基于ARM的嵌入式最小系统架构研究.docx

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1、基于ARM的嵌入式最小系统架构研究 align=center图4SDRAM接口方式/align1单片SDRAM图4中a例为ARM处理器S3C44B0与一个16bit的SDRAMK4S641632d的连接方式。在对尺寸有严格限制且对动态存储器容量要求不高的嵌入式系统中常采用此种连接方式。2双片16bitSDRAM结合使用在双片16bitSDRAM合成一个32bitSDRAM使用时，ARM处理器的地址线A2接SDRAM的地址线A0,其余地址依次递增，这是由于在SDRAM中字节是存储容量的惟一单位，而此时SDRAM为32bit位宽。SDRAM的BA地址线是其内部Bank的地址线，代表了SDRAM内存

2、的最高位。在图4中b例的SDRAM总大小是64M64M=，需要A25-A0引脚来寻址，所以BA1-BA0连接到了A25-A24引脚上。还需留意的是SDRAM内存行地址和列地址是复用的，所以地址线的数目一般少于26条，详细连接需要参考ARM处理器和SDRAM的相关手册。值得留意的是，有些ARM处理器如SamSung公司的ARM940T系列处理器S3C2510，其地址总线与其它标准ARM处理器不太一样，它的地址线分为内部地址线和外部地址线两种类型。根据所连接的存储器数据总线宽度，内部地址线进展相应的移位，对应到外部地址线A23-A0,进而对外提供固定的地址线A23-A0。其本质与典型的ARM处理器

3、是一致的。4.嵌入式系统启动架构启动架构是嵌入式系统的关键技术。把握启动架构对于理解嵌入式系统的运行原理有着重要的意义。嵌入式系统在启动时，引导代码、操纵系统的运行和应用程序的加载主要有两种架构，一种是直接从NorFlash启动的架构，另一种是直接从NandFlash启动的架构。需要留意的是，在嵌入式系统启动引导的经过中会有多种情况出现，如vxWorks的启动代码BootRom就有压缩和非压缩，驻留和非驻留方式之分，而操纵系统本身也多以压缩映象方式存储，所以启动代码在执行和加载经过中需要根据不同的情况，作出相应的处理。4.1从NorFlash启动NorFlash具有芯片内执行XIP，eXecu

4、teInPlace的特点，在嵌入式系统中常做为存放启动代码的首选。从NorFlash启动的架构又可细分为只使用NorFlash的启动架构和NorFlash与NandFlash配合使用的启动架构。图5给出了这两种启动架构的原理框图。align=center图5启动架构/align4.1.1单独使用NorFlash在该架构中，引导代码、操纵系统和应用代码共存于同一块NorFlash中。系统上电后，引导代码首先在NorFlash中执行，然后把操纵系统和应用代码加载到速度更高的SDRAM中运行。另一种可行的架构是，在NorFlash中执行引导代码和操纵系统，而只将应用代码加载到SDRAM中执行。该架构

5、充分利用了NorFlash芯片内执行的特点，可有效提升系统性能。缺乏在于随着操纵系统和应用代码容量的增加，需要更大容量昂贵的NorFlash来支撑。4.1.2NorFlash和NandFlash配合使用NorFlash的单独使用对于代码量较大的应用程序会增加产品的本钱投入，一种的改良的方式是采用NorFlash和NandFlash配合使用的架构。在该架构中附加了一块NandFlash，NorFlash2M或者4M中存放启动代码和操纵系统操纵系统可以根据代码量的大小选择存放于NorFlash或NandFlash，而NandFlash中存放应用代码，根据存放的应用代码量的大小可以对NandFlas

6、h容量做出相应的改变。系统上电后，引导代码直接在NorFlash中执行，把NandFlash中的操纵系统和应用代码加载到速度更高的SDRAM中执行。也可以在NorFlash中执行引导代码和操纵系统，而只将NandFlash中的应用代码加载到SDRAM中执行。该架构是当前嵌入式系统中运用最广泛的启动架构之一。4.1.2从NandFlash启动有些处理器如SamSung公司的ARM920T系列处理器S3C2410支持从NandFlash启动的形式，它的工作原理是将NandFlash中存储的前4KB代码装入一个称为SteppingstoneBootSRAM的地址中，然后开场执行该段引导代码，进而完成

7、对操纵系统和应用程序的加载。该方式需要处理器内部有NAND控制器，同时还要提供一定大小额外的SRAM空间，有一定的使用局限性，在实际开发中较少使用。5.完毕语本文作者创新点：根据ARM体系构造的相通性，以基于ARM的嵌入式最小系统为平台，从硬件和软件两方面对其架构进展了研究。硬件方面就ARM处理器与常用外部存储器的接口方式进展了阐述，软件方面给出了嵌入式最小系统典型的启动架构及其选择标准。参考文献:1李别.基于S3C4510B的ARM开发平台J.微计算机信息，2006，10-2：34-36.2张崙.32位嵌入式系统硬件设计与调试M.北京:机械工业出版社,2005.60-61.3NANDFlashApplicationsDesignGuideEB/OL.toshiba.作者简介:王根义1956-，男，陕西礼泉人，高级讲师，主要从事计算机科学与电子技术研究。马德宝1982-,男，河南禹州人，硕士研究生，研究方向为嵌入式系统及其网络化应用。杨黎斌1981-，男，江西吉安人，博士研究生，研究方向为嵌入式系统及无线网络应用。