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基于嵌入式实时操作系统的ARM控制平台的实现

作　者: 王红展
导　师: 朱学勇
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 嵌入式微处理器嵌入式实时操作系统体系结构指令集内核移植驱动程序调试
分类号: TP332
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 619次
引　用: 8次
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内容摘要

嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器,它具有体系结构可扩展,功耗低和支持处理实时多任务等特点。ARM公司设计的RISC处理器内核耗电少,成本低,功能强已成为设计嵌入式系统时的首选RISC芯片。另一方面,受嵌入式系统软件实时性和多任务性的需求,使用嵌入式实时操作系统已是嵌入式系统发展的必然趋势。而嵌入式实时操作系统μC/OS-II具有源代码开放,性能稳定,移植性好等优点,是目前分析和使用嵌入式实时操作系统的较好选择。本文的主要工作是围绕ARM的软硬件设计和μC/OS-II的移植过程等来进行的。论文首先介绍了ARM核的基本体系结构及其指令特征, 在ARM核芯片S3C44B0X的基础上设计和实现了用于跳频控制模块的硬件平台,并为其设计了底层驱动程序,给出了详细的代码和硬件调试过程。最后,对嵌入式操作系统μC/OS-II的模块结构进行了介绍,并对μC/OS-II到S3C44B0X的移植过程和方法进行了详细的阐述和分析。本论文对广大嵌入式系统的初学者和开发人员都有很高的参考价值,可以帮助他们尽快掌握嵌入式系统基本的硬件设计和底层软件设计,并指出了在软硬件设计和调试过程中的注意事项。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-9
第一章引言  9-12
  1.1 什么是嵌入式系统  9-11
    1.1.1 嵌入式微处理器的特点  9
    1.1.2 嵌入式处理器的分类  9-10
    1.1.3 嵌入式系统软件的特征  10-11
  1.2 项目来源及概述  11-12
第二章 ARM体系结构和指令系统  12-27
  2.1 ARM概述  12
  2.2 ARM体系结构的版本  12-13
  2.3 ARM7TDMI的体系结构  13-21
    2.3.1 ARM7TDMI的体系结构的变量  13
    2.3.2 ARM编程模型  13-21
      2.3.2.1 数据类型  13-14
      2.3.2.2 处理器模式  14
      2.3.2.3 处理器的工作状态  14-15
      2.3.2.4 寄存器组织  15-19
      2.3.2.5 异常  19-20
      2.3.2.6 异常的优先级  20
      2.3.2.7 异常的进入和退出  20-21
  2.4 ARM基本寻址方式  21-22
  2.5 ARM指令集和Thumb指令集  22-26
    2.5.1 ARM指令集  23-25
    2.5.2 Thumb指令集  25-26
  2.6 小结  26-27
第三章硬件控制平台的设计和调试  27-45
  3.1 引言  27-28
    3.1.1 MPU的选型  28
  3.2 ARM开发板的硬件实现和调试  28-40
    3.2.1 硬件电路模块的设计  29-33
      3.2.1.1 存储器模块的电路设计  30
      3.2.1.2 RESET模块和JTAG模块的电路设计  30-31
      3.2.1.3 LED运行指示模块和串口模块的电路设计  31-32
      3.2.1.4 电源模块、外部时钟源模块和RTC时钟源模块的电路设计  32-33
    3.2.2 电路板底层驱动程序的开发和调试  33-40
      3.2.2.1 存储空间的分配  34
      3.2.2.2 启动程序的设计  34-36
      3.2.2.3 ROM中无程序时的调试过程  36-37
      3.2.2.4 固化程序到ROM  37
      3.2.2.5 调整启动程序  37-38
      3.2.2.6 所需的MPU外围器件功能的测试  38-40
  3.3 ARM控制电路的应用实现  40-42
    3.3.1 总体设计  40-41
      3.3.1.1 存储器模块的电路设计  40-41
    3.3.2 Flash的烧写  41-42
    3.3.3 ROM中程序的搬移  42
  3.4 跳频模块硬件设计中ARM控制电路的升级  42-43
  3.5 小结  43-45
第四章 μC/OS-II操作系统及其移植  45-56
  4.1 μC/OS-II操作系统的特点  45-48
    4.1.1 μC/OS-II的软硬件体系结构  45-46
    4.1.2 任务级和中断级的任务切换步骤和原理  46-48
  4.2 μC/OS-II移植到S3C44B0X的过程  48-55
    4.2.1 选择处理器的工作模式  49
    4.2.2 μC/OS-II在S3C44B0X上的移植过程  49-53
    4.2.3 移植后的内核的测试  53-55
  4.3 小结  55-56
结束语  56-57
参考文献  57-58
致谢  58-59
附录  59-70
  附录Ⅰ 测试S3C44B0X的定时器0和串口输出的部分代码  59-60
  附录Ⅱ μC/OS-II带有中断级的任务切换的中断处理函数代码  60-65
  附录Ⅲ 测试操作系统内核的代码  65-67
  附录Ⅳ μC/OS-II的内存占用(表1)以及运行时间(表  67-70
个人简历及研究项目  70

基于嵌入式实时操作系统的ARM控制平台的实现

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