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基于ARM的嵌入式系统平台及其移植性研究

作　者: 胡翌博
导　师: 徐新民
学　校: 浙江大学
专　业: 电路与系统
关键词: 平台嵌入式系统 ARM 移植性
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本课题以方法论的全新视角重新审视了嵌入式系统，阐明其本质是一种基于系统设计的技术观念和开发方法。以此观念入手，课题将平台技术视为现代系统设计方法的集大成者，详细探讨了其组成要件和实现方法，并将其引入了嵌入式系统的领域。在此基础上，全面构建了广义电子工程的平台栈模型，并以其中的体系结构平台和编程模型平台为核心，提出了嵌入式系统的基础架构。课题以基于ARM7TDMI CPU核的嵌入式系统为实例，具体讨论了上述基础架构的实现。在此过程中，发现编程模型平台与体系结构平台之间自动移植工具的缺失是造成嵌入式设计效率低下的重要原因之一。最后课题聚焦于嵌入式开发平台的可移植性问题，实现了源代码自动移植器的一个原型；在提高嵌入式系统开发过程的自动化方面进行了有益的实践。

全文目录

上篇原理、思想和方法  9-28
  第一章嵌入式系统的观念  9-13
    1-1 对嵌入式系统的一些误解  9-10
    1-2 嵌入式系统的原本含义  10
    1-3 嵌入式系统的本质  10-12
    1-4 嵌入式系统的分类  12
    1-5 嵌入式系统的特征参数  12-13
  第二章嵌入式系统与基于平台的设计技术  13-24
    2-1 系统观念、平台技术及其在嵌入式系统中的应用  13-14
    2-2 平台技术的基本观念  14-18
      2-2-1 平台就是一个强大的知识库  14-15
      2-2-2 平台技术的三个组成要素  15-16
      2-2-3 平台技术要达到的五个目标  16
      2-2-4 平台的概念视图和平台栈  16-17
      2-2-5 平台的应用者视图  17-18
    2-3 平台的实现方法  18-20
      2-3-1 知识库的实现--知识库的组织规范  18-19
      2-3-2 知识库接口的实现  19-20
      2-3-3 接口工具的实现  20
      2-3-4 平台的描述规范与语汇集  20
    2-4 电子工程领域的平台栈  20-24
    2-5 平台技术的实质  24
  第三章嵌入式系统的基础架构及其可移植性  24-28
    3-1 嵌入式系统的基础架构--平台栈视图  24-26
    3-2 嵌入式系统的基础架构--嵌入深度的三级视图  26-27
    3-3 嵌入式系统的可移植性  27-28
  第四章嵌入式开发平台与嵌入式系统  28
下篇实例研究--基于ARM7TDMI核的嵌入式开发平台  28-93
  第五章 ARM简介--体系结构的应用视图  29-39
    5-1 历史背景与设计哲学  29-31
    5-2 了解CPU核的三个方面  31
    5-3 ARM应用领域简介  31
    5-4 ARM产品的型号与功能(截至到2003年4月3日)  31-33
    5-5 ARM系列CPU核指令集简介  33-34
    5-6 ARM7系列CPU核的性能特点  34-37
      5-6-1 ARM7系列处理器核的性能特点  35-36
      5-6-2 ARM7TDMI处理器核的性能特点  36-37
    附录5-1: ARM系列CPU核的产品线及其功能与性能一览表  37-39
  第六章 ARM的体系结构与S3C44B0X--片级嵌入  39-55
    6-1 从CPU设计过程来看计算机体系结构  39-40
    6-2 计算机体系结构的基本概念  40-44
      6-2-1 计算机产业的新图景  40
      6-2-2 计算机体系结构的发展  40-41
      6-2-3 计算机体系结构的基本概念  41
      6-2-4 从RISC指令系统的角度来看体系结构平台的设计  41-43
      6-2-5 从存储与总线系统的角度来看体系结构的设计  43-44
    6-3 ARM7的体系结构  44-54
      6-3-1 ARM7体系结构简介  44-45
      6-3-2 ARM7指令系统的逻辑结构  45-47
      6-3-3 ARM7指令系统的3级流水线结构  47-48
      6-3-4 ARM7指令集的设计  48
      6-3-5 ARM机器指令的设计  48-49
      6-3-6 ARM操作码助记符的设计  49-50
      6-3-7 ARM条件码助记符的设计  50-51
      6-3-8 ARM修饰码助记符的设计  51
      6-3-9 ARM操作数寻址和移位操作码助记符  51-52
      6-3-10 ARM指令的格式  52
      6-3-11 ARM7的分级存储管理  52-54
    6-4 S3C44B0X微控制器  54-55
      6-4-1 S3C44B0X性能与功能概览  54
      6-4-2 ARM7TDMI核与逻辑控制器的集成  54-55
  第七章 ARM体系结构的程序员视图--接口  55-69
    7-1 指令集与工作状态  56
    7-2 存储器视图  56-57
    7-3 七种工作模式及其寄存器视图  57-59
    7-4 异常机制  59-69
      7-4-1 ARM异常机制概述  59
      7-4-2 五种异常模式  59-60
      7-4-3 七种异常  60
      7-4-4 异常优先级  60-61
      7-4-5 异常等待  61
      7-4-6 异常入口和异常向量  61-62
      7-4-7 异常的响应与返回策略  62-64
      7-4-8 复位的异常响应  64
      7-4-9 未定义指令的异常响应与退出  64-65
      7-4-10 软中断的异常响应与返回策略  65
      7-4-11 预取中止的异常响应与返回策略  65-66
      7-4-12 数据中止的异常响应与返回策略  66-67
      7-4-13 IRQ的异常响应与返回策略  67-68
      7-4-14 FIQ的异常响应与返回策略  68-69
    附: 异常进入与退出操作表  69
  第八章 ARM的开发工具--接口工具  69-71
  第九章基于S3C44B0X的主板--板级嵌入  71-72
    9-1 嵌入式系统的主板  71
    9-2 基于S3C44B0X的主板实例  71-72
  第十章编程模型平台和移植  72-93
    10-1 编程模型平台的构筑  72-73
    10-2 编程模型平台的下型移植  73-74
    10-3 基于S3C44B0X开发板的板级自动移植  74-93
      10-3-1 虚接口的实现  74-75
      附录10-3-1 armcc编译器C语言定义的S3C44B0X虚接口  75-77
      附录10-3-2 armasm汇编器汇编语言描述的S3C44B0X虚接口  77-79
      10-3-2 板级配置文件的实现  79-80
      附录10-3-3 armcc编译器C语言定义的S3C44B0X板级配置文件  80-81
      附录10-3-4 armasm汇编器汇编语言定义的S3C44B0X板级配置文件  81-84
      10-3-3 初始化程序的编写  84
      附录10-3-5 ARM汇编语言编写的初始化程序(片断)  84-86
      10-3-4 驱动程序库  86
      附录10-3-6 UART驱动库--UART驱动函数申明文件  86-87
      附录10-3-7 UART驱动库--UART驱动函数定义文件(片断)  87-88
      10-3-5 应用程序  88-89
      附录10-3-7 显示时间的应用程序  89-90
      10-3-6 模板程序的组织  90
      10-3-7 源代码自动移植器  90-93
参考文献  93-95

基于ARM的嵌入式系统平台及其移植性研究

内容摘要

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