第2部分 嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3課件

第2部分嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)11/19/20221哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系第2部分嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)11/11/20221哈爾濱工第五節(jié)

嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)11/19/20222哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系第五節(jié)

嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)11/11/20222哈爾濱工業(yè)嵌入式系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)過(guò)程11/19/20223哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)過(guò)程11/11/20223哈爾濱工業(yè)大學(xué)

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)不同于桌面系統(tǒng)，它非常受制于功能和具體的應(yīng)用環(huán)境，所以嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一些特殊的要求：接口方便、操作容易穩(wěn)定可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便功耗管理、降低成本功能實(shí)用、便于升級(jí)并發(fā)處理、及時(shí)響應(yīng)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求11/19/20224哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求11/11/20224哈爾濱工業(yè)大學(xué)

需要軟硬件綜合開(kāi)發(fā)，二者密切相關(guān)。原因：任何一個(gè)嵌入式產(chǎn)品都是軟件和硬件的結(jié)合體一旦嵌入式產(chǎn)品研發(fā)完成，軟件就固化在硬件環(huán)境中，嵌入式軟件是針對(duì)相應(yīng)的嵌入式硬件開(kāi)發(fā)的，是專(zhuān)用的。

嵌入式系統(tǒng)的這一特點(diǎn)，決定了嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)方法不同于傳統(tǒng)的軟件工程方法。嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)特點(diǎn)11/19/20225哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)特點(diǎn)11/11/20225哈爾濱工業(yè)大學(xué)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要步驟以自頂向下的角度來(lái)看，系統(tǒng)設(shè)計(jì)從系統(tǒng)需求分析開(kāi)始；第二步是規(guī)格說(shuō)明，在這一步我們對(duì)需設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能進(jìn)行更細(xì)致地描述，這些描述并不涉及系統(tǒng)的組成；第三步是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在這一階段以大的構(gòu)件為單位設(shè)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)部詳細(xì)構(gòu)造，明確軟、硬件功能的劃分；第四步是構(gòu)件設(shè)計(jì)，它包括系統(tǒng)程序模塊設(shè)計(jì)、專(zhuān)用硬件芯片選擇及硬件電路設(shè)計(jì)；第五步是系統(tǒng)集成，在完成了所有構(gòu)件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)集成，構(gòu)造出所需的完整系統(tǒng)。

需求分析規(guī)格說(shuō)明體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)件設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試與集成11/19/20226哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要步驟以自頂向下的角度來(lái)看，系統(tǒng)設(shè)計(jì)從系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程11/19/20227哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程11/11/20227哈爾濱工業(yè)大需求分析與規(guī)格說(shuō)明在設(shè)計(jì)之前，我們必須清楚要設(shè)計(jì)什么。在設(shè)計(jì)的最初階段，我們應(yīng)從客戶(hù)那里收集系統(tǒng)功能的非形式描述，在此稱(chēng)其為需求；對(duì)需求進(jìn)行提煉，以得到系統(tǒng)的規(guī)格說(shuō)明，規(guī)格說(shuō)明中應(yīng)包含我們進(jìn)行系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需的足夠信息。在此把需求和規(guī)格說(shuō)明區(qū)分開(kāi)是必要的，因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)的用戶(hù)不是專(zhuān)業(yè)人員，他們對(duì)系統(tǒng)的描述是建立在他們想象的、系統(tǒng)應(yīng)具備的功能基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)可能有些不切實(shí)際的期望，表達(dá)要求時(shí)使用自己的話(huà)而不是專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)。因而，必須將用戶(hù)的描述轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的描述，從用戶(hù)的需求中整理形成正式的規(guī)格說(shuō)明。11/19/20228哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系需求分析與規(guī)格說(shuō)明在設(shè)計(jì)之前，我們必須清楚要設(shè)計(jì)什么。在設(shè)計(jì)用戶(hù)需求的格式用戶(hù)需求通常包括功能部分和非功能部分。非功能部分需求主要指：性能、價(jià)格、尺寸和重量、功耗等。右邊表是一個(gè)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初始階段使用的需求說(shuō)明表格樣本，該表格用簡(jiǎn)練、清晰的語(yǔ)句描述系統(tǒng)的基本需求。項(xiàng)目說(shuō)明名稱(chēng)目的輸入輸出功能性能生產(chǎn)成本功耗尺寸和重量11/19/20229哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系用戶(hù)需求的格式用戶(hù)需求通常包括功能部分和非功能部分。非功能部GPS移動(dòng)地圖系統(tǒng):示例項(xiàng)目說(shuō)明名稱(chēng)GPS移動(dòng)地圖目的為司機(jī)等用戶(hù)提供圖形狀的移動(dòng)地圖輸入一個(gè)電源開(kāi)關(guān)、兩個(gè)操作按鈕、GPS信號(hào)輸入輸出LCD顯示器，分辨率為400×600功能可接5種GPS接收器；三種用戶(hù)可選的地圖比例；總是顯示當(dāng)前經(jīng)緯度性能0.25秒內(nèi)即可更新一次屏幕，常溫下工作生產(chǎn)成本1500元（人民幣）功耗四節(jié)電池供電應(yīng)連續(xù)工作8小時(shí)，功耗約100mW尺寸和重量尺寸不大于20cm×30cm，重量不大于0.25公斤GPS移動(dòng)地圖是一種手持設(shè)備，該設(shè)備為用戶(hù)（如汽車(chē)駕駛員）顯示他當(dāng)前所處位置周?chē)牡貓D；顯示的地圖內(nèi)容應(yīng)隨用戶(hù)以及該設(shè)備所處位置的改變而改變。該設(shè)備從GPS上得到其位置信息，移動(dòng)地圖的顯示看起來(lái)應(yīng)類(lèi)似紙張上的地圖。針對(duì)用戶(hù)的初步要求，我們編寫(xiě)出如右表所示的系統(tǒng)需求表。11/19/202210哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系GPS移動(dòng)地圖系統(tǒng):示例項(xiàng)目說(shuō)明名稱(chēng)GPS移動(dòng)地圖目的為司機(jī)描述規(guī)格說(shuō)明的工具規(guī)格說(shuō)明應(yīng)更精確地反映用戶(hù)的需求，它是設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)必須明確遵循的要求。規(guī)格說(shuō)明應(yīng)小心編寫(xiě)，描述應(yīng)足夠清晰，不能有歧義，以便別人可以通過(guò)它來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否達(dá)到要求。規(guī)格說(shuō)明中通常只描述系統(tǒng)應(yīng)做什么，而不描述系統(tǒng)該怎么做。描述規(guī)格說(shuō)明的工具可采用統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）。UML語(yǔ)言是一種面向?qū)ο蟮慕ＵZ(yǔ)言，它是軟件工程課程中詳細(xì)講解的內(nèi)容。11/19/202211哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系描述規(guī)格說(shuō)明的工具規(guī)格說(shuō)明應(yīng)更精確地反映用戶(hù)的需求，它是設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是描述系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，它是系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的一個(gè)計(jì)劃。右圖以框圖的形式描述了GPS移動(dòng)地圖的體系結(jié)構(gòu)，圖中展示了移動(dòng)地圖的主要操作和其間的數(shù)據(jù)流?？驁D仍很抽象，還沒(méi)有規(guī)定軟件完成什么，專(zhuān)用硬件完成什么，等等。但該圖還是清楚地描述了許多功能，如需搜索地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)、需顯示地圖、需接收GPS信號(hào)等。GPS接收器信號(hào)搜索引擎顯示控制顯示器數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)接口11/19/202212哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是描述系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)顯示器顯示控制器(含顯緩)存儲(chǔ)器GPS信號(hào)接收器CPUI/O接口11/19/202213哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)顯示控制器GPS信號(hào)接收器CPUI/O接口系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)GPS接口程序數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)輸入/輸出控制程序顯示控制定時(shí)器11/19/202214哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)GPS接口數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)輸入/輸出控制程序顯示控構(gòu)件設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中告訴我們需要什么樣的構(gòu)件，而構(gòu)件設(shè)計(jì)中就是設(shè)計(jì)或選擇符合體系結(jié)構(gòu)和規(guī)格說(shuō)明中所需求的構(gòu)件。構(gòu)件通常既包括硬件，如FPGA、電路板等，也包括軟件模塊。一些硬件構(gòu)件是現(xiàn)成的?，F(xiàn)成的硬件構(gòu)件即有標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，也有專(zhuān)用構(gòu)件，例如CPU芯片，存儲(chǔ)器芯片等就是標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，而在移動(dòng)地圖中GPS接收器就是專(zhuān)用構(gòu)件。同樣地，軟件構(gòu)件也可利用標(biāo)準(zhǔn)軟件模塊，如地圖數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)訪(fǎng)問(wèn)例程及函數(shù)。更多的情況下，我們需要自己設(shè)計(jì)一些構(gòu)件，即使采用標(biāo)準(zhǔn)的集成電路，也必須設(shè)計(jì)連接它們的印刷電路板，同時(shí)，需做大量的定制編程。當(dāng)然，建立嵌入式軟件模塊時(shí)，必須確保系統(tǒng)實(shí)時(shí)性良好，并且在允許的范圍內(nèi)不占用更多的存儲(chǔ)空間。在移動(dòng)地圖這個(gè)例子中，電能消耗特別重要，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)，因?yàn)榇鎯?chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)是主要的功耗來(lái)源，存儲(chǔ)器的訪(fǎng)問(wèn)必須精心安排，以避免多次讀取相同的數(shù)據(jù)。11/19/202215哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系構(gòu)件設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中告訴我們需要什么樣的構(gòu)件，而構(gòu)件設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試與集成只有建立構(gòu)件后，才能將它們合并得到一個(gè)可以運(yùn)行的系統(tǒng)。當(dāng)然在系統(tǒng)集成階段并不是僅僅把所有的構(gòu)件連接在一起就行，通常都會(huì)發(fā)現(xiàn)以前設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤。在系統(tǒng)集成時(shí)按階段構(gòu)架系統(tǒng)，并每次只對(duì)一部分模塊排錯(cuò)，能夠更容易地發(fā)現(xiàn)并定位錯(cuò)誤。我們必須確保在體系結(jié)構(gòu)和各構(gòu)件設(shè)計(jì)階段盡可能按階段集成系統(tǒng)，并相對(duì)獨(dú)立地測(cè)試系統(tǒng)功能。系統(tǒng)集成時(shí)要準(zhǔn)確定位出現(xiàn)的錯(cuò)誤是非常困難的，在這一階段，設(shè)計(jì)者的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)將起很大的作用。11/19/202216哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系系統(tǒng)調(diào)試與集成只有建立構(gòu)件后，才能將它們合并得到一個(gè)可以運(yùn)

