1、 1 毕业设计文献综述 电子信息工程 基于 ARM 的压力监测系统设计 前言 当前，嵌入式技术的应用越来越广泛，从航天科技到民用产品，嵌入式产品的身影无处不在，而这些嵌入式产品的核心 处理器决定了产品的市场和性能 1-2。在 32 位嵌入式处理器市场中， ARM 处理器占有很大的份额。 ARM 不仅是一个公司、一种技术，也是一种经营理念，即由 ARM 公司提供核心技术，只出售芯片中的 IP 授权，采取了别具一格的“ Chipless”模式，不参与生产，而是由合作厂商去生产具体的芯片和产品。 ARM 核以高性能、小体积、低功耗、紧凑代码密度 和多供应源的出色结合而著名，其 RISC 性能业界领先
2、。它以小尺寸集成，具有最低的芯片成本，在非常低的功耗和价格下提供了高性能的处理器。 ARM 已成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案的 RISC 标准 1-3 本文要综述的是 ARM 体系结构特点、 minigui 介绍， linux 系统介绍。 主题 ARM 即 Advanced RISC Machines 的缩写。 ARM 公司成立于 1990 年，是一家设计公司。ARM 公司是知识产权（ IP）供应商，本身不生产芯片，靠转让设计许可，有合作伙伴来生产各具特色的芯片。作为 32 位嵌入式 RISC 微处理器领域的领先供应商， ARM 的商业模式的强大之处在于它在世界范围内有
3、超过 100 个合作伙伴（包括半导体工业的著名公司），从而拥有了大量的开发工具和丰富的第三方资源，共同保证了基于 ARM 处理器核的设计可以很快投入市场。 ARM 作为嵌入式系统中的处理器，具有低电压、低功耗和低集成度等特点，并具有开放和可扩性。事实上它已成为嵌入式系统首选的处理器体系结构 3-6 1 ARM 体系结构特点 （ 1） RISC 型处理器结构 减少复杂功能的指令，减少指令条件，选用使用频度最高的指令，简化处理器的结构，减 少处理器的集成度，使每一条指令都在一个机器周期内完成，以提高处理器的速度。 ARM采用 RISC 结构，并使一个机器周期执行 1 条指令。 2 （ 2） Thu
4、mb 指令集 由于 RISC 型处理器的指令功能相对比较弱， ARM 为了弥补此不足，在新型 ARM 体系结构中定义了 16 位的 Thumb 指令集。 Thumb 指令集比通常的 8 位和 16位 CISC/RISC 处理器具有更好的代码密度，而芯片面积只增加 6%，可以使程序存储器更加小。 （ 3）多处理器模式 ARM 可以支持用户、快中断、中断、管理、中止、系统和未定义等 7 种处理器模式，除了用户模式外， 其余的均为特权模式。这也是 ARM 的特色之一，可以大大提高 ARM 处理器的效率。 （ 4）嵌入式在线仿真调试 ARM 体系结构的处理器芯片都嵌入了在线仿真 ICE-RT 逻辑，便
5、于通过 JTAG 来仿真调试ARM 体系结构芯片，可以避免使用昂贵的在线仿真器。另外，在处理器核中还可以嵌入跟踪宏单元 ETM，用于监控内部总线，实时跟踪指令和数据的执行。 （ 5）灵活和方便的接口 ARM 体系结构具有协处理器接口。这样，既可以使基本的 ARM 处理器内核尽可能小，又可以方便地扩充各种功能。 ARM 允许接 16 个协处理器，如 CP15 用于系统控制， CP14 用于调试控制器。 （ 6）低电压低功耗设计 由于 ARM 体系结构的处理器主要用于手持式嵌入式系统之中， ARM 体系结构在设计中特别注意到这点，因而，在手持式嵌入式系统中得到广泛的应用。 ARM 体系结构的设计采
