（电路与系统专业论文）基于嵌入式linux智能家居系统关键技术研究.pdf

ad i s s e r t a t i o ni n c i r c u i t sa n ds y s t e m s k e yt e c h n o l o g i e sf o re m b e d d e d l i n u xs m a r th o m es y s t e m c a n d i d a t e ：h eh a i b o s u p e r v i s o r ：y i nz h i x i a n g c o l l e g eo fe l e c t r i c a la n di n f o r m a t i o ne n g i n e e r i n g a n h u iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y n o 16 8 ，s h u n g e n gr o a d ，h u a i n a n ，2 3 2 0 0 1 ，p r c h i n a 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 安邀理工大堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者签名：巧塑堕| _ 日期：上坐年j 乓7 _ 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞邀望王太堂有保留、使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 塞邀堡王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位 论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：勿为巧签字日期：伽t 年月7 日 导师签名：签字日期：砂1 1 年6 月7 日 摘要 摘要 各种电子计算机技术和电信技术的发展方便了人们的生活，也使得我们的生 活变的越来越智能化，从以前的第一代通信技术到第二代通信技术再到现在的3 g 时代以及未来的l t e 第四代通信技术的发展，人们革新了新技术，推动了人类文 明的发展。人们可以通过控制手持设备控制自己家里的电灯、电饭锅、热水器、 窗户、窗帘、空调等等，智能家居系统还可以具有防盗，如果有任何险情，系统 会自动报警。智能家居系统在国外发达国家发展的比较早，而在中国发展的相对 较迟，因此有着巨大的发展市场，因此对智能家居系统的研究有着很大的意义。 整个系统的控制核心为a r m l i n u x ，选用的处理器为三星公司生产的a r m l l 芯片，操作系统则选择了具有多平台的l i n u x 系统，这样使其移植到a r m 平台 相对简单，再加上该系统具有可裁剪的特点，使其裁剪后的体积满足嵌入式系统 这样平台的特殊要求。本文首先阐述了课题研究的背景与意义、国内外的研究现 状、课题研究的目及意义，然后介绍了嵌入式开发的理论基础知识，包括a r m 处理器极其工作模式、嵌入式系统以及开发流程和嵌入式l i n u x 的基本概念。接 着详细的阐述了开发平台的搭建、并详细的给出了嵌入式智能家居系统中的关键 技术无线g s m 的概念、操作。最后，给出了相关g s m 模块操作的代码和对代码 的详解。 本文的最后对所作的设计进行了总结，指出了存在的不足以及改进的方法， 为后续的研究设计作出了指导。 图1 2 表1 4 参4 关键词：l i n u x ；g p r s 模块；$ 3 c 6 4 1 0 芯片；a t 命令 分类号：( t n 8 6 )； 原书空白页 不缺内容 a b s t r a c t 一 a b s 仃a c t t h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g ya n dt e l e c o m m u n i c a t i o n st e c h n o l o g yt of a c i l i t a t e p e o p l e 。sl i v e s ，b u ta l s om a k e so u r l i v e sb e c o m em o r ea n dm o r ei n t e l l i g e n t , f r o mt h ef i r s tg e n e r a t i o n o fc o m m u n i c a t i o n st e c h n o l o g yt ot h es e c o n dg e n e r a t i o no fc o m m u n i c a t i o n st e c h n o l o g yt ot h e3 g e r an o wa n dt h ef u t u r e l