需要使用交叉編譯器，進(jìn)行交叉開(kāi)發(fā)。交叉編譯器(Cross-compiler)：是一種運(yùn)行在通用計(jì)算機(jī)上的、但是能夠生成在另一種處理器上運(yùn)行的目標(biāo)代碼的編譯器。交叉開(kāi)發(fā)：在一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)上進(jìn)行軟件的編輯、編譯，然后下載到嵌入式系統(tǒng)中運(yùn)行調(diào)試。嵌入式系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)模式宿主機(jī)目標(biāo)機(jī)11/19/202217哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系 需要使用交叉編譯器，進(jìn)行交叉開(kāi)發(fā)。嵌入式系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)模嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：背景知識(shí)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)電子學(xué)概覽11/19/202218哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：背景知識(shí)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)11/11/202計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)包括處理器、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、總線(xiàn)、寄存器、尋址模式、大端小端、中斷等重要概念。RISC和CISC處理器存儲(chǔ)器并行處理I/O設(shè)備11/19/202219哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)包括處理器、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、總線(xiàn)、寄存器、尋址模電子學(xué)概覽電壓和電流、模擬信號(hào)、功率、電阻、電容、RC電路、電感、二極管、晶振、數(shù)字信號(hào)理解電路原理圖閱讀技術(shù)手冊(cè)11/19/202220哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系電子學(xué)概覽電壓和電流、模擬信號(hào)、功率、電阻、電容、RC電路、基于S3C2410的教學(xué)科研平臺(tái)

11/19/202221哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系基于S3C2410的教學(xué)科研平臺(tái)流程簡(jiǎn)介芯片選擇原理圖PCB制板11/19/202222哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系流程簡(jiǎn)介芯片選擇11/11/202222哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子11/19/202223哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202223哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院11/19/202224哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202224哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院11/19/202225哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202225哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院基于S3C2410的教學(xué)科研平臺(tái)

11/19/202226哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系基于S3C2410的教學(xué)科研平臺(tái)S3c2410處理器概述韓國(guó)三星公司推出的基于A(yíng)RM920T內(nèi)核和AMBA總線(xiàn)的微處理器；使用0.18umCMOS標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存儲(chǔ)器單元工藝；集成LCD、UART、IIC、SPI、IIS、USB、SD控制器等片內(nèi)外圍設(shè)備；支持ROM和NANDFlash引導(dǎo)；適合面向手持設(shè)備應(yīng)用，功耗較低；適合成本敏感、應(yīng)用環(huán)境較好的的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品。11/19/202227哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系S3c2410處理器概述韓國(guó)三星公司推出的基于A(yíng)RM920TARM920T內(nèi)核結(jié)構(gòu)11/19/202228哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系A(chǔ)RM920T內(nèi)核結(jié)構(gòu)11/11/202228哈爾濱工業(yè)大學(xué)S3C2410的內(nèi)部結(jié)構(gòu)11/19/202229哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系S3C2410的內(nèi)部結(jié)構(gòu)11/11/202229哈爾濱工業(yè)大2410的存儲(chǔ)器系統(tǒng)—可通過(guò)軟件選擇大小端—地址空間:每個(gè)Bank128Mbytes(總共1GB)—除bank0(16/32-bit)外，所有的Bank都可以通過(guò)編程選擇總線(xiàn)寬度=(8/16/32-bit)—共8個(gè)banks6個(gè)Bank用于控制ROM,SRAM,etc.剩余的兩個(gè)Bank用于控制ROM,SRAM,SDRAM,etc.—7個(gè)Bank固定起始地址；—最后一個(gè)Bank可調(diào)整起始地址；—最后兩個(gè)Bank大小可編程—所有Bank存儲(chǔ)周期可編程控制；11/19/202230哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系2410的存儲(chǔ)器系統(tǒng)—可通過(guò)軟件選擇大小端11/11/20S3C2410的存儲(chǔ)器配置11/19/202231哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系S3C2410的存儲(chǔ)器配置11/11/202231哈爾濱工業(yè)NandFlash啟動(dòng)裝載器支持NandFlash啟動(dòng)4K字節(jié)的內(nèi)部BUFFER用于啟動(dòng)啟動(dòng)后支持NandFlash作為存儲(chǔ)設(shè)備11/19/202232哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系NandFlash啟動(dòng)裝載器11/11/202232哈爾濱工NandFlash控制器1、閃存存儲(chǔ)器技術(shù)分類(lèi)全球閃速存儲(chǔ)器的主要供應(yīng)商有AMD、ATMEL、Fujistu、Hitachi、Hyundai、Intel、Micron、Mitsubishi、Samsung、SST、SHARP、TOSHIBA。由于各自技術(shù)架構(gòu)的不同，分為幾大陣營(yíng)：NOR技術(shù)，NAND技術(shù)，AND技術(shù)以及由EEPROM派生的閃存存儲(chǔ)器?，F(xiàn)在NORFLASH與NANDFLASH用得比較多。11/19/202233哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系NandFlash控制器1、閃存存儲(chǔ)器技術(shù)分類(lèi)11/1Samsung、TOSHIBA和Fujistu支持NAND技術(shù)Flash存儲(chǔ)器。這種結(jié)構(gòu)的閃速存儲(chǔ)器適合于純數(shù)據(jù)和文件存儲(chǔ)，主要作為SmartMedia卡、CompactFlash卡、PCMCIAATA卡、固態(tài)盤(pán)的存儲(chǔ)介質(zhì)，并正成為閃速磁盤(pán)技術(shù)的核心。NandFlash控制器11/19/202234哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系Samsung、TOSHIBA和FujistNANDFlash存儲(chǔ)器特點(diǎn)（1）以頁(yè)（256B或512B）為單位讀和編程，以塊（4K或8K或16K）為單位擦除；（2）串行讀取，數(shù)據(jù)、地址采用同一總線(xiàn)；（3）尺寸小、引腳少、成本低。NandFlash控制器11/19/202235哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系NANDFlash存儲(chǔ)器特點(diǎn)NandFlash控制器11NANDFlash工作原理NandFlash控制器11/19/202236哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系NANDFlash工作原理NandFlash控制器11Bank6/Bank7地址分布11/19/202237哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系Bank6/Bank7地址分布11/11/202237哈爾濱Bank0總線(xiàn)寬度配置11/19/202238哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系Bank0總線(xiàn)寬度配置11/11/202238哈爾濱工業(yè)大學(xué)與2片8位的ROM連接方法11/19/202239哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系與2片8位的ROM連接方法11/11/202239哈爾濱工業(yè)與1片16位的ROM連接11/19/202240哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系與1片16位的ROM連接11/11/202240哈爾濱工業(yè)大S3C2410與2片8的FLASH的連接方法11/19/202241哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系S3C2410與2片8的FLASH的連接方法11/11/20與1片16M的SDRAM的連接方法11/19/202242哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系與1片16M的SDRAM的連接方法11/11/202242哈與1片16M的SDRAM的連接方法11/19/202243哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系與1片16M的SDRAM的連接方法11/11/202243哈基于LPC2000系列

