关于arm的课程设计
Ⅰ arm课程设计 基于LPC2103的道路交通信号灯控制系统设计
传统的RS 232和RS 485通信方式已经不适应远距离、大信息量的数据传输,而充分利用现有发达的网络系统,实现信号机联网的功能,也是智能交通发展的要求,AT91RM
Ⅱ arm的设计文件
设计文件讲求精简又快速的设计方式,整体电路化却又不采用微码,就像早期使用在Acorn微电脑的8位6502处理器。
ARM架构包含了下述RISC特性:
读取/储存 架构不支援地址不对齐内存存取(ARMv6内核现已支援)正交指令集(任意存取指令可以任意的寻址方式存取数据Orthogonal instruction set)大量的16 × 32-bit 寄存器阵列(register file)固定的32 bits 操作码(opcode)长度,降低编码数量所产生的耗费,减轻解码和流水线化的负担。大多均为一个CPU周期执行。为了补强这种简单的设计方式,相较于同时期的处理器如Intel 80286和Motorola 68020,还多加了一些特殊设计:
大部分指令可以条件式地执行,降低在分支时产生的负重,弥补分支预测器(branch predictor)的不足。算数指令只会在要求时更改条件编码(condition code)32-bit筒型位移器(barrel shifter)可用来执行大部分的算数指令和寻址计算而不会损失效能强大的索引寻址模式(addressing mode)精简但快速的双优先级中断子系统,具有可切换的暂存器组有个附加在ARM设计中好玩的东西,就是使用一个4-bit 条件编码 在每个指令前头,表示每支指令的执行是否为有条件式的
这大大的减低了在内存存取指令时用到的编码位,换句话说,它避免在对小型叙述如if做分支指令。有个标准的范例引用欧几里德的最大公因子算法:
在C编程语言中,循环为:
int gcd (int i, int j)
{
while (i != j) if (i > j) i -= j; else j -= i; return i;
}
在ARM 汇编语言中,循环为:
loop CMP Ri, Rj ;
设定条件为 NE(不等於) if (i != j) ; GT(大于) if (i > j), ; or LT(小于) if (i < j) SUBGT Ri, Ri, Rj ; 若 GT(大于), i = i-j; SUBLT Rj, Rj, Ri ; 若 LT(小于), j = j-i; BNE loop ; 若 NE(不等于),则继续回圈这避开了then和else子句之间的分支。
另一项指令集的特色是,能将位移(shift)和回转(rotate)等功能并成资料处理型的指令(算数、逻辑、和暂存器之间的搬移),因此举例来说,一个C语言的叙述
a += (j << 2);在ARM之下,可简化成只需一个word和一个cycle即可完成的指令
ADD Ra, Ra, Rj, LSL #2这结果可让一般的ARM程式变得更加紧密,而不需经常使用内存存取,流水线也可以更有效地使用。即使在ARM以一般认定为慢速的速度下执行,与更复杂的CPU设计相比它仍能执行得不错。
ARM处理器还有一些在其他RISC的架构所不常见到的特色,例如PC-相对寻址(的确在ARM上PC为16个暂存器的其中一个)以及 前递加或后递加的寻址模式。
另外一些注意事项是 ARM 处理器会随着时间,不断地增加它的指令集。某些早期的 ARM 处理器(比ARM7TDMI更早),譬如可能并未具备指令可以读取两 Bytes 的数量,因此,严格来讲,对这些处理器产生程式码时,就不可能处理如 C 语言物件中使用 volatile short 的资料型态。
ARM7 和大多数较早的设计具备三阶段的流水线化(Pipeline):提取指令、解码,并执行。较高效能的设计,如 ARM9,则有五阶段的流水线化。提高效能的额外方式,包含一颗较快的加法器,和更广的分支预测逻辑线路。
这个架构使用“协处理器”提供一种非侵入式的方法来延伸指令集,可透过软件下 MCR、MRC、MRRC和MCRR 等指令来对协处理器寻址。协处理器空间逻辑上通常分成16个协处理器,编号分别从 0 至 15 ,而第15号协处理器(CP15)是保留用作某些常用的控制功能,像是使用高速缓存和记忆管理单元运算(若包含于处理器时)。
在 ARM 架构的机器中,周边装置连接处理器的方式,通常透过将装置的实体暂存器对应到 ARM 的内存空间、协处理器空间,或是连接到另外依序接上处理器的装置(如总线)。协处理器的存取延迟较低,所以有些周边装置(例如 XScale 中断控制器)会设计成可透过不同方式存取(透过内存和协处理器)。
