ARM架构嵌入式系统硬件设计技术与应用研究.docx
ARM架构嵌入式系统硬件设计技术与应用研究
目录
一、内容描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.4技术路线与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
二、ARM架构基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
2.1ARM架构发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2.2ARM处理器体系结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
2.2.1ARM处理器工作模式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
2.2.2ARM处理器异常与中断．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
2.2.3ARM寄存器组织．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
2.3ARM指令集架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
2.4ARM处理器分类与应用领域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
三、ARM架构嵌入式系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
3.1系统需求分析与架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
3.1.1功能需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
3.1.2性能需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
3.1.3可靠性与安全性需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
3.1.4系统架构方案选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
3.2核心控制器选型与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
3.2.1ARMCortexM内核分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
3.2.2ARMCortexA内核分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
3.2.3核心控制器选型依据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
3.3存储系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
3.3.1存储器类型与特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
3.3.2RAM设计与选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
3.3.3ROM设计与选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
3.3.4存储器映射与地址分配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
3.4外围接口电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58
3.4.1通信接口设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61
3.4.2控制接口设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
3.5电源管理电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
3.5.1电源方案选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
3.5.2稳压电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
3.5.3供电时序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67
3.6硬件电路仿真与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69
四、ARM架构嵌入式系统应用实例．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．