基于ARM的数据采集、存储与传输系统.docVIP

学号：200811204033

PROTELDXP

题目ARM最小系统设计

学院:电力学院

专业:自动化（电）

学号:200811204033

学生姓名:徐智钢

指导教师:马然老师

日期:2011.1.3

ARM体系结构与应用系统

主要内容：

ARM处理器系列

一、ARM体系结构简介

二、基于LPC2292最小系统的设计

三、基于ARM体系的嵌入式操作系统

ARM处理器目前包括以下几个系列：

??ARM7系列

??ARM9系列

??ARM9E系列

??ARM10E系列

??ARM11系列（最近已推出）

??Intel的Xscale

ARM体系结构简介（一）

首先对字（Word）、半字（Half-Word）、字节（Byte）的概

念作一个说明：

字（Word）：在ARM体系结构中，字的长度为32位，而在8位

/16位处理器体系结构中，字的长度一般为16位，请注意区分。

半字（Half-Word）：在ARM体系结构中，半字的长度为16位，

与8位/16位处理器体系结构中字的长度一致。

字节（Byte）：在ARM体系结构和8位/16位处理器体系结构中，

字节的长度均为8位。

1、ARM微处理器的工作状态

从编程的角度看，ARM微处理器的工作状态一般有两种，并可

在两种状态之间切换：

－第一种为ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令；

－第二种为Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的

Thumb指令。

2、ARM体系结构的存储器格式

大端格式：字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则

存放在高地址中。

小端格式：与大端存储格式相反，在小端存储格式中，低地址中存

放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。

3、寄存器组织器

ARM状态下的寄存器组织：

通用寄存器：包括R0～R15，可以分为三类：

─未分组(Unbanked)寄存器R0～R7；

─分组(Banked)寄存器R8～R14

─程序计数器PC(R15)

CPSR(CurrentProgramStatusRegister，当前程序状态寄存

器)，CPSR可在任何运行模式下被访问

每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器，称为SPSR

（SavedProgramStatusRegister，备份的程序状态寄存器）

一、LPC2292简介

1.1LPC2292结构描述

LPC2292是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32位ARM7TDMI-STMCPU，并带有256k字节(kB)嵌入的高速Flash存储器。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb模式将代码规模降低超过30%而性能的损失却很小。

由于LPC2292的144脚封装、极低的功耗、多个32位定时器、8路10位ADC、2路CAN、PWM输出以及多达9个外部中断使它们特别适用于汽车、工业控制应用以及医疗系统和容错维护总线。通过配置总线LPC2292最多可提供76个GPIO由于内置了宽范围的串行通信接口，它们也非常适合于通信网关、协议转换器以及其它各种类型的应用。

1.2LPC2292存储器寻址

图2.4存储器映射LPC2292包含几个不同的存储器组，图2.4所示为复位后从用户角度所看到的整个地址空间映射中断向量支持地址的重新映射。

图2.4存储器映射

AHB外设分配了2M字节的地址范围，它位于4G字节ARM存储器空间的最顶端。每个AHB外设都分配了16k字节的地址空间。LPC2292的外设功能都连接到VPB总线。AHB到VPB的桥将VPB总线与AHB总线相连。VPB外设也分配了2M字节的地址范围，从3.5GB地址点开始。每个VPB外设在VPB地址空间内都分配了16k字节地址空间。

二、ARM最小系统设计

一个嵌入式处理器自己是不能独立工作的，必须给它供电、加上时钟信号、提供复位信号，如果芯片没有片内程序存储器，则还要加上存储器系统，然后嵌入式处理器芯片才可能工作。这些提供嵌入式处理器运行所必须的条件的电路与嵌入式处理器共同构成了这个嵌入式处理器的最小系统。而大多数基于ARM7处理器核的微控制器都有调试接口，这部分在芯片实际工作时不是必需的，但因为这部分在开