ppt 基于ARM的嵌入式系统硬件结构设计 ㊣ 精品文档 值得下载

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程序延时有键按下是否处理数据触摸屏的驱动触摸屏动作触摸屏单击触摸屏双击触摸屏按下触摸屏抬起触摸屏移动函数,的结构发送读取电压值控制字等待个时钟节拍读取采样值高位发送读取电压值控制字将第次采样值左移位读取低位并与以前高位组成位数据去掉低位,保留位有效数据读取触摸点坐标打开读取触摸点轴电压值次取平均值读取触摸点轴电压值次取平均值打开对采样结果进行转换本节提要基于的硬件系统体系结构存储器接口设计网络接口设计接口设计人机交互接口设计其它通讯接口设计以太网接口的基本知识传输编码曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码以太网协议以太网层物理传输帧.位位位位位不超过字节可选位同步位,收发双方的时钟同步,也指明传输的速率分隔位,表示下面跟着的是真正的数据,而不是同步时钟目的地址,以太网的地址为位地址。


如果为都为,则是广播地址源地址,位,表明该帧的数据是哪个网卡发的,即发送端网卡地址类型字段,表明该帧的数据是什么类型。


如表示数据为包,表示数据为包,是包,为包数据段,该段数据不能超过字节。


填充位。


以太网帧传输的数据包最小不能小于字节,当数据段不足字节时,后面补.当然也可以补其它值位数据校验位。


该校验由网卡自动完成以太网的数据传输特点,这几个数据段是由网卡自动产生的只需要理解四个段的内容所有数据位的传输由低位开始传输的位流使用曼彻斯特编码以太网的冲突退避算法是由硬件自动执行的最小为字节,最大为字节以太网卡可以接收三种地址的数据,个是广播地位,个是多播地址在嵌入式的环境中般不用,个是它自已的地址任何两个网卡的物理地址都是不样的,是世界上唯的,网卡地址由专门机构分配。


嵌入式的以太网方案嵌入式处理器网卡芯片对嵌入式处理器没有特殊要求,通用性强处理器和网络数据交换通过外部总线,速度慢,不适合于网络带有以太网络接口的嵌入式处理器处理器面向网络应用处理器和网络数据交换通过内部总线,速度快的原理框图嵌入式处理器以太网芯片网卡隔离变压器接口嵌入式网络接口的特点与常规的网卡设计思路不同的是,在嵌入式系统中,系统的精简直是个主要的原则。


作为网卡,时需要片作为配置存储器,来确定通讯的端口地址,中断地址,网卡的物理地址,工作模式,制造厂商等信息而在嵌入式系统中,可以使用的默认配置和些管脚作为网卡的初始化方法。


这样可以节省配置存储器,减小嵌入式硬件平台的体积。


基于的嵌入式以太网设计的初始化支持即插即用模式和非即插即用模式。


在嵌入式系统中,网卡的外设通常是不经常插拔的,所以,为了系统的精简,配置为非即插即用模式。


有着固定的中断,有着固定的端口地址,假设是端口是这里的端口是相对于总线来说的端口,对于的总线,需要重新计算地址。


这些配置可以通过的外部管脚,在系统上电复位的时候,自动配置起来。


关于的含有字节的,地址为指的是内部的存储地址,是工作用的存储器,可以通过远程访问,每个字节称为页,共有页。


页的地址就是地址的高位,页地址为。


这的的部分用来存放接收的数据包,部分用来存储待发送的数据包通过发送数据作为个集成的以太网芯片,数据的发送校验,总线数据包的碰撞检测与避免是由芯片自己完成的。


我们只需要配置发送数据的物理层地址的源地址目的地址数据包类型以及发送的数据就可以了。


通过接收数据在的初始化程序中已经设置好了接收缓冲区的位置,并且配置好了中断的模式。


当有个正确的数据包到达的时候,会产生个中断信号,在中断处接口和相连。


的片选信号,通过接在的上来控制。


的控制字命令格式定义复位设置内部寄存器为默认值,并设置到配置状态读取从选定的寄存器的地址开始读取数据写入向选定的寄存器的地址开始写入数据发送请求设置个或者多个发送请求位,发送缓冲区中的数据读取状态轮流检测发送或者接收的状态修改位按位修改寄存器的初始化的初始化如下步骤软件复位,进入配置模式设置总线波特率关闭中断设置过滤器切换到正常状态清空接受和发送缓冲区开启接收缓冲区,开启中断可选发送和接收数据中有个发送缓冲区,可以循环使用。


