬度的Flash存儲器芯片并聯(lián)或一片32位數(shù)據(jù)寬度的Flash存儲器芯片。本設(shè)計采用了兩片Intel的E28F128J3A組成了16M32bit的NOR Flash，其中一片為高16位，另一片為低16位。采用三星公司的兩片半字SDRAM (HY57V561620)共同組成一個16 M32 bit的SDRAM系統(tǒng)，提高了其與CPU的通信效率。2.2 通信接口設(shè)計2.2.1 UART及USB接口設(shè)計S3C2410A的UART提供了三個獨立的異步串行I/O口，每個串行口可以獨立

9、地工作在中斷模式和DMA模式。UART使用系統(tǒng)時鐘，支持最高230.4 kb/s波特率的數(shù)據(jù)通信。每個UART串行口提供兩個16 B的FIFO分別用來做發(fā)送和接收緩沖。本系統(tǒng)采用MAX202芯片作為RS-232的接收器/驅(qū)動器，將UART0和UART1連接到9DB接頭與DSP和PC通信。S3C2410A有2個USB主設(shè)備和1個USB從設(shè)備，USB設(shè)備控制器允許DMA模式的批量傳輸、中斷傳輸和控制傳輸。在系統(tǒng)設(shè)計中，USB設(shè)備用來和PC機通信供調(diào)試用，因此使用從設(shè)備口(兼容USB Ver1.1標準)。2.2.2 以太網(wǎng)接口電路設(shè)計S3C2410A片上沒有以太網(wǎng)口，因此必須外加以太網(wǎng)控制器才能擴展

10、。系統(tǒng)采用16位以太網(wǎng)控制器CS8900A，該芯片的特點是：符合IEEE802.3標準，支持全雙工收發(fā)可達10 Mb/s，內(nèi)置SRAM收發(fā)緩沖，減輕了對主處理器的開銷。以太網(wǎng)電路如圖3所示，S3C2410A通過16位數(shù)據(jù)線，20位地址線連接CA8900A。片選信號為nGCS3，即將CS8900A的內(nèi)部寄存器和幀緩沖區(qū)映射到S3C2410A的Band4中連續(xù)4 KB的存儲區(qū)中，主機可以通過這個存儲空間直接訪問CS8900A的內(nèi)部寄存器和幀緩沖區(qū)。CS8900A與RJ-45接口直接連接一個網(wǎng)絡(luò)變壓器，起到電平轉(zhuǎn)換及電氣隔離的作用。此外，CS8900A提供兩種操作模式：I/O模式和內(nèi)存模式，本系統(tǒng)通

11、過CPLD選擇其工作模式。FB2022網(wǎng)絡(luò)變壓器RJ-45接口CPLD CS8900A控制邏輯 S3C2410A D0-d15 A0-a19 nCSC3 R/W 圖3 以太網(wǎng)口連接電路結(jié)構(gòu)圖2.3 圖像采集模塊電路設(shè)計圖像傳感器采用柯達公司生產(chǎn)的CMOS單色圖像傳感器KAC9638。KAC9638是高性能、低功耗、SXGA CMOS有源像元傳感器，具有以下特點：(1)KAC9638是1/2英寸，1 0241 280有效圖像陣列的CMOS圖像傳感器，在滿足應(yīng)用場合所需的分辨率條件下，還具有良好的動態(tài)范圍(55 dB)，最小照度(2.40/Lux-sec)等性能；(2)KAC9638內(nèi)置10位的A

12、/D轉(zhuǎn)換器，直接輸出8位或10位的數(shù)字灰度值，在保證精度的同時不需另外接A/D轉(zhuǎn)換器，大大簡化外圍電路；(3)KAC9638具有良好的電源管理功能和低功耗特性。數(shù)據(jù)傳送時芯片的總功耗為150 mW。此外，為進一步降低系統(tǒng)的功耗，芯片還具有可編程“上電”和“下電”模式。CMOS圖像傳感器目前普遍采用I2C總線，本系統(tǒng)通過S3C2410A的I2C總線與KAC9638的SCL、SDA連接。由S3C2410A直接完成對圖像傳感器的初始化。KAC9638內(nèi)部嵌入了一個10位A/D轉(zhuǎn)換器，因而可以同步輸出10位的數(shù)字視頻流，但是S3C2410A具有32位的外部總線，直接將10位數(shù)據(jù)接到總線上會造成資源浪費

