關於arm的課程設計
Ⅰ arm課程設計 基於LPC2103的道路交通信號燈控制系統設計
傳統的RS 232和RS 485通信方式已經不適應遠距離、大信息量的數據傳輸,而充分利用現有發達的網路系統,實現信號機聯網的功能,也是智能交通發展的要求,AT91RM
Ⅱ arm的設計文件
設計文件講求精簡又快速的設計方式,整體電路化卻又不採用微碼,就像早期使用在Acorn微電腦的8位6502處理器。
ARM架構包含了下述RISC特性:
讀取/儲存 架構不支援地址不對齊內存存取(ARMv6內核現已支援)正交指令集(任意存取指令可以任意的定址方式存取數據Orthogonal instruction set)大量的16 × 32-bit 寄存器陣列(register file)固定的32 bits 操作碼(opcode)長度,降低編碼數量所產生的耗費,減輕解碼和流水線化的負擔。大多均為一個CPU周期執行。為了補強這種簡單的設計方式,相較於同時期的處理器如Intel 80286和Motorola 68020,還多加了一些特殊設計:
大部分指令可以條件式地執行,降低在分支時產生的負重,彌補分支預測器(branch predictor)的不足。算數指令只會在要求時更改條件編碼(condition code)32-bit筒型位移器(barrel shifter)可用來執行大部分的算數指令和定址計算而不會損失效能強大的索引定址模式(addressing mode)精簡但快速的雙優先順序中斷子系統,具有可切換的暫存器組有個附加在ARM設計中好玩的東西,就是使用一個4-bit 條件編碼 在每個指令前頭,表示每支指令的執行是否為有條件式的
這大大的減低了在內存存取指令時用到的編碼位,換句話說,它避免在對小型敘述如if做分支指令。有個標準的範例引用歐幾里德的最大公因子演算法:
在C編程語言中,循環為:
int gcd (int i, int j)
{
while (i != j) if (i > j) i -= j; else j -= i; return i;
}
在ARM 匯編語言中,循環為:
loop CMP Ri, Rj ;
設定條件為 NE(不等於) if (i != j) ; GT(大於) if (i > j), ; or LT(小於) if (i < j) SUBGT Ri, Ri, Rj ; 若 GT(大於), i = i-j; SUBLT Rj, Rj, Ri ; 若 LT(小於), j = j-i; BNE loop ; 若 NE(不等於),則繼續迴圈這避開了then和else子句之間的分支。
另一項指令集的特色是,能將位移(shift)和回轉(rotate)等功能並成資料處理型的指令(算數、邏輯、和暫存器之間的搬移),因此舉例來說,一個C語言的敘述
a += (j << 2);在ARM之下,可簡化成只需一個word和一個cycle即可完成的指令
ADD Ra, Ra, Rj, LSL #2這結果可讓一般的ARM程式變得更加緊密,而不需經常使用內存存取,流水線也可以更有效地使用。即使在ARM以一般認定為慢速的速度下執行,與更復雜的CPU設計相比它仍能執行得不錯。
ARM處理器還有一些在其他RISC的架構所不常見到的特色,例如PC-相對定址(的確在ARM上PC為16個暫存器的其中一個)以及 前遞加或後遞加的定址模式。
另外一些注意事項是 ARM 處理器會隨著時間,不斷地增加它的指令集。某些早期的 ARM 處理器(比ARM7TDMI更早),譬如可能並未具備指令可以讀取兩 Bytes 的數量,因此,嚴格來講,對這些處理器產生程式碼時,就不可能處理如 C 語言物件中使用 volatile short 的資料型態。
ARM7 和大多數較早的設計具備三階段的流水線化(Pipeline):提取指令、解碼,並執行。較高效能的設計,如 ARM9,則有五階段的流水線化。提高效能的額外方式,包含一顆較快的加法器,和更廣的分支預測邏輯線路。
這個架構使用「協處理器」提供一種非侵入式的方法來延伸指令集,可透過軟體下 MCR、MRC、MRRC和MCRR 等指令來對協處理器定址。協處理器空間邏輯上通常分成16個協處理器,編號分別從 0 至 15 ,而第15號協處理器(CP15)是保留用作某些常用的控制功能,像是使用高速緩存和記憶管理單元運算(若包含於處理器時)。
在 ARM 架構的機器中,周邊裝置連接處理器的方式,通常透過將裝置的實體暫存器對應到 ARM 的內存空間、協處理器空間,或是連接到另外依序接上處理器的裝置(如匯流排)。協處理器的存取延遲較低,所以有些周邊裝置(例如 XScale 中斷控制器)會設計成可透過不同方式存取(透過內存和協處理器)。