也可以只使用个发送缓冲区,但是,必须保证在发送的时候,前次的数据已经发送结束。


中有个接收缓冲区,可以循环使用。


数据的发送和接收均可使用查询或者中断模式,这里,为编程简单,收发数据都采用查询模式。


通过状态读取命令来判断是否接收到或者发送出数据。


注关于的寄存器,操作方式等的详细情况请参考的。


下的驱动程序没有给驱动程序提供统的标准接口任何在系统中对于硬件的管理都可以称为的驱动程序为了方便驱动程序的模块化划分,提高代码的可重用性,的驱动程序可以自定义标准驱动程序抽象层操作系统只和特定的驱动抽象层通讯,无论在抽象层下面对应的是什么类型的设备,对操作系统和用户的应用程序来说都是统的接口。


通过使用语言的指针函数的方法,实现了驱动抽象层的软件设计。


通过指向不同驱动子程序的函数指针,为同操作系统挂载了多种驱动程序。


应用程序和操作系统驱动抽象层驱动程序系统硬件平台中总线驱动程序结构初始化处理数据接收缓冲区发送数据发送缓冲区任务挂起接收数据中断任务就绪发送任务接收任务中断子程序发送数据中总线驱动程序剖析在.中定义总线驱动程序的结构通过全局数组挂载总线驱动总线的抽象层在.中实现驱动程序在.中实现系统的启动与驱动程序的加载过程什么是是的缩写是.标准的建立使得集成电路固定在上,只通过边界扫描便可以被测试在处理器中,可以通过直接控制的内部总线,口等信息,从而达到调试的目的的调试结构宿主机调试器宿主机调试器通过固定的协议控制下位机协议转换器。


比如,中通过协议或者第三方调试器所提供的协议宿主机调试器只发送宏观的命令,比如程序运行终止。


读内存寄存器等通讯的介质可以是串口并口以太网等与调试协议转换器解释上位机传送过来的命令,通过控制执行。


调试协议转换器可以直接做为目标板的的部分。


直接执行从宿主机传送过来的调试命令并回送相应的数据。


可以节省专门的仿真器,但是,它需要软件,或者是嵌入式操作系统的支持,做不到完全的实时仿真。


而仿真是通过硬件和控制的实现的,可以做到实时仿真。


的典型接口测试模式选择,通过信号控制状态机的状态的时钟信号数据输入信号数据输出信号复位信号,复位的状态机和内部的宏单元谢谢!理程序中,接收数据。


数据的接收比较简单,即通过远端把数据从的空间读回中处理。


协议的层次应用层套接字传输层网络层数据链路层.物理层嵌入式以太网中主要处理的协议地址解析协议网络控制报文协议用来与其它主机交换错误报文和其它重要信息,常用的网络诊断工具和网际协议传输控制协议用户数据包协议地址解析协议网络层用的地址来标识不同的主机,而链路层使用的物理地址来标识不同的以太网接口。


只知道目的主机的地址并不能发送数据帧给它,必须知道目的主机网络接口的地址才能发送数据帧。


的功能是实现从地址到对应物理地址的转换。


源主机发送份包含目的主机地址的请求数据帧给网上的每个主机,称作广播,目的主机的收到这份广播报文后,识别出这是发送端在寻问它的地址,于是发送个包含目的主机地址及对应的地址的回答给源主机。