13、，降低CPU效率，因此，KAC9638和S3C2410A之間連接CPLD，由CPLD完成10位視頻數(shù)據(jù)到32位的轉(zhuǎn)換，圖像采集接口電路結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。 圖4 圖像采集接口電路結(jié)構(gòu)框圖為使S3C2410A能像訪問內(nèi)存一樣讀取圖像傳感器的數(shù)據(jù)，將CPLD映射到S3C2410A的存儲單元上。CPLD上的圖像緩存片選信號nGCS4，地址映射到S3C2410A的Bank4，地址范圍：0 x200000000 x27ffffff。實際只用其中的一個地址0 x20000000(即DMA的源地址)。圖像傳感器由S3C2410A的clockout0引腳提供。此外，PCLK、HREF、VSYNC分別為像素、行

14、、幀同步信號；OE為圖像傳感器啟動采集信號；XINT是ARM9與CPLD的外部中斷聯(lián)絡(luò)信號；XDREQ和XDACK為S3C2410A的DMA的請求和握手信號。3 系統(tǒng)驅(qū)動軟件設(shè)計3.1 I2C串行總線通信協(xié)議I2C總線是嵌入式系統(tǒng)常見的網(wǎng)絡(luò)接口，由SCL(串行時鐘)和SDA(串行數(shù)據(jù))兩根總線構(gòu)成。該總線有嚴格的時序要求，總線工作時，由串行時鐘線SCL傳送時鐘脈沖，由串行數(shù)據(jù)線SDA傳送數(shù)據(jù)?？偩€必須由主設(shè)備控制，主設(shè)備產(chǎn)生串行時鐘控制總線的傳輸方向，并產(chǎn)生起始和停止條件。I2C總線傳輸一個字節(jié)的時序如圖5所示。當主設(shè)備寫從設(shè)備時，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)要跟有從設(shè)備的地址。從設(shè)備不能主動執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸，所以

15、主控設(shè)備讀從設(shè)備時必須發(fā)送一個帶有從設(shè)備地址的讀請求。本系統(tǒng)中ARM9是主設(shè)備，圖像傳感器是從設(shè)備，ARM9通過I2C總線改寫KAC9638寄存器的值完成初始化。根據(jù)I2C通信協(xié)議，改變某個寄存器的值的過程是：先發(fā)送CMOS傳感器特定寫地址(7位地址+0)，緊接著發(fā)送需要寫的寄存器的地址，再發(fā)送數(shù)據(jù)；而要讀取某個寄存器的值的過程是：先發(fā)送CMOS傳感器特定寫地址，緊接著發(fā)送需要讀的寄存器的地址，再發(fā)送CMOS傳感器特定讀地址(7位地址+1)，最后接收數(shù)據(jù)。 圖5 I2C總線一個字節(jié)的傳輸時序 3.2 圖像采集CPLD時序控制CPLD采集兩個10位像元數(shù)據(jù)組合成32位(不夠的位用0補充)可以提高

16、圖像采集效率。并且設(shè)計中使用DMA的方式保存圖像數(shù)據(jù)，可以減少CPU的開銷。以CPLD為核心器件設(shè)計的圖像采集邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。圖6 圖形采集邏輯結(jié)構(gòu)圖邏輯結(jié)構(gòu)圖的工作原理如下：(1) CLKOUT0為S3C2410A的輸出時鐘引腳，根據(jù)S3C2410A內(nèi)部寄存器MisCCR中46位的不同設(shè)置可以輸出不同的時鐘，如系統(tǒng)時鐘FCLK、AHB(內(nèi)部)總線時鐘HCLK和APB(外部)總線時鐘PCLK等。系統(tǒng)將其作為CMOS圖像傳感器的主時鐘輸入MCLK。(2) 啟動信號START為S3C2410A的一個I/O，高電平有效，由于KAC9638的啟動信號OE是低電平有效，所以它們之間要連接一個非門。

