图1。1嵌入式系统组成结构
(1)嵌入式硬件结构:如图1。1下半部分所示,以处理器为中心,存储器、I/O设备、通信模块以及电源等为辅组成基本硬件结构。嵌入式系统日趋流行的原因之一便是它的可定制性,有多大需求选多少配置,这样既经济又适用[13]。
大多数电子产业都是伴随着纳米芯片工艺、微电子技术等的发展而朝着集成化,微型化发展。同样的,集成多功能SoC系统芯片已也渐渐成为嵌入式系统的核心。SoC芯片一般集成了大量的外围USB、URAT、以太网、AD/DA、IIS等模块,在设计时,要考虑尽量满足这些芯片的功能接口。现代嵌入式设计以处理器、SoC、SOPC为核心来完成系统设计的情况都有。
(2)嵌入式软件层次:一般稍微复杂一点的系统都需要一个操作系统来管理和控制内存、多任务、周边资源等;为了减轻应用程序员的负担,一般依据系统所提供的程序界面来编写应用程序。
有操作系统的嵌入式系统软件结构一般包含四个层面[14]:设备驱动层、实时操作系统(RTOS)、应用程序接口层(API)、实际应用程序层。如图1。1上半部分所示。同理,其软件部分也是可裁剪的。
1。2。3 嵌入式系统的应用及发展方向
嵌入式系统几乎已经深入到各个不同领域,并在各各自的领域中发挥着重要的作用。其主要应用于网络通信、工业控制、消费电子、航空和军事国防等方面。如图1。2:
图1。2嵌入式系统的应用领域
嵌入式系统未来的几大发展趋势[5]:1。开发嵌入式系统是一项整体性很高的工程,软硬件很难分割开来单独设计,
所以未来的厂商可能要求软硬件同时支持。2。随着因特网技术的成熟、带宽的提高,网络化、信息化的要求也随之提高,
功能也变得更复杂化、多样化。所以,芯片设计厂商在芯片上集成更多的功能是必然的。
3。万物互联也是一大热门,最新一代的嵌入式处理器逐渐开始内嵌网络接口。其支持的协议也是越来越多。
4。为了降低功耗和软硬件的成本使嵌入式更加普及,优化算法、精简系统算法也是一种办法。
总之,嵌入式系统将具有更高能价比、更小的体积、更低的功耗[6]。嵌入式系统逐渐也将开始朝无线传感器网络、物联网、新能源等新兴方向发展[10]。1。3 本课题研究内容和章节安排
本课题研究的主要是基于AT91SAM9G20的嵌入式系统显控终端设计,以雷达信号模拟器为应用背景,以实现显示、控制、数据传输处理为目的。本显控系
统需要与显示模块、键盘控制模块、信号处理模块等外围设备进行数据交换,同时要输出控制时序和控制编码,以实现对各模块的控制。
根据嵌入式系统设计的特点,本课题的设计流程及各章节内容安排如下:1、第一章为绪论,介绍了本课题研究背景、总体内容及需求、意义等;简单
介绍了嵌入式系统的定义、软硬件结构和未来发展趋势;2、第二章介绍了系统的总体设计及课题开发流程,分别介绍软硬件需求,完
成硬件选型和开发工具选择。3、第三章介绍了系统硬件部分的设计过程及具体细节。首先给出系统硬件的
总体结构图;其次具体设计各硬件模块;最后给出了一些此次PCB设计的心得。4、第四章介绍了软件设计及软件开发的内容。首先给出系统软件的总体结构