t ef o u r t hg e n e r a t i o no fd e v e l o p m e n to fc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , p e o p l e i n n o v a t i o no fn e wt e c h n o l o g i e s ，a n dp r o m o t et h ed e v e l o p m e n to fh u m a nc i v i l i z a t i o n p e o p l ec a n c o n t r o lt h eh a n d h e l dd e v i c et oc o n t r o lh i so w nh o u s el i g h t s ，e l e c t r i cc o o k e r s ，w a t e rh e a t e r s ， w i n d o w s ，c u r t a i n s ，a i rc o n d i t i o n i n g , e t c ，t h es m a r th o m es y s t e mc a nh a v es e c u r i t y , i ft h e r ei sa n y d a n g e r , t h es y s t e mw i l la u t o m a t i c a l l ya l a r m t h es m a r th o m es y s t e mi nt h ed e v e l o p e dc o u n t r i e st o d e v e l o pr e l a t i v e l ye a r l y , w h i l et h er e l a t i v e l yl a t ed e v e l o p m e n ti nc h i n aa n dt h e r e f o r eh a sah u g e d e v e l o p m e n to f t h em a r k e t , s m a r th o m es y s t e mh a sal o to fs e n s e t h ec o r eo ft h ec o n t r o lo ft h ee n t i r es y s t e mf o rt h ea r m l i n u x , t h ec h o i c eo fp r o c e s s o r m a n u f a c t u r e db ys a m s u n ga r mi 1 c h i p ，o p e r a t i n gs y s t e m ，s e l e c tal i n u xs y s t e mw i t ha m u l t i - p l a t f o r m ，s oi tp o r t e dt ot h ea r mp l a t f o r mi sr e l a t i v e l ys i m p l e ，c o u p l e dw i t ht h es y s t e m f e a t u r e sc a nb ec u t , c r o p p e dv o l u m et om e e tt h es p e c i a lr e q u i r e m e n t so fe m b e d d e ds y s t e m ss u c h p l a t f o r m t h i sp a p e rf i r s td e s c r i b e st h eb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo ft h er e s e a r c h ，t h er e s e a r c h s t a t u sa th o m ea n da b r o a d , t h ep u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c eo ft h er e s e a r c h ，t h e nd e s c r i b e st h e t h e o r e t i c a lb a s i sf o rk n o w l e d g eo fe m b e d d e dd e v e l o p m e n t , i n c l u d i n gt h ev e r ym o d eo fo p e r a t i o no f t h ea r mp r o c e s s o r , e m b e d d e ds y s t e m sa n dd e v e l o p m e n tp r o c e s s e sa n dt h eb a s i cc o n c e p t so f