Thumb
较新的ARM处理器有一种16-bit指令模式,叫做Thumb,也许跟每个条件式执行指令均耗用4位的情形有关。在Thumb模式下,较小的opcode有更少的功能性。例如,只有分支可以是条件式的,且许多opcode无法存取所有CPU的暂存器。然而,较短的opcode提供整体更佳的编码密度(注:意指程式码在内存中占的空间),即使有些运算需要更多的指令。特别在内存埠或总线宽度限制在32 以下的情形时,更短的Thumb opcode能更有效地使用有限的内存带宽,因而提供比32位程式码更佳的效能。典型的嵌入式硬件仅具有较小的32-bit datapath寻址范围以及其他更窄的16 bits寻址(例如Game Boy Advance)。在这种情形下,通常可行的方案是编译成 Thumb 程式码,并自行最佳化一些使用(非Thumb)32位指令集的CPU相关程式区,因而能将它们置入受限的32-bit总线宽度的内存中。
首颗具备 Thumb 技术的处理器是 ARM7TDMI。所有 ARM9 和后来的家族,包括 XScale 都纳入了 Thumb 技术。
Jazelle
ARM 还开发出一项技术,Jazelle DBX (Direct Bytecode eXecution),允许它们在某些架构的硬件上加速执行Java bytecode,就如其他执行模式般,当呼叫一些无法支援bytecodes的特殊软件时,能提供某些bytecodes的加速执行。它能在现存的ARM与Thumb模式之间互相执行。
首颗具备Jazelle技术的处理器是ARM926EJ-S:Jazelle以一个英文字母'J'标示于CPU名称中。它用来让手机制造商能够加速执行Java ME的游戏和应用程式,也因此促使了这项技术不断地开发。
Thumb-2
Thumb-2 技术首见于 ARM1156 核心 ,并于2003年发表。Thumb-2 扩充了受限的 16-bit Thumb 指令集,以额外的 32-bit 指令让指令集的使用更广泛。因此 Thumb-2 的预期目标是要达到近乎 Thumb 的编码密度,但能表现出近乎 ARM 指令集在 32-bit 内存下的效能。
Thumb-2也从 ARM 和 Thumb 指令集中派生出多种指令,包含位栏(bit-field)操作、分支建表(table branches),和条件执行等功能。
Thumb Execution Environment (ThumbEE)
ThumbEE,也就是所谓的Thumb-2EE,,业界称为Jazelle RCT技术,于2005年发表,首见于 Cortex-A8 处理器。ThumbEE 提供从 Thumb-2 而来的一些扩充性,在所处的执行环境(Execution Environment)下,使得指令集能特别适用于执行阶段(Runtime)的编码产生(例如即时编译)。Thumb-2EE 是专为一些语言如 Limbo、Java、C#、Perl 和 Python,并能让 即时编译器 能够输出更小的编译码却不会影响到效能。
ThumbEE 所提供的新功能,包括在每次存取指令时自动检查是否有无效指标,以及一种可以执行阵列范围检查的指令,并能够分支到分类器(handlers),其包含一小部份经常呼叫的编码,通常用于高阶语言功能的实作,例如对一个新物件做内存配置。
进阶 SIMD (NEON)
进阶 SIMD 延伸集,业界称为NEON技术,它是一个结合 64 和 128 bit 的 SIMD(Single Instruction Multiple Data 单指令多重数据)指令集,其针对多媒体和讯号处理程式具备标准化加速的能力。NEON 可以在 10 MHz 的 CPU 上执行 MP3 音效解码,且可以执行 13 MHz 频率以下的 GSM AMR (Adaptive Multi-Rate) 语音编码。NEON具有一组广泛的指令集、各自的寄存器阵列,以及独立执行的硬件。NEON 支援 8-, 16-, 32- 和 64-bit 的整数及单精度浮点数据,并以SIMD 的方式运算,执行图形和游戏处理中关于语音/视讯的部分。SIMD 在 向量超级处理机 中是个决定性的要素,它具备同时多项处理功能。在 NEON 技术中,SIMD 最高可支援到同时 16 个运算。
VFP
VFP 是在协同处理器针对ARM架构的衍生技术。它提供低成本的单精度和倍精度浮点运算能力,并完全相容于ANSI/IEEE Std 754-1985 二进制浮点算数标准。VFP 提供大多数适用于浮点运算的应用,例如PDA、智慧手机、语音压缩与解压、3D图像以及数位音效、打印机、机上盒,和汽车应用等。VFP 架构也支援 SIMD(单指令多重数据)平行化的短向量指令执行。这在图像和讯号处理等应用上,非常有助于降低编码大小并增加输出效率。