Thumb
較新的ARM處理器有一種16-bit指令模式,叫做Thumb,也許跟每個條件式執行指令均耗用4位的情形有關。在Thumb模式下,較小的opcode有更少的功能性。例如,只有分支可以是條件式的,且許多opcode無法存取所有CPU的暫存器。然而,較短的opcode提供整體更佳的編碼密度(註:意指程式碼在內存中占的空間),即使有些運算需要更多的指令。特別在內存埠或匯流排寬度限制在32 以下的情形時,更短的Thumb opcode能更有效地使用有限的內存帶寬,因而提供比32位程式碼更佳的效能。典型的嵌入式硬體僅具有較小的32-bit datapath定址范圍以及其他更窄的16 bits定址(例如Game Boy Advance)。在這種情形下,通常可行的方案是編譯成 Thumb 程式碼,並自行最佳化一些使用(非Thumb)32位指令集的CPU相關程式區,因而能將它們置入受限的32-bit匯流排寬度的內存中。
首顆具備 Thumb 技術的處理器是 ARM7TDMI。所有 ARM9 和後來的家族,包括 XScale 都納入了 Thumb 技術。
Jazelle
ARM 還開發出一項技術,Jazelle DBX (Direct Bytecode eXecution),允許它們在某些架構的硬體上加速執行Java bytecode,就如其他執行模式般,當呼叫一些無法支援bytecodes的特殊軟體時,能提供某些bytecodes的加速執行。它能在現存的ARM與Thumb模式之間互相執行。
首顆具備Jazelle技術的處理器是ARM926EJ-S:Jazelle以一個英文字母'J'標示於CPU名稱中。它用來讓手機製造商能夠加速執行Java ME的游戲和應用程式,也因此促使了這項技術不斷地開發。
Thumb-2
Thumb-2 技術首見於 ARM1156 核心 ,並於2003年發表。Thumb-2 擴充了受限的 16-bit Thumb 指令集,以額外的 32-bit 指令讓指令集的使用更廣泛。因此 Thumb-2 的預期目標是要達到近乎 Thumb 的編碼密度,但能表現出近乎 ARM 指令集在 32-bit 內存下的效能。
Thumb-2也從 ARM 和 Thumb 指令集中派生出多種指令,包含位欄(bit-field)操作、分支建表(table branches),和條件執行等功能。
Thumb Execution Environment (ThumbEE)
ThumbEE,也就是所謂的Thumb-2EE,,業界稱為Jazelle RCT技術,於2005年發表,首見於 Cortex-A8 處理器。ThumbEE 提供從 Thumb-2 而來的一些擴充性,在所處的執行環境(Execution Environment)下,使得指令集能特別適用於執行階段(Runtime)的編碼產生(例如即時編譯)。Thumb-2EE 是專為一些語言如 Limbo、Java、C#、Perl 和 Python,並能讓 即時編譯器 能夠輸出更小的編解碼卻不會影響到效能。
ThumbEE 所提供的新功能,包括在每次存取指令時自動檢查是否有無效指標,以及一種可以執行陣列范圍檢查的指令,並能夠分支到分類器(handlers),其包含一小部份經常呼叫的編碼,通常用於高階語言功能的實作,例如對一個新物件做內存配置。
進階 SIMD (NEON)
進階 SIMD 延伸集,業界稱為NEON技術,它是一個結合 64 和 128 bit 的 SIMD(Single Instruction Multiple Data 單指令多重數據)指令集,其針對多媒體和訊號處理程式具備標准化加速的能力。NEON 可以在 10 MHz 的 CPU 上執行 MP3 音效解碼,且可以執行 13 MHz 頻率以下的 GSM AMR (Adaptive Multi-Rate) 語音編碼。NEON具有一組廣泛的指令集、各自的寄存器陣列,以及獨立執行的硬體。NEON 支援 8-, 16-, 32- 和 64-bit 的整數及單精度浮點數據,並以SIMD 的方式運算,執行圖形和游戲處理中關於語音/視訊的部分。SIMD 在 向量超級處理機 中是個決定性的要素,它具備同時多項處理功能。在 NEON 技術中,SIMD 最高可支援到同時 16 個運算。
VFP