6、用了一下措施： 降低电源电压，可工作在 3.0V 一下； 减少门的翻转次数，当某个功能电路不需要时禁止门翻转； 减少门的数目，即降低芯片的集成度； 降低时钟频率（不过也会损失系统的性能） 2 linux 系统介绍 Linux 系统，之所以在嵌入式系统中作为最受欢迎的移植系统，最大的原因是 Linux 的源码是开 放的，这使得软件开发有了非常大的自由度。开发者完全可以根据自己的喜好，编程习惯来开发自己的程序，甚至直接修改 Linux 的源码。这使得 Linux 在嵌入式系统中发展非常迅速 7。 Linux 无论在 pc 机还是在嵌入式开发平台上都能非常好的运行，最主要的原因是它的3 内核非常稳定
7、，功能非常强大，提供了几乎包括所有的硬件的支持。而且内核本身占用空间小，易于裁减，这使它在嵌入式系统开发中有非常广泛的应用 8。 Linux 作为一个开发环境，另一个重要的原因是有着非常优秀的完整的开发工具集。这也是因为它开放 源码的达到的效果。正因为它的开放吸引了成千上万的开发者投入到 Linux的开发中，使得 Linux 在短时间就变成了一个强大的操作系统，集合了各种技术，支持各种主流硬件设备等 9。 3 mnigui 介绍 Minigui 是针对嵌入式设备的、跨操作系统的图形界面支持系统，是一种嵌入式图形中间件。 Minigui 最典型的应用就是工业仪表的控制系统界面，是建立人机交互界面
8、时非常不错的选择 7-10。 Minigui 的界面与 windows 98 系统的窗口图形风格非常相似，主要元素也是窗口，可以分成四类，分别为主窗口、对 话框、控件和主窗口窗片。窗口中还包括了其他的多种元素：边框、标题栏、标题栏按钮、滚动条、选定项目、无效项目、高亮项目、突出项目、三维对象等。开发者可以随意建立、设置这些元素，窗口的随意话、个性化非常强大，可以根据不同的实际需求来修改窗口界面 11-15。 Minigui 相比其他嵌入式图形系统具有以下几大优势： 可伸缩性强 占资源少 高性能 可配置性 总之， Minigui 是一个高效、灵活、多样化的嵌入式图形系统。 总结 ARM 系统作为
9、具有代表性的嵌入式系统之一，可以针对不同的目的做出适当的裁剪，有很强的专 用性和针对性，可以完成的功能繁多。 查找文献资料，使自己在资料搜集与分类中对资料的归纳、分析、综合运用能力上得到了极大的提高，为今后从事各种科研活动起了极大帮助的铺垫作用。 4 参考文献 1张茹等 . 嵌入式系统技术基础 M. 北京邮电大学出版社 .2006 年 2周立功 .ARM 嵌入式系统基础教程 .北京航空航天大学出版社 ,2005.1. 3徐英慧等 . ARM9 嵌入式系统设计 -基于 S3C2410 与 Linux M.北京航空航天大学出版社 .2007 年 . 4嵌入式系统实验指导书 .自编 .浙江海洋学 院
10、 . 5SMG240128A.使用说明书 .长沙太阳人电子有限公司 . 6戚正伟等 .嵌入式 GIS 开发及应用 M.清华大学出版社 .2009 年 . 7田泽等 . ARM9 嵌入式 Linux 开发实验与实践 M. 北京航空航天大学出版社 .2006 年 8孙琼等 . 嵌入式 Linux 应用程序开发详解 M. 人民邮电出版社 .2006 年 9冯国进等 . 嵌入式 Linux 驱动程序设计从入门到精通 M. 清华大学出版社 .2008 年 . 10陈虎等 . 嵌入式系统课程设计 M. 机械工业出版社 .2008 年 11魏洪兴等 . 嵌入式系统设计与实例开发实验教材 M. 清华大学出版社 .2005 年 12OP07 Data Sheet ,ANALOG DEVICES CORPATION,2006. 13LPC2294 Data Sheet.PhiliPs Corp,2004. 14IS61LV25616AL.ISSI Corp,2003.2. 15SST39VF160 Silicon Storage TechnologyCorp， 2003.3.