17、(3) VSYNC為傳感器的幀同步信號，輸出一幀有效圖像時該信號一直為高電平，用該信號連接S3C2410A的外部中斷XINT，使CPU能控制一幀圖像的開始和結(jié)束。(4) D9：0為圖像傳感器輸出的數(shù)據(jù)流，D15：10位用0填充，組成16位數(shù)據(jù)輸入到緩沖。緩沖的寫入允許信號是啟動信號START和幀有效信號VSYNC的邏輯與。在緩沖內(nèi)兩個周期移位成32位數(shù)據(jù)。(5) 緩沖寫入時鐘WRCLK由傳感器的像元輸出時鐘PCLK提高，一個周期寫入一個10位A/D值，所以一次輸出32位數(shù)據(jù)時，輸出時鐘周期是PCLK的二分頻。并將PCLK的二分頻作為S3C2410A外部DMA的請求信號XDREQ。(6) 片選信

18、號線nGCS4：作為32位緩沖的控制線，低電平有效。在進行數(shù)據(jù)采集時將DMA方式的源地址設(shè)置在BANK4范圍內(nèi)，讀操作時即選中該緩沖。3.3 DMA方式采集圖像數(shù)據(jù)程序設(shè)計系統(tǒng)采集一幀圖像數(shù)據(jù)的流程圖如圖8所示。圖8 采集圖像數(shù)據(jù)流程圖 啟動圖像采集：主控CPU從串口或其他通信口接收到采集命令后，通過START信號線通知CPLD采集信號，CPLD再通過硬件引腳OE啟動KAC9638采集圖像數(shù)據(jù)。 DMA初始化：包括DMA的源地址、目標地址、DMA次數(shù)等初始化。 開外中斷：當一幀數(shù)據(jù)采集完成后，通過外部中斷通知CPU。 DMA數(shù)據(jù)傳輸無需CPU干預(yù)，一幀圖像完成后產(chǎn)生中斷。(5) DMA中斷產(chǎn)生

19、并且外部中斷產(chǎn)生才算是一幀圖像采集完成，然后交由主控CPU進行處理。若只有其中一個中斷產(chǎn)生，并且等待另一個中斷超時，則是在采集過程中丟失了數(shù)據(jù)，采集圖像失敗。4 硬件調(diào)試4.1 硬件調(diào)試環(huán)境在系統(tǒng)硬件調(diào)試中，使用集成開發(fā)環(huán)境配合JATG仿真器進行調(diào)試是目前采用最多的一種調(diào)試方式7。集成開發(fā)環(huán)境選用ARM公司的ADS1.2。JTAG仿真器也稱為JTAG調(diào)試器，是通過ARM芯片的JATG邊界掃描口進行調(diào)試的設(shè)備。屬于完全非插入式(即不使用片上資源)調(diào)試。4.2 硬件調(diào)試步驟(1)BootLoad系統(tǒng)引導(dǎo)測試先使用英蓓特公司開發(fā)的Flash燒寫工具將BootLoad程序燒寫到Flash，若在PC超級

20、終端上能正確接收目標板的串口返回的啟動信息，表明系統(tǒng)正常運行，可以用ADS下載程序到SDRAM進行調(diào)試。(2)圖像傳感器測試I2C配置測試將ADS編譯好的bin文件下載到目標板的SDRAM，超級終端接收到返回的圖像傳感器ID正確，則表明I2C通信正常。通過I2C配置圖像大小為3(H)5(V)，用示波器測量傳感器幀同步(vsync)、行同步(hsync)及像元時鐘(pclk)的關(guān)系。圖像采集測試為方便檢驗采集到的圖像，將ARM采集到的圖像數(shù)據(jù)通過UART口發(fā)送到PC終端，再將數(shù)據(jù)組合成圖像顯示。5、應(yīng)用前景采用CMOS圖像傳感器、CPLD和ARM9的DMA結(jié)合完成圖像的采集是本系統(tǒng)的特點。該方法

21、提高了圖像的采集速度，減少了CPU的開銷。CMOS圖像傳感器價格適中，外圍簡單，且集成I2C接口便于編程控制；CPLD將CMOS傳感器輸出數(shù)據(jù)移位成32位數(shù)據(jù)，可以使傳感器以更高的速度輸出；ARM9的DMA負責圖像采集，使得CPU可以解放出來處理其他任務(wù)。實驗測試結(jié)果證明，該圖像采集系統(tǒng)硬件平臺方案設(shè)計合理、可行。該系統(tǒng)在實際中可以應(yīng)用于視頻圖像監(jiān)控、圖像自動檢測、醫(yī)療及軍事檢測等場所，具有良好的應(yīng)用前景。參考文獻1 李繼軍，杜云剛，張麗華等.CMOS圖像傳感器的研究進展J.激光與光電子學(xué)進展，2009(04)：45-52.2 付斌，王科俊，陸揚.基于USB2.0的CMOS圖像采集系統(tǒng)的實現(xiàn)J