的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)11/19/202244哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系基于LPC2000系列

的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)11/11/20224最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介一個(gè)嵌入式處理器自己是不能獨(dú)立工作的，必須給它供電、加上時(shí)鐘信號(hào)、提供復(fù)位信號(hào)，如果芯片沒(méi)有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，則還要加上存儲(chǔ)器系統(tǒng)，然后嵌入式處理器芯片才可能工作。這些提供嵌入式處理器運(yùn)行所必須的條件的電路與嵌入式處理器共同構(gòu)成了這個(gè)嵌入式處理器的最小系統(tǒng)。而大多數(shù)基于A(yíng)RM7處理器核的微控制器都有調(diào)試接口，這部分在芯片實(shí)際工作時(shí)不是必需的，但因?yàn)檫@部分在開(kāi)發(fā)時(shí)很重要，所以也把這部分也歸入最小系統(tǒng)中。11/19/202245哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介一個(gè)嵌入式處理器自己是不能獨(dú)立工最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)可選，因?yàn)樵S多面向嵌入式領(lǐng)域的微控制器內(nèi)部集成了程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器——最小系統(tǒng)框圖可選，但是在樣品階段通常都會(huì)設(shè)計(jì)這部分電路11/19/202246哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其存儲(chǔ)器系嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)各部件簡(jiǎn)介——電源供電系統(tǒng)(電源)電源系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)提供能量，是整個(gè)系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，具有極其重要的地位，但卻往往被忽略。如果電源系統(tǒng)處理得好，整個(gè)系統(tǒng)的故障往往減少了一大半。11/19/202247哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)嵌各部件簡(jiǎn)介——電源嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)供電系統(tǒng)(電源)設(shè)計(jì)電源時(shí)要考慮的因素：1.輸出的電壓、電流、功率；2.輸入的電壓、電流；3.安全因素；4.輸出紋波；5.電磁干擾；6.體積限制；7.功耗限制；8.成本限制。11/19/202248哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——電源嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其存對(duì)于LPC2200系列微控制器，它有4組電源輸入。理想情況下需要提供4組獨(dú)立的電源，它們需要單點(diǎn)接地或大面積接地。甚至還有為系統(tǒng)中其它的部件提供更多種類(lèi)的電源。但如果沒(méi)有使用LPC2000內(nèi)部的AD功能，或?qū)D的要求不高，模擬電源和數(shù)字電源可以不分開(kāi)供電。這樣LPC2200和LPC210x都只需要兩組電源。各部件簡(jiǎn)介——電源1.分析需求LPC2000系列微控制所需要的電源類(lèi)型：電壓型號(hào)3.3V1.8VLPC210xV3.3V1.8LPC22xxV3.3D、V3.3AV1.8D、V1.8ALPC213xV3.3D、V3.3A無(wú)V3.3D表示數(shù)字電源，V3.3A表示模擬電源。LPC2104/05/06無(wú)模擬和數(shù)字之分。11/19/202249哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系對(duì)于LPC2200系列微控制器，它有4組電11/19/202250哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202250哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院各部件簡(jiǎn)介——電源2.設(shè)計(jì)末級(jí)電源電路LPC2000系列微控制1.8V消耗電流的極限值為70mA。為了保證可靠性并為以后升級(jí)留下余量，則電源系統(tǒng)1.8V能夠提供的電流應(yīng)當(dāng)大于300mA。整個(gè)系統(tǒng)在3.3V上消耗的電流與外部條件有很大的關(guān)系，這里假設(shè)電流不超過(guò)200mA，這樣，電源系統(tǒng)3.3V能夠提供600mA電流即可。分析得到以下參數(shù)：3.3V電源設(shè)計(jì)最大電流：600mA；1.8V電源設(shè)計(jì)最大電流：300mA。11/19/202251哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——電源2.設(shè)計(jì)末級(jí)電源電路11/11/20225各部件簡(jiǎn)介——電源2.設(shè)計(jì)末級(jí)電源電路在了解功率消耗之后，需要選擇合適的器件。因?yàn)橄到y(tǒng)對(duì)這兩組電壓的要求比較高，且其功耗不是很大，所以不適合用開(kāi)關(guān)電源，應(yīng)當(dāng)用低壓差模擬電源（LDO）。合乎技術(shù)參數(shù)的LDO芯片很多，Sipex半導(dǎo)體SPX1117是一個(gè)較好的選擇，它的性?xún)r(jià)比較好，且有一些產(chǎn)品可以與它直接替換，減少采購(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。11/19/202252哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——電源2.設(shè)計(jì)末級(jí)電源電路11/11/20225各部件簡(jiǎn)介——電源SPX1117主要特點(diǎn)： 0.8A穩(wěn)定輸出電流； 1A穩(wěn)定峰值電流； 3V可調(diào)節(jié)； 低靜態(tài)電流；

0.8A時(shí)低壓差為1.1V； 0.1%線(xiàn)形調(diào)整率； 0.2%負(fù)載調(diào)整率； 過(guò)流及溫度保護(hù)；