e m b e d d e dl i n u x t h e nad e t a i l e dd e s c r i p t i o no ft h ed e v e l o p m e n tp l a t f o r mt ob u i l d ，a n dg i v e sa d e t a i l e de m b e d d e ds m a r th o m es y s t e m ，t h ek e yt e c h n o l o g yo fw i r e l e s sg s mc o n c e p to fo p e r a t i o n f i n a l l y , d e t a i l e dr e l e v a n tg s m m o d u l eo p e r a t i o nc o d ea n dt h ec o d e t h ee n do ft h i sa r t i c l ew e r em a d eb yt h ed e s i g ns u m m a r y , p o i n t i n go u tt h es h o r t c o m i n g sa s w e l la si m p r o v e dg u i d a n c ef o rf o l l o w u ps t u d yd e s i g n f i g u r e1 2t a b l e1 4r e f e r e n c e4 k e y w o r d s ：l i n u x ；g p r sm o d u l e s ；$ 3 c 6 4 1 0c h i p ；a tc o m m a n d c h i n e s eb o o k sc a t a l o g ： i i i 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 符号与缩写含义清单一x l i i 1 绪论1 1 1 课题研究的目的及意义1 1 2 智能家居及其发展趋势1 1 3国内外研究现状2 1 4 系统设计主要任务2 1 5 论文章节安排3 2 方案设计5 2 1 系统总体设计与分析5 2 1 1 嵌入式控制部分5 2 1 2 a r m 的设计思想6 2 1 3a r m l 1 处理器架构一6 2 2l i n u x 开发环境简介7 2 2 1 l i n u x 操作系统的介绍7 2 2 2 嵌入式系统的开发流程8 2 3g s m 模块简介10 2 3 1 g s m 工作特性简介1 0 2 3 2 g s m 模块功能简介1 0 2 3 3 g s m 模块的应用领域11 2 。4 小结1l 3 智能家居系统中l i n u x 操作系统移植1 3 3 1 u b o o t 分析与移植1 3 3 1 1 u b o o t 工程简介13 3 1 2 u b o o t 的常用命令一1 4 3 2 l i n u x 内核裁剪15 3 2 1 安装并设置u b u n t u l l 0 4 1 5 v 一 安徽理工大学硕士学位论文 二_ - = 二= 二二一 3 2 2 配置网络文件系统n f s 服务1 6 3 2 3 建立交叉编译器环境1 6 3 3 l i n u x 内核配置。17 3 3 1 获取l i n u x 内核源码1 7 3 3 2内核源码结构以及m a k e f i l e 分析1 8 3 3 3l i n u x 内核移植18 3 3 4 修改m t d 分区2 0 3 4 移植y a f f s 文件系统2 2 3 4 1y a f f s 文件系统介绍一2 2 3 4 2y a f f s 文件系统的移植2 3 3 4 3 编译、烧写、启动内核2 3 3 5 构架l i n u x 根文件系统2 4 3 5 1l i n u x 文件系统的概述2 4 3 5 2l i n u x 根文件系统的目录结构2 4 3 6 移植b u s y b o x 2 5 3 6 1 b u s y b o x 概述2 5 3 6 2i n i t 进程介绍以及用户程序启动过程2 6 3 6 3 安装编译b u s y b o x 2 9 3 7 制作根文件系统3 2 3 7 1 构建e t c 目录3 2 3 8g p i o 驱动的加载3 4 3 。