VFP 是在協同處理器針對ARM架構的衍生技術。它提供低成本的單精度和倍精度浮點運算能力,並完全相容於ANSI/IEEE Std 754-1985 二進制浮點算數標准。VFP 提供大多數適用於浮點運算的應用,例如PDA、智慧手機、語音壓縮與解壓、3D圖像以及數位音效、列印機、機上盒,和汽車應用等。VFP 架構也支援 SIMD(單指令多重數據)平行化的短向量指令執行。這在圖像和訊號處理等應用上,非常有助於降低編碼大小並增加輸出效率。
在ARM-based處理器中,其他可見的浮點、或 SIMD 的協同處理器還包括了 FPA, FPE, iwMMXt。他們提供類似 VFP 的功能但在opcode層面上來說並不具有相容性。
安全性擴充 (TrustZone)
TrustZone(TM) 技術出現在 ARMv6KZ 以及較晚期的應用核心架構中。它提供了一種低成本的方案,針對系統單晶元(SoC)內加入專屬的安全核心,由硬體建構的存取控制方式支援兩顆虛擬的處理器。這個方式可使得應用程式核心能夠在兩個狀態之間切換(通常改稱為領域(worlds)以避免和其他功能領域的名稱混淆),在此架構下可以避免資訊從較可信的核心領域泄漏至較不安全的領域。這種內核領域之間的切換通常是與處理器其他功能完全無關聯性(orthogonal),因此各個領域可以各自獨立運作但卻仍能使用同一顆內核。內存和周邊裝置也可因此得知內核運作的領域為何,並能針對這個方式來提供對裝置的機密和編碼進行存取控制。典型的 TrustZone 技術應用是要能在一個缺乏安全性的環境下完整地執行操作系統,並在可信的環境下能有更少的安全性的編碼。
Ⅲ 比較簡單的arm嵌入式課程設計
你在網上找一下,國嵌的視頻還可以
Ⅳ 課程設計課題:基於ARM的鍵盤LED顯示系統設計 請各位幫忙,謝謝!
比較復雜,沒法一句完
Ⅳ ARM9嵌入式課程設計
ARM9處理器與ARM7處理器比較
2007-03-09 19:03:27 作者:清華大學深圳研究生院ASIC研究中心 劉魯新 權進國 林孝康 來源:互聯網
摘要:ARM處理器是世界上最流行的嵌入式處理器,廣泛應用於個人通信等嵌入式領域。ARM7處理器雖然功能強大,但是目前已經開始退出主流應用領域,代替它的是性能更加強大的ARM9系列處理器。介紹了ARM9處理器與ARM7處理器的不同之處,並且給出了ARM9的應用實例。 關鍵詞:ARM9 ARM7 流水線 指令周期 ARM9系列處理器是英國ARM公司設計的主流嵌入式處理器,主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列。本文主要介紹它們與ARM7TDMI的結構以及性能比較。 以手機應用為例,2G手機只需提供語音及簡單的文字簡訊功能,而目前的2.5G和未來的3G手機除了提供這兩項功能外,還必須提供各種其他的應用功能。主要包括:(1)無線網路設備:手機上網、電子郵件及其他定位服務等功能;(2)PDA功能:含有用戶操作系統(Windows CE、Symbian OS、Linux等)及其他功能;(3)高性能功能:音頻播放器、視頻電話、手機游戲等。在2.5G和3G的應用中ARM9已經全面替代了ARM7。因為ARM9的新特性能夠滿足各種新需求的同時減少產品研發時間並降低研發費用。 新一代的ARM9處理器,通過全新的設計,採用了更多的晶體管,能夠達到兩倍以上於ARM7處理器的處理能力。這種處理能力的提高是通過增加時鍾頻率和減少指令執行周期實現的。 1 時鍾頻率的提高 ARM7處理器採用3級流水線,而ARM9採用5級流水線,如圖1、2、3所示。增加的流水線設計提高了時鍾頻率和並行處理能力。5級流水線能夠將每一個指令處理分配到5個時鍾周期內,在每一個時鍾周期內同時有5個指令在執行。在同樣的加工工藝下,ARM9TDMI處理器的時鍾頻率是ARM7TDMI的1.8~2.2倍。 圖1、圖2和圖3 2 指令周期的改進 指令周期的改進對於處理器性能的提高有很大的幫助。性能提高的幅度依賴於代碼執行時指令的重疊,這實際上是程序本身的問題。對於採用最高級的語言,一般來說,性能的提高在30%左右。 2.1 loads 指令矛n stores指令 指令周期數的改進最明顯的是loads指令和stores指令。從ARM7到ARM9這兩條指令的執行時間減少了30%。指令周期的減少是由於ARM7和ARM9兩種處理器內的兩個基本的微處理結構不同所造成的。 (1)ARM9有獨立的指令和數據存儲器介面,允許處理器同時進行取指和讀寫數據。這叫作改進型哈佛結構。而ARM7隻有數據存儲器介面,它同時用來取指令和數據訪問。 (2)5級流水線引入了獨立的存儲器和寫迴流水線,分別用來訪問存儲器和將結果寫回寄存器。 