多種封裝供選擇。

11/19/202253哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——電源SPX1117主要特點(diǎn)：11/11/202各部件簡(jiǎn)介——電源3.設(shè)計(jì)前級(jí)電源電路盡管SPX1117允許的輸入電壓可達(dá)20V（參考芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)），但太高的電壓使芯片的發(fā)熱量上升，散熱系統(tǒng)不好設(shè)計(jì)，同時(shí)影響芯片的性能。這樣，就需要前級(jí)電路調(diào)整一下。如果系統(tǒng)可能使用多種電源（如交流電和電池），各種電源的電壓輸出不一樣，就更需要前級(jí)調(diào)整以適應(yīng)末級(jí)的輸入。通過(guò)之前的分析，前級(jí)的輸出選擇為5V。選擇5V作為前級(jí)的輸出有兩個(gè)原因：這個(gè)電壓滿(mǎn)足SPX1117的要求；目前很多器件還是需要5V供電的，這個(gè)5V可以兼做前級(jí)和末級(jí)了。11/19/202254哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——電源3.設(shè)計(jì)前級(jí)電源電路11/11/20225各部件簡(jiǎn)介——電源3.設(shè)計(jì)前級(jí)電源電路根據(jù)系統(tǒng)在5V上消耗的電流和體積、成本等方面的考慮，前級(jí)電路可以使用開(kāi)關(guān)電源，也可以使用模擬電源。它們的特別如下：開(kāi)關(guān)電源：效率較高，可以減少發(fā)熱量，因而在功率較大時(shí)可以減小電源模塊的體積；模擬電源：電路簡(jiǎn)單，輸出電壓紋波較小，并且干擾較開(kāi)關(guān)電源小得多。11/19/202255哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——電源3.設(shè)計(jì)前級(jí)電源電路11/11/20225各部件簡(jiǎn)介——電源開(kāi)關(guān)電源模擬電源11/19/202256哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——電源開(kāi)關(guān)電源模擬電源11/11/202256哈嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)各部件簡(jiǎn)介——時(shí)鐘目前所有的微控制器均為時(shí)序電路，需要一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)才能工作，大多數(shù)微控制器具有晶體振蕩器。簡(jiǎn)單的方法是利用微控制器內(nèi)部的晶體振蕩器，但有些場(chǎng)合（如減少功耗、需要嚴(yán)格同步等情況）需要使用外部振蕩源提供時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘系統(tǒng)11/19/202257哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)各各部件簡(jiǎn)介——時(shí)鐘目前所有的微控制器均為時(shí)序電路，需要一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)才能工作，大多數(shù)微控制器具有晶體振蕩器。簡(jiǎn)單的方法是利用微控制器內(nèi)部的晶體振蕩器，但有些場(chǎng)合（如減少功耗、需要嚴(yán)格同步等情況）需要使用外部振蕩源提供時(shí)鐘信號(hào)。LPC2000X1X2CCXtalLPC2000X1X2CClock使用內(nèi)部振蕩器使用外部時(shí)鐘源可以使用穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)源，如有源晶振等。11/19/202258哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——時(shí)鐘目前所有的微控制器均為時(shí)序嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置微控制器在上電時(shí)狀態(tài)并不確定，這造成微控制器不能正確工作。為解決這個(gè)問(wèn)題，所有微控制器均有一個(gè)復(fù)位邏輯，它負(fù)責(zé)將微控制器初始化為某個(gè)確定的狀態(tài)。這個(gè)復(fù)位邏輯需要一個(gè)復(fù)位信號(hào)才能工作。一些微控制器自己在上電時(shí)會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，但大多數(shù)微控制器需要外部輸入這個(gè)信號(hào)。這個(gè)信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性對(duì)微控制器的正常工作有重大影響。復(fù)位及其配置系統(tǒng)11/19/202259哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)各各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置復(fù)位電路可以使用簡(jiǎn)單的阻容復(fù)位，這個(gè)電路成本低廉，但不能保證任何情況產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的復(fù)位信號(hào)，所以一般場(chǎng)合需要使用專(zhuān)門(mén)的復(fù)位芯片。阻容復(fù)位11/19/202260哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置復(fù)位電路可以使各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置常用的復(fù)位專(zhuān)用芯片有CATALYST公司的CAT800系列，Sipex公司的SP700系列和SP800系列。為了適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，這些公司還推出帶有EEPROM存儲(chǔ)器和看門(mén)狗的復(fù)位芯片，這可以降低系統(tǒng)成本和縮小產(chǎn)品體積，減少元件數(shù)量也有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果系統(tǒng)不需要手動(dòng)復(fù)位功能，可以選擇CAT809。如果需要手動(dòng)復(fù)位功能，可以選擇SP705/706、SP708SCN。種類(lèi)繁多的復(fù)位芯片可以滿(mǎn)足不同工作電壓和不同復(fù)位方式的系統(tǒng)，這里僅介紹其中部分。注意：復(fù)位芯片的復(fù)位門(mén)檻的選擇至關(guān)重要，一般應(yīng)當(dāng)選擇微控制器的IO口供電電壓范圍為標(biāo)準(zhǔn)。LPC2000這個(gè)范圍為：3.0V～3.6V，所以選擇復(fù)位門(mén)檻電壓為2.93V，即電源電壓低于2.93V時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。11/19/202261哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置常用的復(fù)位專(zhuān)用各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置CAT809——3腳微控制器電源監(jiān)控電路：低有效復(fù)位；在工業(yè)級(jí)溫度范圍的應(yīng)用中可直接代替MAX809；Vcc低至1.0V時(shí)，復(fù)位信號(hào)仍然有效；6uA的電源電流；抗電源的瞬態(tài)干擾；緊湊的3腳SOT23和SC70封裝；工業(yè)級(jí)溫度范圍：－40℃～+85℃。11/19/202262哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置CAT809——3腳微控制器電各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置SP708/R/S/T——低功耗微處理器復(fù)位監(jiān)控芯片：2.63V:SP708R；2.93V:SP708S；3.08V:SP708T；復(fù)位脈沖寬度-200ms；最大電源電流40uA；支持開(kāi)關(guān)式TTL/CMOS手動(dòng)復(fù)位輸入；Vcc下降至1V時(shí)，nRESET信號(hào)仍然有效；SP708/R/S/T支持高/低電平兩種方式。11/19/202263哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置SP708/R/S/T——低功各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置SP6200/6201——帶復(fù)位輸出的LDO調(diào)節(jié)器

：適用于要求高精度、快速操作和方便使用的應(yīng)用；極低的關(guān)斷電流：最大為1uA；低壓差：160mV@100mA。輸出電壓高精度：2%；邏輯控制的電子使能；復(fù)位輸出(VOUT良好)；1uF的陶瓷電容就可保持器件無(wú)條件穩(wěn)定工作。電壓輸出使能復(fù)位輸出11/19/202264哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置SP6200/6201——帶復(fù)各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置CAT1024/1025——帶EEPROM的復(fù)位芯片

