如何使用ARM進(jìn)行嵌入式汽車檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　結(jié)合基于 ARM 的嵌入式汽車安全性能檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì) ， 對(duì)整個(gè)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程 ，包括硬件平臺(tái) ， 操作系統(tǒng)的選擇 ， 開發(fā)環(huán)境與開發(fā)工具以及軟Π硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討。

　　隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)獲得廣闊的發(fā)展空間，工業(yè)控制領(lǐng)域也進(jìn)行著一場(chǎng)巨大的變革，以32 位高端處理器為平臺(tái)的實(shí)時(shí)嵌入式軟硬件技術(shù)將應(yīng)用在工業(yè)控制的各個(gè)角落。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。微電子技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模集成電路集成度和工藝水平的不斷提高，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、特別是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)生了重大變化。處理器的速度越來越快，海量存儲(chǔ)器不斷推陳出新，各種新技術(shù)、新概念的不斷引入，使嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)變得越來越復(fù)雜。本文結(jié)合基于ARM 嵌入式汽車安全性能檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)過程進(jìn)行探討。

　　嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的硬件平臺(tái)的選擇主要是嵌入式處理器的選擇。在一個(gè)系統(tǒng)中使用什么樣的嵌入式處理器內(nèi)核主要取決于應(yīng)用的領(lǐng)域、用戶的需求、成本問題、開發(fā)的難易程度等因素。確定了使用哪種

　　嵌入式處理器內(nèi)核以后，接下來就是結(jié)合實(shí)際情況，考慮系統(tǒng)外圍設(shè)備的需求情況，選擇一款合適的處理器。下面列出了通常考慮系統(tǒng)外圍設(shè)備的思路。

　?、倏偩€的需求;

　　②有沒有通用串行接口;

　?、凼欠裥枰?a target='_blank' class='arckwlink_none'>USB 總線;

　?、苡袥]有以太網(wǎng)接口;

　　⑤系統(tǒng)內(nèi)部是否需要I2C 總線、SPI 總線;

　?、?a target='_blank' class='arckwlink_none'>音頻DPA 連接的IIS 總線;

　　⑦外設(shè)接口;

　?、嘞到y(tǒng)是否需要APD 或者DPA 轉(zhuǎn)換器;

　?、嵯到y(tǒng)是否需要IPO 控制接口等。

　　另外，還要考慮處理器的尋址空間，有沒有片上的Flash 存儲(chǔ)器，處理器是否容易調(diào)試，仿真調(diào)試工具的成本和易用性等相關(guān)的信息。

　　在嵌入式汽車安全性能檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)中，選用HMS30C7202 微處理器來搭建硬件平臺(tái)，HMS30C7202 （32 位RISC 微處理器） 是由ARM720T

　　內(nèi)核和其它一些外圍接口器件組成，具有高性能、低功耗的特點(diǎn)，片內(nèi)資源非常豐富，具有極高的集成度，非常適用于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。該處理器有如下特性：內(nèi)核運(yùn)行速率可達(dá)70MHz ，8kB 的綜合指令P數(shù)據(jù)Cache ，具有內(nèi)存管理單元MMU ，2kB SRAM 可用于內(nèi)部Buffer 。芯片內(nèi)外圍設(shè)備有：多通道DMA ，智能中斷控制器， 存儲(chǔ)器控制器包括ROM， Flash ，SRAM，SDRAM，LCD 控制器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，紅外通訊接口，4 個(gè)RS232 串口，PSP2 外部鍵盤P鼠標(biāo)接口，2 通道PWM 接口，普通IPO 口，MMCPSMC 卡接口，2 個(gè)CAN 接口，1 個(gè)USB 接口，3 個(gè)PLL 時(shí)鐘，JTAG調(diào)試接口等。

　　ARM是全球領(lǐng)先的16P32 位RISC 微處理器知識(shí)產(chǎn)權(quán)設(shè)計(jì)供應(yīng)商。通過轉(zhuǎn)讓高性能、低成本、低功耗的RISC 微處理器、外圍和系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)技術(shù)給合作伙伴，使它們能用這些技術(shù)來生產(chǎn)各具特色的芯片。ARM的微處理器核心適用于多種領(lǐng)域，目前，基于ARM技術(shù)的處理器已經(jīng)占據(jù)了32 位RISC 芯片75 %市場(chǎng)份額，已成為移動(dòng)通信、手持計(jì)算、多媒體數(shù)字消費(fèi)等嵌入式解決方案的RISC 標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)外多家公司都推出了自己的基于ARM 內(nèi)核的處理器產(chǎn)品，越來越多的開發(fā)人員開始了針對(duì)ARM平臺(tái)的開發(fā)。ARM處理器有三大特點(diǎn)：小體積、低功耗、低成本而高性能。其中ARM7 系列處理器主要用于對(duì)成本和功耗要求比較苛刻場(chǎng)合。ARM7 系列采用ARMV4T（Newman） 結(jié)構(gòu)，提供0. 9MIPSPMHz 的三級(jí)流水，空間統(tǒng)一的指令與數(shù)據(jù)Cache ，具有嵌入式ICE - RT 邏輯，平均功耗為0. 6mWPMHz ，時(shí)鐘速度為66MHz ，每條指令平均執(zhí)行1. 9 個(gè)時(shí)鐘周期。

　　基于ARM的嵌入式汽車安全性能檢測(cè)裝置的硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1 所示。

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