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嵌入式系统硬件体系结构设计

一、嵌入式计算机系统体系结构

体系主要组成包括：

硬件层中涵盖嵌入式微处理器、存储器（sdram、rom、flash等）、通用设备USB和

i/oUSB（a/d、d/a、i/o等）

。在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个

嵌入式核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化在rom中。

硬件层与软件层之间为中间层，也称作硬件抽象化层（hardwareabstractlayer，hal）

或板级积极支持纸盒（boardsupportpackage，bsp），它将系统上层软件与底层硬件拆分

开去，并使系统的底层驱动程序与硬件毫无关系，上层软件开发人员无须关心底层硬件的

具体情况，根据bsp层提供更多的USB即可展开研发。该层通常涵盖有关底层硬件的初始

化、数据的输出/输入操作方式和硬件设备的布局功能。

3.系统软件层

系统软件层由实时多任务操作系统（real-timeoperationsystem，rtos）、文件系统、

图形用户USB（graphicuserinterface，gui）、网络系统及通用型组件模块共同组成。

rtos就是嵌入式应用软件的基础和研发平台。

功能层主要由实现某种或某几项任务而被开发运行于操作系统上的程序组成。

一个嵌入式系统装置通常都由嵌入式计算机系统和继续执行装置共同组成，而嵌入式

计算机系统就是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层共

同组成。继续执行装置也称作被控对象，它可以拒绝接受嵌入式计算机系统收到的掌控命

令，继续执行所规定的操作方式或任务。

本网关硬件环境以单片机s3c2440芯片和dm9000以太网控制芯片为主，实现rj45接

口和rs232接口的数据传输。内容包括硬件环境的初始化，数据的收发控制，封包解包设

计，操作系统的移植等。

硬件框图就是直观的将每个功能模块列举，也就是一个基本的模块女团，可以简约的

每个模块的功能彰显出。

其中包括了电源模块，处理模块，串口模块以及网口模块。

电源模块主要的用途就是负责管理给整块开发板展开供电，确保每个模块都可以正常

工作。

处理模块主要的用途是负责协议的转换，数据的处理等，以保障通信的畅通。

串口模块以及网口模块主要的用途就是负责管理各网络有关数据信息的通话。

时下嵌入式和以太网的结合正是一个热点关注问题，而嵌入式以太网技术的主要应用

领域便是工业控制网络，即工业以太网，具有以太网接口的各种智能化仪器仪表正逐步取

代传统的测控设备。

1、嵌入式处理器芯片s3c2440

samsung公司推出的16/32位risc处理器s3c2440为手持设备和一般类型应用提供了

高性价比和高性能的微控制器解决方案。为了降低成本，s3c2440提供了丰富的内置部件，

包括：16kb指令cache和16kb数据cache，外部存储控制器sdram，lcd控制器（最大支

持4k色stn和256k色tft），提供1通道lcd专用dma，带4通道dma并带有外部请求

引脚，3通道uart（irda1.0，64字节txfifo，和64字节rxfifo），2通道spi，1通道

iic-bus接口（多主支持）。1.2v内核供电，1.8v/2.5v/3.3v存储器供电，3.3v外部i/o

供电，具备16k的i-cache和16kdcache/mmu微处理器。

arm920t系统结构图

s3c2440采用了arm920t内核，拥有强大的指令集，0.13um工艺的cmos

标准宏单元和存储编译器以及一种代莱总线结构它使用了代莱

总线架构，advancedmicrocontrollerbusarchitecture（amba）。它的低功耗精简和

出色的全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用。

s3c2