：具有2K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)100年；存儲(chǔ)器采用400KHz的I2C總線(xiàn)接口，16字節(jié)的頁(yè)寫(xiě)緩沖區(qū)；CAT1025具有高、低電平復(fù)位信號(hào)，CAT1024具有低電平復(fù)位信號(hào)。Vcc低至1V時(shí)復(fù)位仍有效；工作電壓范圍：2.7V～5.5V；手動(dòng)復(fù)位輸入。11/19/202265哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置CAT1024/1025——帶各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置微控制器在復(fù)位后可能有多種初始狀態(tài)，具體復(fù)位到哪種初始狀態(tài)是在復(fù)位的過(guò)程中決定的。復(fù)位邏輯可能通過(guò)片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)決定具體的初始狀態(tài)，但更多的是通過(guò)復(fù)位期間的引腳狀態(tài)決定，也可能通過(guò)兩者共同決定。用引腳狀態(tài)配置復(fù)位后的初始狀態(tài)沒(méi)有統(tǒng)一的方法，需要根據(jù)相關(guān)芯片的手冊(cè)決定。P2.26和P2.27決定復(fù)位后存儲(chǔ)器的來(lái)源以及存儲(chǔ)器的寬度P1.26決定復(fù)位后是否使用P1.31～P1.26作為調(diào)試端口P1.20決定復(fù)位后是否使用P1.25～P1.16作為跟蹤端口P0.14決定復(fù)位后是否進(jìn)入ISP狀態(tài)11/19/202266哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——復(fù)位及其芯片配置微控制器在復(fù)位嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)各部件簡(jiǎn)介——存儲(chǔ)器系統(tǒng)對(duì)于大部分微控制器來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)器系統(tǒng)不是必需的，但如果微控制器沒(méi)有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，就必須設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器系統(tǒng)，這一般通過(guò)微控制器的外部總線(xiàn)接口實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)11/19/202267哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)各各部件簡(jiǎn)介——存儲(chǔ)器系統(tǒng)LPC2210存儲(chǔ)器系統(tǒng)LPC2210SRAMFLASH11/19/202268哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——存儲(chǔ)器系統(tǒng)LPC2210存儲(chǔ)器系統(tǒng)LPC221嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)各部件簡(jiǎn)介——調(diào)試與測(cè)試接口調(diào)試與測(cè)試接口不是系統(tǒng)運(yùn)行必須的，但現(xiàn)代系統(tǒng)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)可測(cè)性，調(diào)試、測(cè)試接口的設(shè)計(jì)也要重視了。LPC2000有一個(gè)內(nèi)置JTAG調(diào)試接口，通過(guò)這個(gè)接口可以控制芯片的運(yùn)行并獲取內(nèi)部信息。調(diào)試測(cè)試接口11/19/202269哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)各11/19/202270哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202270哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院11/19/202271哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202271哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院11/19/202272哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202272哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院各部件簡(jiǎn)介——調(diào)試與測(cè)試接口11/19/202273哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——調(diào)試與測(cè)試接口11/11/202273哈爾濱工完整的最小系統(tǒng)——LPC2200使用外部存儲(chǔ)器復(fù)位后使用外部16位寬度存儲(chǔ)器11/19/202274哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系完整的最小系統(tǒng)——LPC2200使用外部存儲(chǔ)器復(fù)位后使用外部完整的最小系統(tǒng)——LPC2200不使用外部存儲(chǔ)器復(fù)位后使用內(nèi)部存儲(chǔ)器11/19/202275哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系完整的最小系統(tǒng)——LPC2200不使用外部存儲(chǔ)器復(fù)位后使用內(nèi)GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)LPC2000系列的絕大多數(shù)GPIO為真正的全雙向I/O口，可以獨(dú)立控制每一根I/O口線(xiàn)的狀態(tài)是輸入還是輸出，絕大多數(shù)GPIO的輸出為推挽輸出，可以獨(dú)立控制每一根I/O口的輸出狀態(tài)。雖然LPC2000系列的I/O電壓為3.3V，GPIO的輸出最高為I/O口電源電壓，但絕大多數(shù)GPIO能夠承受5V電壓的輸入，絕大多數(shù)GPIO作為輸入時(shí)是處于高阻狀態(tài)。因?yàn)長(zhǎng)PC2000系列的GPIO有以上特性，所以可以用它們（通過(guò)程序）模擬很多器件的時(shí)序達(dá)到控制相應(yīng)器件的目的。11/19/202276哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)LPC2000系列的絕大GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì):GPIO的應(yīng)用通用I/O口（接口，引腳）；驅(qū)動(dòng)LED或其他指示器；控制片外器件；檢測(cè)數(shù)字輸入，如鍵盤(pán)或開(kāi)關(guān)信號(hào)；11/19/202277哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì):GPIO的應(yīng)用通用I/O口（接口，引檢測(cè)數(shù)字輸入，如鍵盤(pán)或開(kāi)關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)LED或其它指示器控制片外器件11/19/202278哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系檢測(cè)數(shù)字輸入，如鍵盤(pán)或開(kāi)關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)LED或其它指示器控制片外S3C2410GPIO寄存器配置端口配置寄存器（GPACON－GPHCON）端口數(shù)據(jù)寄存器（GPADAT－GPHDAT）11/19/202279哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系S3C2410GPIO寄存器配置端口配置寄存器（GPACO端口配置寄存器（GPACON－GPHCON）由于部分I/O引腳有第二功能，甚至第三功能，所以需要通過(guò)設(shè)置GPxCON寄存器來(lái)選擇GPx口I/O的功能注：其中x可以為A、B、C、D、E、F、G、H，表示相應(yīng)的I/O端口；11/19/202280哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系端口配置寄存器（GPACON－GPHCON）由于部分I/O引端口數(shù)據(jù)寄存器（GPADAT－GPHDAT）當(dāng)I/O設(shè)置為GPIO輸出模式(Output模式)時(shí)，寫(xiě)GPxDAT控制相應(yīng)I/O口輸出高電平或低電平。注：GPxDAT為1的位對(duì)應(yīng)I/O輸出高電平，為0的位對(duì)應(yīng)低電平；當(dāng)I/O設(shè)置為GPIO輸入模式(Input模式)時(shí)，讀取GPxDAT寄存器即取得I/O口線(xiàn)上的電平狀態(tài)。11/19/202281哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系端口數(shù)據(jù)寄存器（GPADAT－GPHDAT）當(dāng)I/O設(shè)置為G配置舉例（GPIO輸出控制實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)箱上LED1,2分別接GPE11，12腳；控制GPE11和12腳的輸出，讓LED燈閃爍5次；11/19/202282哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系配置舉例（GPIO輸出控制實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)箱上LED1,2分別接G參考程序11/19/202283哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系參考程序11/11/202283哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技11/19/202284哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202284哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)——LED控制GPIO直接驅(qū)動(dòng)LED原理：當(dāng)IO口輸出高電平時(shí)LED熄滅，輸出低電平時(shí)LED點(diǎn)亮。使用時(shí)要注意IO口的驅(qū)動(dòng)能力；優(yōu)點(diǎn)：編程簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：信息簡(jiǎn)單。使用三極管驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管原理：每個(gè)IO口驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的一段，不同組合可以構(gòu)成不同的數(shù)字或部分字母；優(yōu)點(diǎn)：可以表示更豐富的信息；缺點(diǎn)：成本較高。11/19/202285哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)——LED控制GPIO直接驅(qū)動(dòng)LED原理GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)——按鍵獨(dú)立式按鍵輸入原理：根據(jù)IO口的狀態(tài)了解外部按鍵是否按下；優(yōu)點(diǎn)：編程簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：口線(xiàn)利用率不高。行列式按鍵輸入原理：列線(xiàn)輸出，行線(xiàn)讀入，循環(huán)一次可以了解外部按鍵狀態(tài)；優(yōu)點(diǎn)：可以連接較多按鍵；缺點(diǎn)：編程較復(fù)雜。11/19/202286哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系GPIO外設(shè)接口設(shè)計(jì)——按鍵獨(dú)立式按鍵輸入原理：根據(jù)IO口的UART外設(shè)接口設(shè)計(jì)：UART的功能與引腳UART（UniversalAsynchronousReceiverandTransmitter）：通用異步串行通信接口的總稱(chēng)，UART允許在串行鏈路上進(jìn)行全雙工的通信，輸出/輸入的電平為T(mén)TL電平；一般來(lái)說(shuō)，全雙工UART定義了一個(gè)串行發(fā)送引腳(TXD)和一個(gè)串行接收引腳(RXD)，可以在同一時(shí)刻發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；引腳名稱(chēng)類(lèi)型描述RxD0輸入串行輸入，接收數(shù)據(jù)TxD0輸出串行輸出，發(fā)送數(shù)據(jù)11/19/202287哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系UART外設(shè)接口設(shè)計(jì)：UART的功能與引腳UART（UniUART數(shù)據(jù)通信字符格式開(kāi)始前，線(xiàn)路處于空閑狀態(tài)，連續(xù)多個(gè)“1”；開(kāi)始時(shí)，先發(fā)一個(gè)“0”作為起始位；然后是二進(jìn)制數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)位（可選）；最后是一個(gè)及一個(gè)以上的“1”作為停止位；11/19/202288哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系UART數(shù)據(jù)通信字符格式開(kāi)始前，線(xiàn)路處于空閑狀態(tài)，連續(xù)多個(gè)“S3C2410UART寄存器線(xiàn)路控制寄存器ULCONn；控制寄存器UCONn:決定UART的各種模式；FIFO控制寄存器UFCONn:用于收發(fā)緩沖寄存器管理；MODEM控制寄存器UMCONn:設(shè)置流控方式；狀態(tài)寄存器UTRSTATn:反映收發(fā)緩沖寄存器狀態(tài)；發(fā)送寄存器UTXHn:存放發(fā)送數(shù)據(jù)；接受寄存器URXHn:存放接收數(shù)據(jù)；波特因子寄存器UBRDIVn:設(shè)置波特率……11/19/202289哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系S3C2410UART寄存器線(xiàn)路控制寄存器ULCONn；1UART之間互聯(lián)與其他同類(lèi)型的通信設(shè)備之間可以直接互聯(lián)（如在兩個(gè)S3C2410A之間）；11/19/202290哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系UART之間互聯(lián)與其他同類(lèi)型的通信設(shè)備之間可以直接互聯(lián)（如RS232-C簡(jiǎn)介RS232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)制定的串行通訊標(biāo)準(zhǔn);RS232是一個(gè)全雙工的通訊標(biāo)準(zhǔn)，它可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的工作;RS232標(biāo)準(zhǔn)包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道，在多數(shù)情況下主要使用主通道，即RXD、TXD、GND信號(hào)；11/19/202291哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系RS232-C簡(jiǎn)介RS232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)制UART與RS232-C互聯(lián)RS232標(biāo)準(zhǔn)采用負(fù)邏輯方式，標(biāo)準(zhǔn)邏輯“1”對(duì)應(yīng)－5V～－15V電平，標(biāo)準(zhǔn)邏輯“0”對(duì)應(yīng)+5V～+15V電平；UART的TTL電平需要進(jìn)行RS232電平轉(zhuǎn)換后，才能與RS232接口連接并通訊，可以使用SP3232E等芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換；11/19/202292哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系UART與RS232-C互聯(lián)RS232標(biāo)準(zhǔn)采用負(fù)邏輯方式，PCB11/19/202293哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系PCB11/11/202293哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)頂層11/19/202294哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系頂層11/11/202294哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研電源層11/19/202295哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系電源層11/11/202295哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)中間層111/19/202296哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系中間層111/11/202296哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技中間層211/19/202297哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系中間層211/11/202297哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技地層11/19/202298哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系地層11/11/202298哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研底層11/19/202299哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系底層11/11/202299哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研第2部分嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)11/19/2022100哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系第2部分嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)11/11/20221哈爾濱工第五節(jié)

嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)11/19/2022101哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系第五節(jié)

嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)11/11/20222哈爾濱工業(yè)嵌入式系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)過(guò)程11/19/2022102哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)過(guò)程11/11/20223哈爾濱工業(yè)大學(xué)

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)不同于桌面系統(tǒng)，它非常受制于功能和具體的應(yīng)用環(huán)境，所以嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一些特殊的要求：接口方便、操作容易穩(wěn)定可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便功耗管理、降低成本功能實(shí)用、便于升級(jí)并發(fā)處理、及時(shí)響應(yīng)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求11/19/2022103哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求11/11/20224哈爾濱工業(yè)大學(xué)

需要軟硬件綜合開(kāi)發(fā)，二者密切相關(guān)。原因：任何一個(gè)嵌入式產(chǎn)品都是軟件和硬件的結(jié)合體一旦嵌入式產(chǎn)品研發(fā)完成，軟件就固化在硬件環(huán)境中，嵌入式軟件是針對(duì)相應(yīng)的嵌入式硬件開(kāi)發(fā)的，是專(zhuān)用的。

嵌入式系統(tǒng)的這一特點(diǎn)，決定了嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)方法不同于傳統(tǒng)的軟件工程方法。嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)特點(diǎn)11/19/2022104哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)特點(diǎn)11/11/20225哈爾濱工業(yè)大學(xué)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要步驟以自頂向下的角度來(lái)看，系統(tǒng)設(shè)計(jì)從系統(tǒng)需求分析開(kāi)始；第二步是規(guī)格說(shuō)明，在這一步我們對(duì)需設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能進(jìn)行更細(xì)致地描述，這些描述并不涉及系統(tǒng)的組成；第三步是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在這一階段以大的構(gòu)件為單位設(shè)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)部詳細(xì)構(gòu)造，明確軟、硬件功能的劃分；第四步是構(gòu)件設(shè)計(jì)，它包括系統(tǒng)程序模塊設(shè)計(jì)、專(zhuān)用硬件芯片選擇及硬件電路設(shè)計(jì)；第五步是系統(tǒng)集成，在完成了所有構(gòu)件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)集成，構(gòu)造出所需的完整系統(tǒng)。

