嵌入式系统设计课程大作业.doc

2012年上学期嵌入式系统设计课程大作业

1、叙述下列相关名词的含义

ARM、xscale、PXA255、RISC、体系结构

答：1）ARM：英国的一家公司；时下流行的一种体系结构。

2）XScale：ARM架构v5TE指令集的CPU。

3）PXA255：XScale的内核版本。

4）RISC：ReducedInstructionSetComputing，即精简指令集，一种CPU的设计概念；与之相对的是CISC，即复杂指令集

5）体系结构：嵌入式系统硬件与软件的衔接；它确定嵌入式系统设计的部件、部件功能、部件间借口的设计，并集中于嵌入式系统的核心部分——处理器的运算与内存的存取。

2、画出嵌入式硬件系统组成的模块结构图

3、叙述基于linux的嵌入式平台的搭建过程

答：Linux嵌入式平台的搭建符合嵌入式平台搭建的一般过程，但是具体到Linux嵌入式平台，又有些许不同，其搭建过程如下：

1）处理器以及硬件开发平台的选择

以处理器为主，结合考虑硬件平台的情况。处理器考虑的问题包括应用类型及I/O接口、主频和功耗、对不同类型存储器的支持、封装等；硬件平台的选择和设计包括内存和外围存储器、输入输出接口以及设备等几项主要内容。

2）操作系统的选择

由于已经选取了Linux操作系统，因此此处主要是内核版本的选取以及对内核功能的裁剪。

3）开发环境的选取

即开发工具的选取，主要是指开发软件的选取，比如常用的minicom。

4）开发实施

首先，Bootloader的烧制。目的是对硬件系统基本功能的支持，比如串口通信。其次，内核文件的制作。接下来，内核文件的拷贝。此时，可以通过串口或者网口实施传输，能够大幅度提高传输速度。最后，在主机使用开发软件，完成对硬件系统的开发工作。包括硬件驱动程序、上层的应用程序、系统的集成与调试等。

4、如下为xscale处理器的内核框图：

简述内核框图中每个模块的名称及指标。

答：1）InstructionCache：指令Cache；大小32KB，32路，支持线性锁定

2）Micro-Processor：微处理器；七级流水

3）DataCache：数据Cache；最大支持32KB，32路

4）DataRam：数据Ram；最大支持28KB

5）Mini-DataCache：迷你数据Cache；大小2KB，2路

6）BranchTargetBuffer：分支目标缓存；128入口

7）IMMU/DMMU：指令/数据存储管理单元；32路，全相关，支持锁定

8）FillBuffer：填充缓存；4~8入口

9）PerformanceMonitoring：功能显示器

10）Debug：硬件中断断点记录

11）PowerManagementControl：电源管理控制

12）MAC：乘加单元；40位累加/累乘，16位单指令多数据流操作，16*32位操作单周期支持

量），其中register_chrdev（）是内核提供的函数，作用是完成注册新的字符设备*/

printf(%s%sinitialized.\n,KEYPAD_NAME,KEYPAD_VERSION);

led_off_on();

return0;

}

staticvoid_exitxhyper250_keypad_exit(void)/*向操作系统卸载设备函数*/

{

unregister_chrdev(LEDnKEY_MAJOR,lednkey);

led_off_on();

}

module_init(xhyper250_keypad_init);/*显式声明初始化设备函数*/

module_exit(xhyper250_keypad_exit);/*显式声明卸载设备函数*/

/*通过上述两个声明内核知道驱动程序的进入点*/

测试文件的源代码如下：

#includestdio.h

#includestdlib.h

#includeunistd.h

#includesys/types.h

#includesys/stat.h

#includefcntl.h

#defineLED_SHOW10

intfd;

staticchar*dev_name=/dev/keypad;

intmain(intargc,char**argv)

{

intdata=0,pre_data;

fd=open(dev_name,O_RDWR);

if(!(fd=0))

{

printf(%sfileopenfailed\n,dev_name);

exit(-1);

}

printf(\nkeypadApp:pres