8 1 $ 3 c 6 4 1 0g p i o 简介3 4 3 8 2g p i o 驱动加载3 4 4g s m 无线通信模块的实现3 9 4 1g s m 通信模块设计3 9 4 1 1g s m 模块初始化3 9 4 1 2a t 名词术语4 1 4 1 3a t 命令简介4 1 4 2 如何操作g s m 模块一4 4 v i 目录 4 2 1利用t c 3 5 i 模块打电话一4 4 4 2 2 利用t c 3 5 i 模块接电话一4 5 4 2 3 利用p d u 模式发送信息的方法4 6 4 2 4 利用t c 3 5 i 模式接收短信息一4 9 4 2 5 相关代码及其分析5 0 5 总结与展望5 9 参考文献6 l 致谢6 5 作者简介及读研期间主要科研成果6 7 l c o n t e n t s c o n t e n t s a b s t r a n t i a b s t r a c t i i i l i s to fs y m b o l sa n da b b r e v i a t i o n sm e a n i n g x i i i c h a p t e r1 i n s t r u t i o n 1 1 1 t h e p u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c eo f t h er e s e a r c h 1 1 2s m a r th o m ea n di t sd e v e l o p m e n tt r e n d s 1 1 3r e s e a r c hs t a t u s 1 1 4t h es y s t e md e s i g no f t h em a i nt a s k s 2 1 5t h e s i sc h a p t e r sa r r a n g e m e n t s 2 c h a p t e r 2 d e s i g n 5 2 1o v e r a l ls y s t e md e s i g na n da n a l y s i s 5 2 1 1e m b e d d e dc o n t r o lp a r t 5 2 1 2a r m d e s i g ni d e a s 6 2 1 3a r m l1p r o c e s s o ra r c h i t e c t u r e 6 2 2g s mm o d u l ei n t r o d u c t i o n 7 2 2 1g s m o p e r a t i n gc h a r a c t e r i s t i c sp r o f i l e 7 2 2 2f e a t u r e so f t h eg s mm o d u l e 8 2 2 3g s mm o d u l eo f t h ea p p l i c a t i o n s 8 2 3l i n u xd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t 9 2 3 1t h ei n t r o d u c t i o no f t h el i n u xo p e r a t i n gs y s t e m 9 2 3 2e m b e d d e ds y s t e md e v e l o p m e n tp r o c e s s 9 2 4 s u m m a r y 11 c h a p t e r3 b u i l de m b e d d e dl i n u xo p e r a t i n gs y s t e m 13 ：；1u b o o ta n a l y s i sa n dt r a n s p l a n t a t i o n 1 3 ：；1 1u b o o tp r o j e c td e s c r i p t i o n 1 3 3 1 2u b o o t sc o m m o n l yu s e dc o m m a n d s 1 4 3 2l i n u xc o r ec u t t i n g 1 5 i x 安徽理：1 二大学硕士学位论文 3 2 1i n s t a l l a t i o na n ds e tu b u n t u l1 0 4 1 5 3 2 2 c o n f i g u r i n g t h en e t w o r kf i l es y s t e mn f ss e r v i c e s 15 3 2 3e s t a b l i s hac r o s s c o m p i l e re n v i r o n m e n t 1 6 3 3 l i n u xk e r n e lc o n f i g u r a t i o n 16 3 3 1 g e tt h el i n u xk e r n e ls o u r c e 1 6 3 3 2s t r u c t u r ea sw e l la st h em a k e f i l eo f t h ek e r n e ls o u r c e 17 3 3 3l i n u xk e r n e lp o r t i n g 1 7 3 3 4m o d i f yt h em t d p a r t i t i o n 1 9 3 4 t r a n s p l a n t a t i o ny a f f s f i l es y s