NXP_LPC4088__RT-Thread实时操作系统.pptVIP

LOGO Company LOGO 南京航空航天大学 ARM处理器选型和RT-Thread实时操作系统 2014.6.17 一. ARM处理器选型 ARM Cortex-M处理器系列是一系列可向上兼容的高能效、易于使用的处理器。Cortex-M 系列主要针对成本和功耗敏感的MCU，广泛用于汽车和工业控制系统。 Cortex-M系列的优势应该在于低功耗、低成本、高性能3者(或2者)的结合。 南京航空航天大学 一. ARM处理器选型 1. Cortex-M处理器 Cortex-M 系列是适用于具有不同的成本、功耗和性能的一系列易于使用的兼容嵌入式设备（如微控制器 MCU）的理想解决方案。每个处理器都针对十分广泛的嵌入式应用范围提供最佳权衡取舍。Cortex-M 系列处理器都是二进制向上兼容的，这使得软件重用以及从一个 Cortex-M 处理器无缝发展到另一个成为可能。 南京航空航天大学 一. ARM处理器选型 2. Cortex-M 处理器选型 通过比较，初步确定在Cortex-M3和Cortex-M4两者之间选择。NXP (恩智浦半导体)和ST(意法半导体)公司是ARM Cortex-M 处理器的领先供应商，所以在这两家公司的产品中选择。下表是这两家公司主要的Cortex-M3/M4系列产品。 南京航空航天大学 一. ARM处理器选型 Cortex-M4相比Cortex-M3新增FPU(浮点运算单元)。 FPU是Cortex-M4浮点运算的可选单元。因此它是一个专用于浮点任务的单元。这个单元通过硬件提升性能，能处理单精度浮点运算，并与IEEE 754标准兼容。这完成了ARMv7-M架构单精度变量的浮点扩展。FPU扩展了寄存器的程序模型与包含32个单精度寄存器的寄存器文件。 南京航空航天大学 一. ARM处理器选型 对于数控系统的ARM选型，有以下几方面的要求最好满足，如自带LCD控制器，可用作USB主机，外部存储器控制器(EMC)支持SDRAM等。下表是五个系列这些方面的比较。 南京航空航天大学 一. ARM处理器选型 LPC408x/7x器件选项汇总如下表。 南京航空航天大学 选择LPC4088FBD208，可用LQFP封装。 一. ARM处理器选型 南京航空航天大学 选择LPC4088FBD208，可用LQFP封装。 一. ARM处理器选型 南京航空航天大学 RealBoard4088是基于LPC4088平台的新一代RT-Thread开发评估板。它由核心板、底板和LCD 触摸屏组成。 二. RT-Thread实时操作系统 实时操作系统（RTOS）是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。因而，提供及时响应和高可靠性是其主要特点。 RT-Thread是一款由中国开源社区主导开发的开源嵌入式实时操作系统（遵循GPLv2许可协议），它包含实时嵌入式系统相关的各个组件：实时操作系统内核，TCP/IP协议栈、文件系统、图形界面等。 南京航空航天大学 二. RT-Thread实时操作系统 RT-Thread是发展中的下一代微内核嵌入式实时操作系统，被设计成一个宽范围可用的系统，从资源极度紧张的小型系统，到一个带内存管理单元，网络功能的基本计算单元。为了达到这一目的，它被设计成一个非常适合于嵌入式系统，实时系统等专用目的系统，及剪裁容易的微内核操作系统。 南京航空航天大学 RT-Thread的特色： ? 小巧的内核及周边组件； ? 清晰、简单、低耦合的系统结构； ? 面向对象，类UNIX的编程风格。 二. RT-Thread实时操作系统 RT-Thread实时操作系统是一个分层的操作系统，它包括了： （1）底层移植、驱动层，这层与硬件密切相关，由Drivers和CPU移植构成。 （2） 硬实时内核，这层是RT-Thread的核心，包括了内核系统中对象的实现，例如多线程及其调度，信号量，邮箱，消息队列，内存管理，定时器等实现。 （3）组件层，这些是基于RT-Thread核心基础上的外围组件，例如文件系统，命令行shell接口，lwIP轻型TCP/IP协议栈，GUI图形用户界面等。 南京航空航天大学 二. RT-Thread实时操作系统 在开发活动上，RT-Thread相类似的按照上面的软件体系结构划分成三个部分： （1）内核（kernel），这个是RT-Thread的核心，也是根本； （2）组件（component），基于核心之上，把一些功能模块划分成独立的一个个组件模块，做到组件与组件之间的低耦合，组件内部的高内聚； （3）分支（porting