22、.微計算機信息，2009(10)：96-98.3 李洪宇機器視覺圖像采集設(shè)計與研究D大慶：大慶石油學(xué)院，2007.4 龍再川，趙凱生，洪明堅，等ARM系統(tǒng)中DMA方式在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用J國外電子元器件，2007(2)：66-69.5 林志琦，張修謙，富麗，等基于TMS320F2812和CPLD的200萬像素數(shù)字圖像采集系統(tǒng)接口的設(shè)計J長春理工大學(xué)學(xué)報，2007，30(2)：39-41.6 葉權(quán)來，鄭黎明ARM9平臺下的CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)J電子工程師，2007，33(6)：70-72.7 符意德，陸陽嵌入式系統(tǒng)原理及接口技術(shù)北京：清華大學(xué)出版社，2007附錄資料:不需要的可以自行刪除

23、ARM經(jīng)典40問答第1問：Q:請問在初始化CPU堆棧的時候一開始在執(zhí)行mov r0, LR這句指令時處理器是什么模式A:復(fù)位后的模式，即管理模式。第2問： Q:請教：MOV中的8位圖立即數(shù)，是怎么一回事 0 xF0000001是怎么來的 A:是循環(huán)右移，就是一個0255 之間的數(shù)左移或右移偶數(shù)位的來的，也就是這個數(shù)除以4一直除， 直到在0-255的范圍內(nèi)它是整數(shù)就說明是可以的！ A:8位數(shù)（0-255）循環(huán)左移或循環(huán)右移偶數(shù)位得到的，F(xiàn)0000001既是0 x1F循環(huán)右移4位，符合規(guī)范，所以是正確的。這樣做是因為指令長度的限制，不可能把32位立即數(shù)放在32位的指令中。移位偶數(shù)也是這個原因?？梢?/p>

24、看一看 HYPERLINK t _blank arm體系結(jié)構(gòu)（ADS自帶的英文文檔）的相關(guān)部分。第3問： Q:請教： HYPERLINK t _blank arm微控制器基礎(chǔ)與實戰(zhàn)2.2.1節(jié)關(guān)于第2個操作數(shù)的描述中有這么一段：#inmed_8r常數(shù)表達式。該常數(shù)必須對應(yīng)8位位圖，即常熟是由一個8位的常數(shù)循環(huán)移位偶數(shù)位得到。 合法常量：0 x3FC,0,0 xF0000000,200,0 xF0000001. 非法常量：0 x1FE,511,0 xFFFF,0 x1010,0 xF0000010. 常數(shù)表達式應(yīng)用舉例： LDR R0,R1,#-4 ;讀取 R1 地址上的 HYPERLINK /

25、 t _blank 存儲器單元內(nèi)容，且 R1 = R1-4 針對這一段，我的疑問： 1. 即常數(shù)是由一個8位的常數(shù)循環(huán)移位偶數(shù)位得到，這句話如何理解 2. 該常數(shù)必須對應(yīng)8位位圖，既然是8位位圖，那么取值為0-255,怎么0 x3FC這種超出255的數(shù)是合法常量呢 3. 所舉例子中，合法常量和非法常量是怎么區(qū)分的 如0 x3FC合法，而0 x1FE卻非法0 xF0000000,0 xF0000001都合法，而0 xF0000010又變成了非法 4. 對于匯編語句 LDR R0,R1,#-4,是先將R1的值減4結(jié)果存入R1,然后讀取R1所指單元的 值到R0,還是先讀取R1到R0,然后再將R1減4

26、結(jié)果存入R1 A:提示，任何常數(shù)都可用底數(shù)*2的n次冪 來表示。 1. HYPERLINK t _blank arm結(jié)構(gòu)中，只有8bits用來表示底數(shù)，因此底數(shù)必須是8位位圖。 2. 8位位圖循環(huán)之后得到常數(shù)，并非只能是8位。 3. 0 xF0000010底數(shù)是9位，不能表示。 4. LDR R0, R1, #-4 是后索引，即先讀，再減。 可以看一看 HYPERLINK t _blank arm體系結(jié)構(gòu)對相關(guān)尋址方式的說明。第4問： Q:在程序移植的過程中，什么代碼段處于什么樣的模式，這可真是一個困擾人的大難題，有沒有一種標志或辦法能夠識別代碼段處于什么樣的模式 A:讀取 CPSR ,任何時