t e m 2 0 3 4 1t oy a f f st h ef i l es y s t e m 2 0 3 4 2 y a f f sf i l es y s t e mt r a n s p l a n t 2 2 3 4 3 c o m p l a i n tl o a d e ra n d s t a r tk e r n e l 2 2 3 5f r a m e w o r ko f t h el i n u xr o o tf i l es y s t e m 2 3 3 5 1 a no v e r v i e wo f t h el i n u xf i l es y s t e m 2 3 3 5 2l i n u xr o o tf i l es y s t e md i r e c t o r ys t r u c t u r e 2 3 3 6 t r a n s p l a n t a t i o nb u s y b o x 2 6 3 6 1 b u s y b o xo u t l i n e 2 7 3 6 2i n i tp r o c e s sd e s c r i p t i o na n du s e rp r o g r a ms t a r t u pp r o c e s s 2 7 3 6 3i n s t a l lt h ec o m p i l e rb u s y b o x 3 1 3 7p r o d u c t i o no f t h er o o tf i l es y s t e m 3 4 3 7 1 b u i l d i n ge t cd i r e c t o r y 。3 4 3 8g p i od r i v e rl o a d d i n g 3 6 3 8 1 $ 3 c 6 4 1 0g p i oi n t r o d u c t i o n 3 6 3 8 2g p i od r i v e rl o a d d i n g 3 6 c h a p t e r4 g s mw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nm o d u l e 4 1 4 1g s mc o m m u n i c a t i o nm o d u l ed e s i g n 4 1 4 1 1g s mm o d u l ei n i t i a l i z a t i o n 4 1 4 1 2a tt e r m i n o l o g y 4 3 4 1 3i n t r o d u c t i o nt oa tc o m m a n d s 4 3 x c o n t e n t s 4 2h o wt oo p e r a t et h eg s mm o d u l e 4 6 4 2 1u s et c 3 5 im o d u l ec a l l 一4 6 4 2 2t c 3 5 im o d u l et oa n s w e rt h ep h o n e 4 7 4 2 3p d um o d et os e n da m e s s a g e 4 8 4 2 4t c 3 5 im o d et or e c e i v et e x tm e s s a g e s 。51 4 2 5c o d ea n da n a l y s i s 5 2 c h a p t e r5s u m m a r ya n do u t l o o k 6 1 r e f e r e n c e s 6 3 a c k n o w l e d g e m e n t s 6 7 t h ea u t h o r si n t r o d u c t i o na n dr e s e a r c hc o n c l u s i o n d u r i n gt h eg r a d u a t e ds c h o o l 6 9 符号与缩写含义清单 g s m g p r s b s s s o c a s i c c i s c e s e o s i u 、o s s d r a m p d a p o s g p s m p u m c u e d a m t d o s i d t e 勿 d s p f p g a c p l d i u s c 符号与缩写含义清单 全球移动通信系统 通用分组无线业务 基站子系统 片上系统 专用集成电路 复杂指令集计算机 嵌入式系统 嵌入式操作系统 嵌入式实时操作系统 同步动态随机存取存储器 个人数码助理 销售点 全球定位系统 微处理器 微控制器 电子设计自动化 内存技术设备 开放系统互联 数据终端设备 终端接入 数字信号处理器 现场可编程门阵列 复杂可编程逻辑器件 精简指令集计算机 l 绪论 一 1绪论 1 1 课题研究的目的及意义 智能家居控制系统可以实现智能安防、家电智能控制、灯光智能控制、可视 门铃、指纹锁和密码锁、电动窗帘、背景音乐、家庭影院等功能，设想一下我们 未来的生活： 1 、早晨醒来用遥控点击”起床模式”，在享受背景音乐的时候，窗帘可以自动 的打开，而且有不同种类的音乐。 