需求分析規(guī)格說(shuō)明體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)件設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試與集成11/19/2022105哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要步驟以自頂向下的角度來(lái)看，系統(tǒng)設(shè)計(jì)從系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程11/19/2022106哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程11/11/20227哈爾濱工業(yè)大需求分析與規(guī)格說(shuō)明在設(shè)計(jì)之前，我們必須清楚要設(shè)計(jì)什么。在設(shè)計(jì)的最初階段，我們應(yīng)從客戶(hù)那里收集系統(tǒng)功能的非形式描述，在此稱(chēng)其為需求；對(duì)需求進(jìn)行提煉，以得到系統(tǒng)的規(guī)格說(shuō)明，規(guī)格說(shuō)明中應(yīng)包含我們進(jìn)行系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需的足夠信息。在此把需求和規(guī)格說(shuō)明區(qū)分開(kāi)是必要的，因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)的用戶(hù)不是專(zhuān)業(yè)人員，他們對(duì)系統(tǒng)的描述是建立在他們想象的、系統(tǒng)應(yīng)具備的功能基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)可能有些不切實(shí)際的期望，表達(dá)要求時(shí)使用自己的話(huà)而不是專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)。因而，必須將用戶(hù)的描述轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的描述，從用戶(hù)的需求中整理形成正式的規(guī)格說(shuō)明。11/19/2022107哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系需求分析與規(guī)格說(shuō)明在設(shè)計(jì)之前，我們必須清楚要設(shè)計(jì)什么。在設(shè)計(jì)用戶(hù)需求的格式用戶(hù)需求通常包括功能部分和非功能部分。非功能部分需求主要指：性能、價(jià)格、尺寸和重量、功耗等。右邊表是一個(gè)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初始階段使用的需求說(shuō)明表格樣本，該表格用簡(jiǎn)練、清晰的語(yǔ)句描述系統(tǒng)的基本需求。項(xiàng)目說(shuō)明名稱(chēng)目的輸入輸出功能性能生產(chǎn)成本功耗尺寸和重量11/19/2022108哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系用戶(hù)需求的格式用戶(hù)需求通常包括功能部分和非功能部分。非功能部GPS移動(dòng)地圖系統(tǒng):示例項(xiàng)目說(shuō)明名稱(chēng)GPS移動(dòng)地圖目的為司機(jī)等用戶(hù)提供圖形狀的移動(dòng)地圖輸入一個(gè)電源開(kāi)關(guān)、兩個(gè)操作按鈕、GPS信號(hào)輸入輸出LCD顯示器，分辨率為400×600功能可接5種GPS接收器；三種用戶(hù)可選的地圖比例；總是顯示當(dāng)前經(jīng)緯度性能0.25秒內(nèi)即可更新一次屏幕，常溫下工作生產(chǎn)成本1500元（人民幣）功耗四節(jié)電池供電應(yīng)連續(xù)工作8小時(shí)，功耗約100mW尺寸和重量尺寸不大于20cm×30cm，重量不大于0.25公斤GPS移動(dòng)地圖是一種手持設(shè)備，該設(shè)備為用戶(hù)（如汽車(chē)駕駛員）顯示他當(dāng)前所處位置周?chē)牡貓D；顯示的地圖內(nèi)容應(yīng)隨用戶(hù)以及該設(shè)備所處位置的改變而改變。該設(shè)備從GPS上得到其位置信息，移動(dòng)地圖的顯示看起來(lái)應(yīng)類(lèi)似紙張上的地圖。針對(duì)用戶(hù)的初步要求，我們編寫(xiě)出如右表所示的系統(tǒng)需求表。11/19/2022109哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系GPS移動(dòng)地圖系統(tǒng):示例項(xiàng)目說(shuō)明名稱(chēng)GPS移動(dòng)地圖目的為司機(jī)描述規(guī)格說(shuō)明的工具規(guī)格說(shuō)明應(yīng)更精確地反映用戶(hù)的需求，它是設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)必須明確遵循的要求。規(guī)格說(shuō)明應(yīng)小心編寫(xiě)，描述應(yīng)足夠清晰，不能有歧義，以便別人可以通過(guò)它來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否達(dá)到要求。規(guī)格說(shuō)明中通常只描述系統(tǒng)應(yīng)做什么，而不描述系統(tǒng)該怎么做。描述規(guī)格說(shuō)明的工具可采用統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）。UML語(yǔ)言是一種面向?qū)ο蟮慕ＵZ(yǔ)言，它是軟件工程課程中詳細(xì)講解的內(nèi)容。11/19/2022110哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系描述規(guī)格說(shuō)明的工具規(guī)格說(shuō)明應(yīng)更精確地反映用戶(hù)的需求，它是設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是描述系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，它是系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的一個(gè)計(jì)劃。右圖以框圖的形式描述了GPS移動(dòng)地圖的體系結(jié)構(gòu)，圖中展示了移動(dòng)地圖的主要操作和其間的數(shù)據(jù)流。框圖仍很抽象，還沒(méi)有規(guī)定軟件完成什么，專(zhuān)用硬件完成什么，等等。但該圖還是清楚地描述了許多功能，如需搜索地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)、需顯示地圖、需接收GPS信號(hào)等。GPS接收器信號(hào)搜索引擎顯示控制顯示器數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)接口11/19/2022111哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是描述系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)顯示器顯示控制器(含顯緩)存儲(chǔ)器GPS信號(hào)接收器CPUI/O接口11/19/2022112哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)顯示控制器GPS信號(hào)接收器CPUI/O接口系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)GPS接口程序數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)輸入/輸出控制程序顯示控制定時(shí)器11/19/2022113哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)GPS接口數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)輸入/輸出控制程序顯示控構(gòu)件設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中告訴我們需要什么樣的構(gòu)件，而構(gòu)件設(shè)計(jì)中就是設(shè)計(jì)或選擇符合體系結(jié)構(gòu)和規(guī)格說(shuō)明中所需求的構(gòu)件。構(gòu)件通常既包括硬件，如FPGA、電路板等，也包括軟件模塊。一些硬件構(gòu)件是現(xiàn)成的?，F(xiàn)成的硬件構(gòu)件即有標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，也有專(zhuān)用構(gòu)件，例如CPU芯片，存儲(chǔ)器芯片等就是標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，而在移動(dòng)地圖中GPS接收器就是專(zhuān)用構(gòu)件。同樣地，軟件構(gòu)件也可利用標(biāo)準(zhǔn)軟件模塊，如地圖數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)訪(fǎng)問(wèn)例程及函數(shù)。更多的情況下，我們需要自己設(shè)計(jì)一些構(gòu)件，即使采用標(biāo)準(zhǔn)的集成電路，也必須設(shè)計(jì)連接它們的印刷電路板，同時(shí)，需做大量的定制編程。當(dāng)然，建立嵌入式軟件模塊時(shí)，必須確保系統(tǒng)實(shí)時(shí)性良好，并且在允許的范圍內(nèi)不占用更多的存儲(chǔ)空間。在移動(dòng)地圖這個(gè)例子中，電能消耗特別重要，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)，因?yàn)榇鎯?chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)是主要的功耗來(lái)源，存儲(chǔ)器的訪(fǎng)問(wèn)必須精心安排，以避免多次讀取相同的數(shù)據(jù)。11/19/2022114哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系構(gòu)件設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中告訴我們需要什么樣的構(gòu)件，而構(gòu)件設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試與集成只有建立構(gòu)件后，才能將它們合并得到一個(gè)可以運(yùn)行的系統(tǒng)。當(dāng)然在系統(tǒng)集成階段并不是僅僅把所有的構(gòu)件連接在一起就行，通常都會(huì)發(fā)現(xiàn)以前設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤。在系統(tǒng)集成時(shí)按階段構(gòu)架系統(tǒng)，并每次只對(duì)一部分模塊排錯(cuò)，能夠更容易地發(fā)現(xiàn)并定位錯(cuò)誤。我們必須確保在體系結(jié)構(gòu)和各構(gòu)件設(shè)計(jì)階段盡可能按階段集成系統(tǒng)，并相對(duì)獨(dú)立地測(cè)試系統(tǒng)功能。系統(tǒng)集成時(shí)要準(zhǔn)確定位出現(xiàn)的錯(cuò)誤是非常困難的，在這一階段，設(shè)計(jì)者的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)將起很大的作用。11/19/2022115哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系系統(tǒng)調(diào)試與集成只有建立構(gòu)件后，才能將它們合并得到一個(gè)可以運(yùn)

需要使用交叉編譯器，進(jìn)行交叉開(kāi)發(fā)。交叉編譯器(Cross-compiler)：是一種運(yùn)行在通用計(jì)算機(jī)上的、但是能夠生成在另一種處理器上運(yùn)行的目標(biāo)代碼的編譯器。交叉開(kāi)發(fā)：在一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)上進(jìn)行軟件的編輯、編譯，然后下載到嵌入式系統(tǒng)中運(yùn)行調(diào)試。嵌入式系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)模式宿主機(jī)目標(biāo)機(jī)11/19/2022116哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系 需要使用交叉編譯器，進(jìn)行交叉開(kāi)發(fā)。嵌入式系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)模嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：背景知識(shí)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)電子學(xué)概覽11/19/2022117哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：背景知識(shí)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)11/11/202計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)包括處理器、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、總線(xiàn)、寄存器、尋址模式、大端小端、中斷等重要概念。RISC和CISC處理器存儲(chǔ)器并行處理I/O設(shè)備11/19/2022118哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)包括處理器、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、總線(xiàn)、寄存器、尋址模電子學(xué)概覽電壓和電流、模擬信號(hào)、功率、電阻、電容、RC電路、電感、二極管、晶振、數(shù)字信號(hào)理解電路原理圖閱讀技術(shù)手冊(cè)11/19/2022119哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系電子學(xué)概覽電壓和電流、模擬信號(hào)、功率、電阻、電容、RC電路、基于S3C2410的教學(xué)科研平臺(tái)

11/19/2022120哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系基于S3C2410的教學(xué)科研平臺(tái)流程簡(jiǎn)介芯片選擇原理圖PCB制板11/19/2022121哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系流程簡(jiǎn)介芯片選擇11/11/202222哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子11/19/2022122哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202223哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院11/19/2022123哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202224哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院11/19/2022124哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202225哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院基于S3C2410的教學(xué)科研平臺(tái)