27、候都是可以讀。第5問： Q:為什么保護現(xiàn)場時，總是保護 R0-R3,R12,為什么不保護R4-R11A:請看一看 HYPERLINK t _blank arm-thumb過程調(diào)用標準這個文檔。第6問： Q:請問 mov R1,#0 x00003DD0 錯誤： out of the range of operation是怎么回事情 我就是想IODIR=0 x00003dd0,匯編就是 LDR R0,=IODIR MOV R1,#0 x00003dd0 STR R1,R0 編譯時候說是超出操作范圍 A:使用ldr,mov的操作數(shù)為8位位圖數(shù)。第7問： Q:在 HYPERLINK t _blank

28、arm7TDMI（-S）處理器內(nèi)部有37個用戶可見的寄存器： 問題：用戶可見應(yīng)該怎樣理解 這37個寄存器是否是37個不同的物理寄存器， 例如R8與R8_fiq應(yīng)該是兩個不同的物理寄存器吧 A:用戶可見是指用戶可以通過程序操作的。R8與R8_fiq是兩個不同的寄存器。第8問： Q: USR模式，SVC模式，IRQ模式分別有哪些限制 A:對于外設(shè)操作限制與芯片設(shè)計有關(guān)。USR模式不能設(shè)置CPSR寄存器。 用戶模式下無SPSR寄存器，代碼可以為 HYPERLINK t _blank arm,Thumb.第9問： Q:請問在初始化堆棧時就決定了工作模式是什么意思 如何決定工作模式的 A:設(shè)置CPSR寄

29、存器。第10問： Q:請問： HYPERLINK t _blank arm匯編程序設(shè)計中所謂的文字池作何理解 A:可以理解為常量數(shù)組，文字池中保存的是常量，這些常量可以是正常的常量，也可以是地址。第11問： Q:為什么在中斷向量表中不直接LDR PC,異常地址.而是使用一個標號，然有再在后面使用DCD定義這個標號 A:因為LDR指令只能跳到當前PC 4kB范圍內(nèi)，而B指令能跳轉(zhuǎn)到32MB范圍，而現(xiàn)在這樣在LDR PC, xxxx這條指令不遠處用xxxxDCD定義一個字，而這個字里面存放最終異常服務(wù)程序的地址，這樣可以實現(xiàn)4GB全范圍跳轉(zhuǎn)。 Q: LDR 不是可以全空間跳轉(zhuǎn)的嗎 HYPERLIN

30、K t _blank arm微控制器基礎(chǔ)與實戰(zhàn)程序清單5.3. A: LDR偽指令通過設(shè)置指令緩沖池才能實現(xiàn)全范圍跳轉(zhuǎn)，而LDR指令則只能實現(xiàn)4KB范圍跳轉(zhuǎn)。第12問： Q: ARM7TDMI-S和 HYPERLINK t _blank arm7TDMI有何區(qū)別 A: ARM7TDMI-S是ARM7TDMI的可綜合（synthesizable）版本（軟核）。 對應(yīng)用工程師來說，除非芯片生產(chǎn)廠商對ARM7TDMI-S進行了裁減，否則ARM7TDMI-S與ARM7TDMI沒有太大的區(qū)別，其編程模型與 HYPERLINK t _blank arm7TDMI一致。第13問： Q: DCD偽指令的疑惑。

31、 StackUsr DCD UsrStackSpace + （USR_STACK_LEGTH - 1） * 4 這句話是什么意思 DCD后面的程序標號或數(shù)字表達式是何意 A:它的內(nèi)容是初始化遞減堆棧的最高地址，看 HYPERLINK t _blank arm微控制器基礎(chǔ)與實戰(zhàn)2.3.2節(jié)。 第2章 編譯器與語言第14問： Q:00254: Unimplemented RDI message是什么錯誤提示 我的設(shè)置連接都正常，是不是芯片燒了 A:是JTAG的問題?？梢韵仁褂肐SP操作試試就知道了，如果能ISP,說明LPC2104沒有損壞，還能正常運行程序。第15問： Q:請教：我在調(diào)試程序的時候