2 、上班前打开安全防盗报警系统，当家中有非法入侵、起火、燃气泄漏、老 人突发心脏病等，系统会立即发信息通知您，由您来选择报警方式和监控方式。 3 、您随时可以通过手机或电脑远程的查看家中小孩的状态。 4 、您晚上可以躺在床上看书再不必自己起来关灯，老人也可以很方便的开灯 和关灯。 基于以上种种未来生活的设想，研究智能家居系统可以极大的方便人们的生 活，帮助我们节约时间，节约能源。另外智能家居系统具有巨大的商业价值，瑞 信研究最新数据显示中国百万富翁的人数今年首次超过1 0 0 万，为1 0 1 7 万人。 瑞信研究认为3 7 的中国成年人拥有财富在l 万美元1 0 万美元之间，处于财富 金字塔的中层。1 0 1 7 万的百万富翁在中国这个人口基数大的国家来说，也只是其 中- d , 部分，因此智能家居应走向中层消费人群，才能带动智能家居的普及，逐 渐扩大使用者队伍，为不同的客户群体服务。智能家居市场还在逐步发展的阶段， 在体验式营销中应建立更多的适合大众消费的体验中心，逐步扩大智能家居产业 的消费群体。其次智能家居产品本身就有其个性化的特点，在产品设计阶段应针 对不同的客户群设计出高中低档产品来满足不同消费者的需求。最后就是目前市 场上的智能家居产品是需要专业的技术人员到现场安装调试才能够使用，这样就 会增加一定的服务费用，如果智能家居产品在设计中能逐渐简单化、方便化，可 以让消费者自己安装，到那时智能家居会拥有更多的大众消费群体。 1 2 智能家居及其发展趋势 随着电子计算机科技技术在现实生活中的广泛应用，人们越来越感受到电子 产品为生活所带来的各种便利，特别是在2 0 世纪8 0 年代，智能家居的出现便为 人们享受生活提供了一个的非常好的机会。 智能家居系统是一个完整的软件和硬件相互紧密结合的庞大工程，它的发展 安徽理工大学硕士学位论文 借助了计算网络技术和电信技术，因为计算机网络和电信技术在上实际8 0 年代得 到了很大的进步，人们通过先进的网络控制和管理，方便了人们日常生活，使得 人们有跟多的精力去探索未知的领域。它结合了强大的硬件和软件相结合的方式 促使智能家居系统的飞速发展。 随着家庭智能化在全世界内的日益普及，智能家居在生个世纪末端悄悄的进 入了中国市场。在今年的新闻和报纸中智能家居系统出现的概率也很大。但是， 通常没上上常见的有关智能家居的介绍，事实上误导了民众对智能家居的认知， 使得人们不知道如何将其与自己的家庭联系起来。当今我们旅游、出差在世界的 任何地方，只要这个地方有手机网络信号或者可以连接英特网，我们就可以查看 家中各个电器的状态。 嵌入式智能家居系统是以家庭作为一个基本的单位，通过先进的网络技术和 先进的电信技术控制家庭内部的电器设施和小区内的电器设施。我们可以很方便 的控制家中电器的状态以及防盗。 1 3 国内外研究现状 随着当前电子通信科技技术迅猛的发展，各种通信标准和通信协议的更新换 代，从语音到图像视频传输，从局域网到广域网，在通信中为了提高通信质量和 传输速率，采用了众多的协议、信令等核心技术。欧美以及日本智能家居系统市 场投入的资金和技术相比中国更多，技术也趋于娴熟，他们提供了家居系统专用 的协议( 如e i b 、e h s 、b a t i b u s 等) ，同时他们也将集中常见的现场总线( 如c a n 、 d r o f i b u s 、f f 、l o n w o r k s 等、) 成功的运行到家居系统中。 早在2 0 0 5 年8 月，家庭信息网络技术委员会在在北京成立，它将信息网络技 术体系研究以及产品的开发作为培养对象，立足于解决当今中国大中城市智能家 居的发展。2 0 0 6 年3 月，第二届亚太国际智能家电影音电子产品展览会在深圳举 行；建设部要求到2 0 1 0 年中国的大中城市的6 0 住宅要实现智能化。 1 4 系统设计主要任务 ( 1 ) 硬件部分 本文利用$ 3 c 6 4 1 0 、g s m 模块和各类家具传感器设计制作一款智能家居控制 系统实验板。它是用$ 3 c 6 4 1 0 芯片作为c p u ，两个2 5 6 m 的s d r a m ，一个5 1 2 m 的n a n d f l a s h ，该系统主频可以达到5 3 3 m ，它能迅速的处理传感器发送过来 的数据，传感器数据采集系统、g s m 模块的t c 3 5 i 和控制单元完成报警等信号 2 1 绪论 的处理和发送；电源部分则为各个部分提供工作电源保护电路。 ( 2 ) 软件部分 软件设计的部分主要由五个部分组成：g s m 模块t c 3 5m o d e m 接口程序部分、 电话交换网程控交换信令识别与分析部分、数据采集与数据分析部分、分析控制 部分。