每台主机上都有个高速缓存,存放最近的地址到硬件地址之间的映射记录。


通常每项的生存时间为分钟网络控制报文协议层的附属协议,层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要控制信息。


报文是在数据包内部被传输的。


两个实用的网络诊断工具,和,都是利用该协议工作的。


网际协议工作在网络层,是协议族中最为核心的协议。


所有的以及数据都以数据包格式传输。


数据包最长可达字节,其中报头占的数目。


包含各的源地址和目的地址。


在嵌入式应用中,简化设计,数据包长度等于数据链路层的数据长度。


传输控制协议是个面向连接的可靠的传输层协议。


为两台主机提供高可靠性的端到端数据通信。


主要包括发送方把应用程序交给它的数据分成合适的小块,并添加附加信息头,包括顺序号,源目的端口,控制纠错信息等字段,称为数据包。


并将数据包交给下面的网络层处理。


接受方确认接收到的数据包,重组并将数据送往高层。


协议是种无连接不可靠的传输层协议。


把应用程序传来的数据加上头包括端口号,段长等字段,作为数据包发送出去,但是并不保证它们能到达目的地。


可靠性由应用层来提供。


就象发送封写有地址的般信件,却不保证它能到达。


基于和的协议向和移植个协议栈采用自带的协议栈套接字使用的最广泛的网络程序编程方法,主要用于应用程序的编写,用于网络上主机与主机之间的相互通信均支持,的基本上是来自分为和是可靠性的双向数据传输,使用协议是不可靠连接,使用协议套接字的使用服务器端和个客户端通信的程序过程创建个把和本机的,口绑定,循环等待,接收或者发送信息关闭,通信终止本节提要基于的硬件系统体系结构存储器接口设计网络接口设计接口设计人机交互接口设计其它通讯接口设计总线概述全称为,即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之。


最初,总线被设计作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载各电子控制装置之间交换信息,形成汽车电子控制网络。


比如,发动机管理系统变速箱控制器仪表装备电子主干系统中均嵌入控制装置。


个由总线构成的单网络中,理论上可以挂接无数个节点。


但是,实际应用中节点数目受网络硬件的电气特性所限制。


例如,当使用作为收发器时,同网络中允许挂接个节点。


可提供高达的数据传输速率,这使实时控制变得非常容易。


另外,硬件的错误检定特性也增强了的抗电磁干扰能力。


主要应用于汽车电控制系统电梯控制系统安全监控系统医疗仪器纺织机械船舶运输等方面。


总线的主要优点低成本极高的总线利用率很远的数据传输距离长达公里高速的数据传输速率高达可根据报文的决定接收或屏蔽该报文高抗电磁干扰性,可靠的错误处理和检错机制发送的信息遭到破坏后可自动重发节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能报文不包含源地址或目标地址仅用标志符来指示功能信息优先级它是种多主方式的串行通讯总线总线的电气特性能够使用多种物理介质进行传输,例如双绞线光纤等。


最常用的就是双绞线。


信号使用差分电压传送,两条信号线被称为和,静态时均是.左右,此时状态表示为逻辑也可以叫做“隐性”。


用比高表示逻辑,称为“显性”。


此时,通常电压值为.和.。


当“显性”位和“隐性”位同时发送的时候,最后总线数值将为“显性”。


这种特性,为总线的总裁奠定了基础。


总线的电气特性总线的个位时间可以分成四个部分同步段,传播段,相位段和相位段,每段的时间份额的数目都是可以通过总线控制器比如编程控制的,而时间份额的大小由系统时钟和波特率预分频值决定。


总线的帧结构总线的帧数据有两种格式标准格式和扩展格式。


总线控制器体系结构协议控制器状态控制寄存器消息对象接收缓冲区宿主机接口总线接口总线嵌入式系统上的总线接口处理器本身带有总线控制器使用总线控制芯片独立控制器,替代,支持.,同时支持位和位,位速率可达,具有总线仲裁功能,扩展的接收缓冲器字节,增强的环境温度范围

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