32、在AXD中出現(xiàn)這樣的提示信息： RDI Warning 00159:could not open specified device port. 我是根據(jù)配套教程的步驟設(shè)置的。 A:請按照光盤easy HYPERLINK t _blank arm_drivereadme.txt安裝驅(qū)動程序。第16問： Q:我用實驗程序運行經(jīng)常出現(xiàn)下列信息！ 程序不能 HYPERLINK / t _blank 下載到目標板。 Warnning! interrupt vectors data is not correct! Program you downloaded can not run freely! A:1

33、.仿真器配置一定要正確，即Easy HYPERLINK t _blank arm Configuration設(shè)置窗口中的FLASH項中選擇Erase Flash when need; 2.向量表累加和要為0; 3.可以先在RAM調(diào)試一個程序（運行），然后STOP,再使用File-Load Image加載要 HYPERLINK / t _blank 下載到FLASH的調(diào)試文件。第17問： Q:在ADS中是否可以進行軟件調(diào)試基于UCOS-II的程序 A:ADS軟件調(diào)試只能調(diào)試 HYPERLINK t _blank arm的內(nèi)核，不能調(diào)試外設(shè)。但是取消 PLL 鎖定檢測后，可以調(diào)試任務(wù)切換，最終到空

34、閑任務(wù)上。開始移植時軟件仿真是最好的工具。第18問： Q: HYPERLINK t _blank armulate軟件是干什么的 2104不是用EasyJTAG.dll來仿真嗎 A:軟件仿真只能仿真 HYPERLINK t _blank arm 核。第19問： Q:有關(guān)LPC2106.INC的問題。我無法在project引用lpc2106.inc文件，只能引用lpc2106.h文件， 這是什么原因 且當我的主程序用匯編編寫時，不能引用lpc2106.h,用lpc2106.inc則無法加入project,請問匯編器應(yīng)如何設(shè)置 A:不用加2106.inc只要該文件在你的工程文件夾中，就可以直接在匯

35、編程序的開始處加 include 2106.inc. 注意：該文件是匯編文件定義的頭文件，定義內(nèi)部寄存器。第20問： Q:入口點是什么意思 我在使用LPC2106上移植UCOS-II,每次MAKE時總是提示我 Image does not have an entry point,可是我是把光盤的vetctors.s 復(fù)制過來的，而且仔細看了看，已經(jīng)聲明了ENTERY,這是怎么回事A:需要在ADS中設(shè)置入口。第21問： Q:請教：如何定義不被初始化變量 A:讓編譯器不知道有這個內(nèi)存地址即可。 A:如用分散加載文件分配RAM故意預(yù)留一部分RAM不分配，用它來存您不需要初始化的東西。或者不調(diào)用編譯器

36、提供的啟動代碼，不過這樣可能編程會麻煩一些。第22問： Q:我直接通過JTAG口 HYPERLINK / t _blank 下載EasyArm板帶的Ext1_test程序到 HYPERLINK t _blank arm中，出現(xiàn)中斷向量的告警： interrupt vector is not correct HYPERLINK t _blank arm is not running freely. 果然復(fù)位后芯片不能運行。但是我用串口 HYPERLINK / t _blank 下載后芯片能正常工作，中斷也行的。 并且我用JTAG仿真的話，芯片能正常工作，中斷也行的，唯獨JTAG口 HYPERLI

37、NK / t _blank 下載不行。 不知道是什么原因 A:仿真器配置中要設(shè)置Erase Flash when need.也可以這樣試試： 1.可以先打開一個工程在RAM中調(diào)試運行； 2.stop程序； 3.使用File-Load Image重新加載Ext1_test生成的*.axf文件。 Q:仿真器配置中我是設(shè)置了Erase Flash when need,但照你說的話，那不是在RAM下調(diào)試嗎 在RAM下調(diào)試我是可以的，但是下載后出現(xiàn)interrupt vector data is not correct. 我又看了幾篇文章，是不是跟中斷向量表的累加和不為零有關(guān)系啊 A:是的，是向量表的累

38、加和不為零。 因為如果用ISP下載能運行，說明向量表的累加和已為零，而用JTAG下載不能運行的情況可能是 沒有正常下載代碼。先在RAM中調(diào)試，目的是為了后面正確下載程序到FLASH.第23問： Q:用Scatter怎樣將某個函數(shù)或文件定位在Flash的某個位置 第24問： Q:我在仿真時遇到這樣的提示： Error, Flash is protected by user configation! 怎么寫到flash里面呢 A:看配套 HYPERLINK t _blank arm微控制器基礎(chǔ)與實戰(zhàn)附錄一。第25問： Q:我在移植實驗中想到了兩個問題，如下： 1.Debug和Release以及De