其中数据采集与数据分析部分和电话交换网程控交换信令识别需要作实时 处理：g s m 模块t c 3 5 i 接口程序部分和分析控制部分则是根据采集和电话交换 网交换信令进行分时操作有利于提高系统效率。 1 5 论文章节安排 论文正文部分共分5 章，按照章节次序，具体内容安排如下： 第1 章绪论：简单的分析嵌入式智能家居系统的现状以及发展趋势，为后 面的文章做好铺垫。 第2 章介绍了嵌入式智能家居的一些软件和硬件方面的概述，硬件架构的 性能l i n u x 操作系统的一些简单概念。 第3 章介绍了嵌入式智能家居系统的b o o t l o a d e r 、l i n u x 内核和根文件系统的 移植和一些概念。 第4 章介绍了g s m 模块的一些基本概念和操作。 第5 章总结与展望：在完成本设计所需的功能后，对该设计所做的工作进 行了总结，提出所方案的一些局限性和不完善的地方并给出了改进意见，对将来 该方向的研究工作做了进一步的展望。 原书空白页 不缺内容 2 方案设计 一 2 1 系统总体设计与分析 2 1 1 嵌入式控制部分 2 方案设计 嵌入式系统可以很方便的对系统的硬件和软件根据具体的需要进行裁剪。嵌 入式技术就是通过嵌入式本身的特性对嵌入式产品的裁剪，这样可以再降低功耗 的同时又可以提高性能。诸如我们身边的a n d r o i d 手机，i p h o n e 手机和一些m p 3 、 p d a 还有一些嵌入式工业计算机，它们可以通过裁剪合适的系统来满足客户软件 的需求。 本文主要采用三星公司的$ 3 c 6 4 1 0 作为主控制芯片，这其中微处理器占了很 大一部分比例。而在这些微处理器中，a r m 占得比较很长的大。嵌入式产品结构 框架图一： 陌丽厅雨。酮 以太网控制器ll 串口2 竺舅嫩6 4 一 五刑 l c d iij t a g u s b 口 串k l1 工 g p r s 模块 图1 系统构成框图 f i g 1s y s t e mc o m p o s i t i o nd i a g r a m a r m 是a d v a n c e dr i s cm a c h i n e 的简称，它是一家专门研究a r m 体架公司 它通过授权其他公司来获取效益。研发人员秉承了低能耗、高性能的设计理念， a r m 公司是通过和很多世界著名的硬件厂商以及系统集成公司合作，他们的硬 件平台和产品大多采用a r m 的处理器。然后添加自己的外围芯片、g p i o 口和存 储器以满足它们自己的需求。 一5 安徽理工大学硕士学位论文 2 1 2a r m 的设计思想 a r m 处理器的设计改进是有很多客观因素促成的，首先，a r m 处理器的应 用场合是在便携式设备当中，这就促使了a r m 处理器必须要有更加节能的处理 器架构。而且为了降低功耗，a r m 采用更小的核，从而增加了电池的是用时间。 高质量高效率的代码又是嵌入式系统中的一个高要求，在嵌入式系统中，由于其 存储器资源和内存资源都比较紧张，编写一个恰到好处的代码变得尤为重要。而 且在嵌入式系统中对价格要求比较严格，一般尽量采用价格比较低的存储器设备。 a r m 处理器中已经集成了硬件调试技术，因此嵌入式软件工程师可以快速的看 到代码执行的具体位置，可以让工程师快速的找到问题的所在，从而缩短了产品 的开发周期，降低了嵌入式产品的总体开发成本。 为了使嵌入式产品更好的满足嵌入式应用的需求，a r m 指令集和单纯的r i s c 指令集定义了以下几个方面的不同。 2 1 3a r m l1 处理器架构 $ 3 c 6 4 1 0 是一个1 6 3 2 位r i s c 微处理器，旨在提供一个具有成本效益、功耗 低、性能高的应用处理器解决方案，像移动手机和一般的应用。它为2 5 g 和3 g 移动通信服务提供优化的h w 性能，$ 3 c 6 4 1 0 采用了6 4 3 2 位的内部总线架构。 该6 4 3 2 内部总线结构由a x i 、a h b 和a p b 总线组成。它还包括许多强大的硬 件加速器，像视频处理、音频处理、二维加速、显示操作和释放。一个集成的多 格式编解码器( m f c ) 支持m p e g 4 、h 2 6 3 、h 2 6 4 解码、译码以及v c l 的解码。这 个h w 解码器编码器支持实时视频会议和n t s c 、p a l 模式和t v 输出。 $ 3 c 6 4 1 0 有一个优化的接口连线到外部存储器，存储器系统具有双重外部存储器 端口、d r a m 和f l a s h l r o m 和d r a m 端口。d r a m 接口可以配置为支持移动 d d r 、d d r 、移动s d r a m 和s d r a m 。f l a s h r o m d r a m 端口。d r a m 的 端口可以配置为支持n o r - f l a s h 、n a n d f l a s h 、o n e f l a s h 、c f 和r o m 类型的外部存储器和和移动d d r 和移动s d r a m 。 为减少系统的总体成本和缩短开发周期，