嵌入式系统与应用课程设计说明书.docVIP

山东建筑大学 课 程 设 计 说 明 书 题 目：课 程：院 （部）：专 业：班 级：学生姓名：学 号：指导教师：完成日期：2009年7月  目 录 摘 要 I 1 设计目的 1 2 设计要求 1 3 设计原理 2 4 设计内容 5 4.1系统框图 5 4.1需求分析 5 4.3器件选型 6 4.4 系统原理图 8 4.5 软件设计 9 总结与致谢 11 参考文献 12 摘 要 在电子设备日趋网络化的背景下，作为目前广泛使用的以太网以及TCP/IP协议已经成为事实上最常用的网络标准之一，它以高速、可靠、分层以及可扩充性使得它在各个领域的应用越来越灵活，很多情况下运用以太网和TCP/IP能够简化结构和降低成本。但是，目前关于嵌入式以太网的设计方案不是很多，在这不多的方案中大多是基于单片机或DSP的。两者都存在要外扩很多外设的问题，并且前者速度太慢，后者成本又太高，这在一些对设备尺寸要求很小的场合是不行的。 本设计中，采用了基于ARM内核的微处理器S3C44BOX为基础的嵌入式系统与10 MB以太网控制芯片RTL8019AS的接口电路实现了网络通信。本系统可以通过网络接收命令和传送数据，S3C44BOX负责数据的采集和运算处理，通过互联网上任意一台计算机可以配置系统的工作方式和接收系统采集的数据。 RTL8019AS 1 设计目的 目前，以太网协议已经非常广泛地应用于各种计算机网络，如办公局域网、工业控制网络、因特网等场合，并且还在不断地发展。基于以太网的新技术和联网设备不断出现，以太网已经成为事实上最常用的网络标准之一。但是， 基于以太网的嵌入式系统目前并不是很多。其原因除了嵌入式系统本身运行速度较慢、资源较少且不足以实现以太网的各种协议外，更重要是设计以太网的接口及协议相对比较复杂，使人望而却步。此次课程设计的目的就是设计一个基于ARM的网络通信系统，采用以太网接口电路，实现数据网络化。 2 设计要求 本设计实现一个能挂接到互联网上的数据通信系统。该系统可以通过网络接收命令和传送数据，该系统的DSP负责数据的采集和运算处理，采集数据可以根据自己的需要假定（如温度、流速等），通过互联网上任意一台计算机可以配置系统的工作方式和接收系统采集的数据。 3 设计原理 ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。 ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。 目前，总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦和国民半导体这样的大公司。至于软件系统的合伙人，则包括微软、升阳和MRI等一系列知名公司。 ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。 ARM 即Advanced RISC Machines的缩写,既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。 1985年4月26日，第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生，由美国加州SanJoseVLSI技术公司制造。 20世纪80年代后期，ARM很快开发成Acorn的台式机产品，形成英国的计算机教育基础。 1990年成立了Advanced RISC Machines Limited(后来简称为ARM Limited，ARM公司)。20世纪90年代，ARM 32位嵌入式RISC(Reduced lnstruction Set Computer)处理器扩展到世界范围，占据了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域的领先地位。ARM公司既不生产芯片也不销售芯片，它只出售芯片技术授权。ARM处理器的三大特点是：耗电少功能强、16位/32位双指令集和众多合作伙伴。当前ARM体系结构的扩充包括： 　　·Thumb 16位指令集，为了改善代码密度； 　　·DSP DSP应用的算术运算指令集； 　　·Jazeller 允许直接执行Java字节码。 　　·无线、消费类电子和图像应用的开放平台； ·存储、自动化、工业和网络应用的嵌入式实时系统； 　　·智能卡和SIM卡的安全应用。 ARM处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集。一般来讲存储器比等价32位代码节省达35％，然而保留了32位系统的所有优势。ARM的Jazelle技术使Java加速得到比基于软件的Java