39、bugRel有什么不同，為什么在作2104移植實驗時，要用Release 2.在Release中為什么要將RW Base設(shè)置為0 x40000040 我將其設(shè)置為0 x40003000, 為什么不能工作 A:都只是一個問題，內(nèi)存空間的使用，因為跑OS要比較大的內(nèi)存空間，所以要騰出點地方。第26問： Q:請問沒有MMU的 HYPERLINK t _blank arm芯片是否支持使用malloc（）函數(shù)動態(tài)分配內(nèi)存 A:是否支持malloc（）函數(shù)與芯片沒有多大關(guān)系，主要與編譯器有關(guān)。 Q:再問：如果沒有操作系統(tǒng)支持呢 A:也支持。第27問： Q:在I2C實驗程序中，我想查看數(shù)據(jù)緩沖區(qū)DataBu

40、f的值，怎么查看 A:watch窗口或鼠標停留在要查看的變量名上。 Q:我查詢的是寫入DataBuf緩沖區(qū)的值，鼠標在上面根本就不會出現(xiàn)他的值，即使在watch中加入， 結(jié)果也是name not found. A:變量被優(yōu)化，調(diào)試時可以把該變量定義為全局變量查看。第28問： Q:仿真軟件和2104開發(fā)板連接不上 DBE Warning 00041: !An unspecified Debug Toolbox call failed 電源和開發(fā)板都連好，錯誤和沒接開發(fā)板一樣，驅(qū)動也安裝了，安裝時按確定鍵時，軟件很長時間才有如上反應(yīng)，請幫忙 A:1.并口是否正常 2.在其它操作系統(tǒng)（如98）下或其

41、它臺式PC下試試。第29問： Q:如何生成32位hex文件 我在Release Setting- HYPERLINK t _blank arm fromELF-Output Format中設(shè)置為Intel 32bit HEX,可是好像沒有生成hex文件 A:試試這種方法： Target-Target Setting- ost Link中選擇 HYPERLINK t _blank arm fromELF加上你上面設(shè)的應(yīng)該不成問題。第30問： Q:請問關(guān)于settings中r0 base rw base的意思 A:ro:read only,rw:read and write.第31問： Q:編譯成

42、功后的信息第一行，code,R0 data,RW data,ZI data,debug分別代表什么 A:R0 只讀段，即程序代碼空間； RW 可讀/寫段，即數(shù)據(jù)變量空間； ZI 清零變量段，即需要清零初始化的數(shù)據(jù)變量空間。第32問： Q:如何在ADS里面看任務(wù)執(zhí)行的一些情況 比如堆棧。 A:多任務(wù)環(huán)境下的堆棧，內(nèi)存等信息需要調(diào)試軟件的支持才可以實現(xiàn)。 ucos下有一個統(tǒng)計功能的模塊可以間接實現(xiàn)部分功能。第33問： Q:請問向flash燒數(shù)據(jù)時出現(xiàn)：exceeds flash limitation 請予賜教！ A:要寫入的flash地址超過了范圍。如果不是代碼太大的問題，可以檢查scf文件是否正

43、確。第34問： Q:在LPC2214之類的芯片中如何實現(xiàn)數(shù)組的絕對地址定位，比如51的_at_的用法。 A:*（char*）0 x40000300）類似訪問 Q:謝謝，但這樣做就無須定義數(shù)組變量，訪問也不便，還有高招嗎 A:可以使用分散加載。第35問： Q:請問 ADS編譯錯誤L6221E:Execution region ER_RO overlays with Execution region ER_ZI 該如何解決 A:請用我們網(wǎng)站上的工程模板試一試，最大的可能是因為你的RELEASE或者DEBUG選項里面沒有正確設(shè)置，按照參考 HYPERLINK t _blank arm微控制器基礎(chǔ)與實戰(zhàn)上面的設(shè)置，是不會有這個問題的。第36問： Q:請教一下：將程序?qū)懭雈lash,再用從JTAG方式調(diào)試寫入之后再復(fù)位程序沒什么反映。 看了很多以前的帖子，說memm