11/19/2022125哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系基于S3C2410的教學(xué)科研平臺(tái)S3c2410處理器概述韓國(guó)三星公司推出的基于A(yíng)RM920T內(nèi)核和AMBA總線(xiàn)的微處理器；使用0.18umCMOS標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存儲(chǔ)器單元工藝；集成LCD、UART、IIC、SPI、IIS、USB、SD控制器等片內(nèi)外圍設(shè)備；支持ROM和NANDFlash引導(dǎo)；適合面向手持設(shè)備應(yīng)用，功耗較低；適合成本敏感、應(yīng)用環(huán)境較好的的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品。11/19/2022126哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系S3c2410處理器概述韓國(guó)三星公司推出的基于A(yíng)RM920TARM920T內(nèi)核結(jié)構(gòu)11/19/2022127哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系A(chǔ)RM920T內(nèi)核結(jié)構(gòu)11/11/202228哈爾濱工業(yè)大學(xué)S3C2410的內(nèi)部結(jié)構(gòu)11/19/2022128哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系S3C2410的內(nèi)部結(jié)構(gòu)11/11/202229哈爾濱工業(yè)大2410的存儲(chǔ)器系統(tǒng)—可通過(guò)軟件選擇大小端—地址空間:每個(gè)Bank128Mbytes(總共1GB)—除bank0(16/32-bit)外，所有的Bank都可以通過(guò)編程選擇總線(xiàn)寬度=(8/16/32-bit)—共8個(gè)banks6個(gè)Bank用于控制ROM,SRAM,etc.剩余的兩個(gè)Bank用于控制ROM,SRAM,SDRAM,etc.—7個(gè)Bank固定起始地址；—最后一個(gè)Bank可調(diào)整起始地址；—最后兩個(gè)Bank大小可編程—所有Bank存儲(chǔ)周期可編程控制；11/19/2022129哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系2410的存儲(chǔ)器系統(tǒng)—可通過(guò)軟件選擇大小端11/11/20S3C2410的存儲(chǔ)器配置11/19/2022130哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系S3C2410的存儲(chǔ)器配置11/11/202231哈爾濱工業(yè)NandFlash啟動(dòng)裝載器支持NandFlash啟動(dòng)4K字節(jié)的內(nèi)部BUFFER用于啟動(dòng)啟動(dòng)后支持NandFlash作為存儲(chǔ)設(shè)備11/19/2022131哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系NandFlash啟動(dòng)裝載器11/11/202232哈爾濱工NandFlash控制器1、閃存存儲(chǔ)器技術(shù)分類(lèi)全球閃速存儲(chǔ)器的主要供應(yīng)商有AMD、ATMEL、Fujistu、Hitachi、Hyundai、Intel、Micron、Mitsubishi、Samsung、SST、SHARP、TOSHIBA。由于各自技術(shù)架構(gòu)的不同，分為幾大陣營(yíng)：NOR技術(shù)，NAND技術(shù)，AND技術(shù)以及由EEPROM派生的閃存存儲(chǔ)器?，F(xiàn)在NORFLASH與NANDFLASH用得比較多。11/19/2022132哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系NandFlash控制器1、閃存存儲(chǔ)器技術(shù)分類(lèi)11/1Samsung、TOSHIBA和Fujistu支持NAND技術(shù)Flash存儲(chǔ)器。這種結(jié)構(gòu)的閃速存儲(chǔ)器適合于純數(shù)據(jù)和文件存儲(chǔ)，主要作為SmartMedia卡、CompactFlash卡、PCMCIAATA卡、固態(tài)盤(pán)的存儲(chǔ)介質(zhì)，并正成為閃速磁盤(pán)技術(shù)的核心。NandFlash控制器11/19/2022133哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系Samsung、TOSHIBA和FujistNANDFlash存儲(chǔ)器特點(diǎn)（1）以頁(yè)（256B或512B）為單位讀和編程，以塊（4K或8K或16K）為單位擦除；（2）串行讀取，數(shù)據(jù)、地址采用同一總線(xiàn)；（3）尺寸小、引腳少、成本低。NandFlash控制器11/19/2022134哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系NANDFlash存儲(chǔ)器特點(diǎn)NandFlash控制器11NANDFlash工作原理NandFlash控制器11/19/2022135哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系NANDFlash工作原理NandFlash控制器11Bank6/Bank7地址分布11/19/2022136哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系Bank6/Bank7地址分布11/11/202237哈爾濱Bank0總線(xiàn)寬度配置11/19/2022137哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系Bank0總線(xiàn)寬度配置11/11/202238哈爾濱工業(yè)大學(xué)與2片8位的ROM連接方法11/19/2022138哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系與2片8位的ROM連接方法11/11/202239哈爾濱工業(yè)與1片16位的ROM連接11/19/2022139哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系與1片16位的ROM連接11/11/202240哈爾濱工業(yè)大S3C2410與2片8的FLASH的連接方法11/19/2022140哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系S3C2410與2片8的FLASH的連接方法11/11/20與1片16M的SDRAM的連接方法11/19/2022141哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系與1片16M的SDRAM的連接方法11/11/202242哈與1片16M的SDRAM的連接方法11/19/2022142哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系與1片16M的SDRAM的連接方法11/11/202243哈基于LPC2000系列

的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)11/19/2022143哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系基于LPC2000系列

的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)11/11/20224最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介一個(gè)嵌入式處理器自己是不能獨(dú)立工作的，必須給它供電、加上時(shí)鐘信號(hào)、提供復(fù)位信號(hào)，如果芯片沒(méi)有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，則還要加上存儲(chǔ)器系統(tǒng)，然后嵌入式處理器芯片才可能工作。這些提供嵌入式處理器運(yùn)行所必須的條件的電路與嵌入式處理器共同構(gòu)成了這個(gè)嵌入式處理器的最小系統(tǒng)。而大多數(shù)基于A(yíng)RM7處理器核的微控制器都有調(diào)試接口，這部分在芯片實(shí)際工作時(shí)不是必需的，但因?yàn)檫@部分在開(kāi)發(fā)時(shí)很重要，所以也把這部分也歸入最小系統(tǒng)中。11/19/2022144哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介一個(gè)嵌入式處理器自己是不能獨(dú)立工最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)可選，因?yàn)樵S多面向嵌入式領(lǐng)域的微控制器內(nèi)部集成了程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器——最小系統(tǒng)框圖可選，但是在樣品階段通常都會(huì)設(shè)計(jì)這部分電路11/19/2022145哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其存儲(chǔ)器系嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)各部件簡(jiǎn)介——電源供電系統(tǒng)(電源)電源系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)提供能量，是整個(gè)系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，具有極其重要的地位，但卻往往被忽略。如果電源系統(tǒng)處理得好，整個(gè)系統(tǒng)的故障往往減少了一大半。11/19/2022146哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)嵌各部件簡(jiǎn)介——電源嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其配置系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)供電系統(tǒng)(電源)供電系統(tǒng)(電源)設(shè)計(jì)電源時(shí)要考慮的因素：1.輸出的電壓、電流、功率；2.輸入的電壓、電流；3.安全因素；4.輸出紋波；5.電磁干擾；6.體積限制；7.功耗限制；8.成本限制。11/19/2022147哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系各部件簡(jiǎn)介——電源嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)試測(cè)試接口復(fù)位及其存對(duì)于LPC2200系列微控制器，它有4組電源輸入。理想情況下需要提供4組獨(dú)立的電源，它們需要單點(diǎn)接地或大面積接地。甚至還有為系統(tǒng)中其它的部件提供更多種類(lèi)的電源。但如果沒(méi)有使用LPC2000內(nèi)部的AD功能，或?qū)D的要求不高，模擬電源和數(shù)字電源可以不分開(kāi)供電。這樣LPC2200和LPC210x都只需要兩組電源。各部件簡(jiǎn)介——電源1.分析需求LPC2000系列微控制所需要的電源類(lèi)型：電壓型號(hào)3.3V1.8VLPC210xV3.3V1.8LPC22xxV3.3D、V3.3AV1.8D、V1.8ALPC213xV3.3D、V3.3A無(wú)V3.3D表示數(shù)字電源，V3.3A表示模擬電源。LPC2104/05/06無(wú)模擬和數(shù)字之分。11/19/2022148哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系對(duì)于LPC2200系列微控制器，它有4組電11/19/2022149哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院(威海)通信工程系11/11/202250哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息技術(shù)研究院各部件簡(jiǎn)介——電