在ARM-based处理器中,其他可见的浮点、或 SIMD 的协同处理器还包括了 FPA, FPE, iwMMXt。他们提供类似 VFP 的功能但在opcode层面上来说并不具有相容性。
安全性扩充 (TrustZone)
TrustZone(TM) 技术出现在 ARMv6KZ 以及较晚期的应用核心架构中。它提供了一种低成本的方案,针对系统单芯片(SoC)内加入专属的安全核心,由硬件建构的存取控制方式支援两颗虚拟的处理器。这个方式可使得应用程式核心能够在两个状态之间切换(通常改称为领域(worlds)以避免和其他功能领域的名称混淆),在此架构下可以避免资讯从较可信的核心领域泄漏至较不安全的领域。这种内核领域之间的切换通常是与处理器其他功能完全无关联性(orthogonal),因此各个领域可以各自独立运作但却仍能使用同一颗内核。内存和周边装置也可因此得知内核运作的领域为何,并能针对这个方式来提供对装置的机密和编码进行存取控制。典型的 TrustZone 技术应用是要能在一个缺乏安全性的环境下完整地执行操作系统,并在可信的环境下能有更少的安全性的编码。
Ⅲ 比较简单的arm嵌入式课程设计
你在网上找一下,国嵌的视频还可以
Ⅳ 课程设计课题:基于ARM的键盘LED显示系统设计 请各位帮忙,谢谢!
比较复杂,没法一句完
Ⅳ ARM9嵌入式课程设计
ARM9处理器与ARM7处理器比较
2007-03-09 19:03:27 作者:清华大学深圳研究生院ASIC研究中心 刘鲁新 权进国 林孝康 来源:互联网
摘要:ARM处理器是世界上最流行的嵌入式处理器,广泛应用于个人通信等嵌入式领域。ARM7处理器虽然功能强大,但是目前已经开始退出主流应用领域,代替它的是性能更加强大的ARM9系列处理器。介绍了ARM9处理器与ARM7处理器的不同之处,并且给出了ARM9的应用实例。 关键词:ARM9 ARM7 流水线 指令周期 ARM9系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器,主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列。本文主要介绍它们与ARM7TDMI的结构以及性能比较。 以手机应用为例,2G手机只需提供语音及简单的文字短信功能,而目前的2.5G和未来的3G手机除了提供这两项功能外,还必须提供各种其他的应用功能。主要包括:(1)无线网络设备:手机上网、电子邮件及其他定位服务等功能;(2)PDA功能:含有用户操作系统(Windows CE、Symbian OS、Linux等)及其他功能;(3)高性能功能:音频播放器、视频电话、手机游戏等。在2.5G和3G的应用中ARM9已经全面替代了ARM7。因为ARM9的新特性能够满足各种新需求的同时减少产品研发时间并降低研发费用。 新一代的ARM9处理器,通过全新的设计,采用了更多的晶体管,能够达到两倍以上于ARM7处理器的处理能力。这种处理能力的提高是通过增加时钟频率和减少指令执行周期实现的。 1 时钟频率的提高 ARM7处理器采用3级流水线,而ARM9采用5级流水线,如图1、2、3所示。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内,在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在同样的加工工艺下,ARM9TDMI处理器的时钟频率是ARM7TDMI的1.8~2.2倍。 图1、图2和图3 2 指令周期的改进 指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠,这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言,一般来说,性能的提高在30%左右。 2.1 loads 指令矛n stores指令 指令周期数的改进最明显的是loads指令和stores指令。从ARM7到ARM9这两条指令的执行时间减少了30%。指令周期的减少是由于ARM7和ARM9两种处理器内的两个基本的微处理结构不同所造成的。 (1)ARM9有独立的指令和数据存储器接口,允许处理器同时进行取指和读写数据。这叫作改进型哈佛结构。而ARM7只有数据存储器接口,它同时用来取指令和数据访问。 (2)5级流水线引入了独立的存储器和写回流水线,分别用来访问存储器和将结果写回寄存器。 以上两点实现了一个周期完成loads指令和stores指令。 2.2 互锁(interlocks)技术 当指令需要的数据因为以前的指令没有执行完而没有准备好就会产生管道互锁。当管道互锁发生时,硬件会停止这个指令的执行,直到数据准备好为止。虽然这种技术会增加代码执行时间,但是为初期的设计者提供了巨大的方便。编译器以及汇编程序员可以通过重新设计代码的顺序或者其他方法来减少管道互锁的数量。 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并没有对分枝指令进行预测处理。 3 ARM9结构及特点 以ARM9E-S为例介绍ARM9处理器的主要结构及其特点。ARM9E-S的结构如图4所示。其主要特点如下: (1)32bit定点RISC处理器,改进型ARM/Thumb代码交织,增强性乘法器设计。支持实时(real-time)调试; (2)片内指令和数据SRAM,而且指令和数据的存储器容量可调; (3)片内指令和数据高速缓冲器(cache)容量从4K字节到1M字节; (4)设置保护单元(protcction unit),非常适合嵌入式应用中对存储器进行分段和保护; (5)采用AMBA AHB总线接口,为外设提供统一的地址和数据总线; (6)支持外部协处理器,指令和数据总线有简单的握手信令支持; (7)支持标准基本逻辑单元扫描测试方法学,而且支持BIST(built-in-self-test); (8)支持嵌入式跟踪宏单元,支持实时跟踪指令和数据。 图5 4 ARM9的典型应用 TI公司的OMAP730是最新的无线通信基带信号处理器。该处理器是TI的GPRS Class 12通信模块与专用于应用处理的ARM926通用处理器(GPP)的集成。由于GPP的速度可达200MHz,因此OMAP730具有两倍于上一代OMAP710处理器的应用处理性能。如同所有的OMAP处理器一样,OMAP730可支持领先的移动操作系统,其中包括Microsoft的智能电话与Pocket PC PhoneEdition、Svmbian OS与Series 60、Palm OS以及Linux。 TI OMAP730结构如图5所示。其中ARM926TEJ处理器的主要特性包括:(1)最高频率200MHz;(2)16KB指令高速缓存,8KB数据高速缓存;(3)硬件JAVA加速;(4)扩展多媒体指令集结构。 ARM微处理器是一种高性能、低功耗的32位微处器,它被广泛应用于嵌入式系统中。ARM9代表了ARM公司主流的处理器,已经在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的应用。
开发版之家
Ⅵ 求助大神帮忙做一个ARM课程设计,题目是点对点聊天软件 基本要求如下
是点对点聊天软件
这个开发平台,
数据库用txt 文档资料可以吗
Ⅶ 基于ARM下的毕业设计题目
ARM能做很多东西。主要是控制类吧。而且有高端和低端的。最好是买一块开发板,在上面编程学习。同时也可以学些硬件。有的ARM能嵌入操作系统,学点操作系统的话,论文就更牛了
Ⅷ 我的课程设计是利用arm做一个计时器,我在网上找到的都是利用8051单片机做的计时器 ,arm和单片机一样么
ARM是32位单片机,包括好多种,其中STM32应用较多,它的功能比8051强大很多,因此内部结构和操作都要复杂得多,没有经过专门学习是不能编程的,也看不懂别人编的程序
Ⅸ 求一份基于arm智能交通信号灯课程设计
传统的RS 232和RS 485通信方式已经不适应远距离、大信息量的数据传输,而充分利用现有发达的网络系统,实现信号机联网的功能,也是智能交通发展的要求,AT91RM9200芯片本身集成有网络控制器件和28B的FIFOs栈和专用数据控制器(DMA)的接收和发送通道,硬件实现了OSI网络参考模型中介于物体层和逻辑链路层之间的介质访问MAC子层,但是没有提供物理层接口,因此需要外接一个物体层传输控制器来提供接入以太网的通道。用Intel的LXT972快速以太网PHY传输控制芯片进行数据的网络收发。
LXT972和AT91RM9200网络控制器通过介质无关接口(MII)可以很方便地连接。在LXT972和RJ45接口之间需要用网络隔离变压器来连接,网络隔离变压器起信号传输、阻抗匹配、波形修复、杂波抑制以及高电压隔离等作用,以保护系统的安全。LXT972的RX+/RX-、TX+/TX-接到网络隔离变压器上,再由变压器引出相应信号连接到RJ45接口上,网络模块以标准RJ45接口与以太网相连。其网络模块连接方式如图5所示。