以上兩點實現了一個周期完成loads指令和stores指令。 2.2 互鎖(interlocks)技術 當指令需要的數據因為以前的指令沒有執行完而沒有準備好就會產生管道互鎖。當管道互鎖發生時,硬體會停止這個指令的執行,直到數據准備好為止。雖然這種技術會增加代碼執行時間,但是為初期的設計者提供了巨大的方便。編譯器以及匯編程序員可以通過重新設計代碼的順序或者其他方法來減少管道互鎖的數量。 2.3 分枝指令 ARM9和ARM7的分枝指令周期是相同的。而且ARM9TDMI和ARM9E-S並沒有對分枝指令進行預測處理。 3 ARM9結構及特點 以ARM9E-S為例介紹ARM9處理器的主要結構及其特點。ARM9E-S的結構如圖4所示。其主要特點如下: (1)32bit定點RISC處理器,改進型ARM/Thumb代碼交織,增強性乘法器設計。支持實時(real-time)調試; (2)片內指令和數據SRAM,而且指令和數據的存儲器容量可調; (3)片內指令和數據高速緩沖器(cache)容量從4K位元組到1M位元組; (4)設置保護單元(protcction unit),非常適合嵌入式應用中對存儲器進行分段和保護; (5)採用AMBA AHB匯流排介面,為外設提供統一的地址和數據匯流排; (6)支持外部協處理器,指令和數據匯流排有簡單的握手信令支持; (7)支持標准基本邏輯單元掃描測試方法學,而且支持BIST(built-in-self-test); (8)支持嵌入式跟蹤宏單元,支持實時跟蹤指令和數據。 圖5 4 ARM9的典型應用 TI公司的OMAP730是最新的無線通信基帶信號處理器。該處理器是TI的GPRS Class 12通信模塊與專用於應用處理的ARM926通用處理器(GPP)的集成。由於GPP的速度可達200MHz,因此OMAP730具有兩倍於上一代OMAP710處理器的應用處理性能。如同所有的OMAP處理器一樣,OMAP730可支持領先的移動操作系統,其中包括Microsoft的智能電話與Pocket PC PhoneEdition、Svmbian OS與Series 60、Palm OS以及Linux。 TI OMAP730結構如圖5所示。其中ARM926TEJ處理器的主要特性包括:(1)最高頻率200MHz;(2)16KB指令高速緩存,8KB數據高速緩存;(3)硬體JAVA加速;(4)擴展多媒體指令集結構。 ARM微處理器是一種高性能、低功耗的32位微處器,它被廣泛應用於嵌入式系統中。ARM9代表了ARM公司主流的處理器,已經在手持電話、機頂盒、數碼像機、GPS、個人數字助理以及網際網路設備等方面有了廣泛的應用。
開發版之家
Ⅵ 求助大神幫忙做一個ARM課程設計,題目是點對點聊天軟體 基本要求如下
是點對點聊天軟體
這個開發平台,
資料庫用txt 文檔資料可以嗎
Ⅶ 基於ARM下的畢業設計題目
ARM能做很多東西。主要是控制類吧。而且有高端和低端的。最好是買一塊開發板,在上面編程學習。同時也可以學些硬體。有的ARM能嵌入操作系統,學點操作系統的話,論文就更牛了
Ⅷ 我的課程設計是利用arm做一個計時器,我在網上找到的都是利用8051單片機做的計時器 ,arm和單片機一樣么
ARM是32位單片機,包括好多種,其中STM32應用較多,它的功能比8051強大很多,因此內部結構和操作都要復雜得多,沒有經過專門學習是不能編程的,也看不懂別人編的程序
Ⅸ 求一份基於arm智能交通信號燈課程設計
傳統的RS 232和RS 485通信方式已經不適應遠距離、大信息量的數據傳輸,而充分利用現有發達的網路系統,實現信號機聯網的功能,也是智能交通發展的要求,AT91RM9200晶元本身集成有網路控制器件和28B的FIFOs棧和專用數據控制器(DMA)的接收和發送通道,硬體實現了OSI網路參考模型中介於物體層和邏輯鏈路層之間的介質訪問MAC子層,但是沒有提供物理層介面,因此需要外接一個物體層傳輸控制器來提供接入乙太網的通道。用Intel的LXT972快速乙太網PHY傳輸控制晶元進行數據的網路收發。
LXT972和AT91RM9200網路控制器通過介質無關介面(MII)可以很方便地連接。在LXT972和RJ45介面之間需要用網路隔離變壓器來連接,網路隔離變壓器起信號傳輸、阻抗匹配、波形修復、雜波抑制以及高電壓隔離等作用,以保護系統的安全。LXT972的RX+/RX-、TX+/TX-接到網路隔離變壓器上,再由變壓器引出相應信號連接到RJ45介面上,網路模塊以標准RJ45介面與乙太網相連。其網路模塊連接方式如圖5所示。