基于ARM的嵌入式最小应用系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

嵌入式系统具有可靠性高, 实时性强, 系统内核小和系统配置要求低等特点, 使其在工业过程控制、信息家电、交通管理以及机器人制造等研究生产领域中得到了广泛应用^[4]。与 8/16 位单片机相比, 32位arm 微控制器具有更高的性价比, 更低的功耗, 执行速度更快, 性能更高等优点。随着嵌入式相关技术的迅速发展, 嵌入式系统的功能越来越强大, 应用接口更加丰富, 根据实际应用的需要设计出特定的嵌入式最小系统和应用系统, 是嵌入式系统设计的关键。

嵌入式系统是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统^[12]。它并不是最近出现的新技术,只是随着微电子技术和计算机技术的发展,微控制芯片功能越来越强大,而嵌入微控制芯片的设备和系统越来越多,从而使得这种技术越来越引人注目。而嵌入式最小系统即是在尽可能减少上层应用的情况下, 能够使系统运行的最小化模块配置。arm 内核嵌入式微处理器为中心,以具有完全相配接的 flash 电路、sdram 电路、jtag 电路、电源电路、晶振电路、复位信号电路和系统总线扩展等^[5]，保证嵌入式微处理器正常运行的系统， 可称为嵌入式最小系统。

嵌入式系统在生活中的各个方面都有其身影，随着嵌入式系统近几年的迅猛发展,其应用领域已触及到社会生活的各个角落,深入到千家万户^[10]。今天的嵌入式系统已普遍应用于军事国防、航空航天、工业生产、日用电子、汽车电子、医学科技、交通管理、科技研发等国民经济的主要行业。以日用电子产品为例，日用电子产品分为日用家电类和消费类两种类型.前者指冰箱、空调等家电产品,智能化、网络化将成为其发展的新趋势.而后者则主要包括手机、数码相机、掌上游戏机、便携音频或视频播放器等.其中,以手机为代表的移动设备可谓是近年来发展最为迅猛的嵌入式行业,像功能、带宽、价格等都已成为手机硬件领域的热门词汇.甚至针对于手机软件开发,也衍生出“泛嵌入式开发”的新型口号.随着智能手机的大规模普及和国内4g时代的来临,手机除了应具备最基本的通话功能之外,最终会成为集成pda、数码相机、游戏机等^[8]功能的个人手持终端.未来随着嵌入式技术的发展，嵌入式产品不但在提高工业生产率、加速自动化进程等方面发挥着重要的推动作用，同时也将渗透到各行业的技术改造个日常生活中，未来智能家居将会成为嵌入式系统的重要应用领域，能够实时进行远程控制和智能管理电器将会给我们的生活更多的便利和安全。所以研究和掌握嵌入式系统的设计方法就是给未来的生产生活打下坚实的基础。

2. 研究的基本内容与方案

本次课题将研究基于arm处理器构建嵌入式最小应用系统的的方法，并在掌握嵌入式技术的基础上，设计基于arm7的最小应用系统的各功能模块并完成相关硬件电路的制作，要求样机实现最小系统的基本功能，包括具备处理器、存储器、时钟、电源、中断和调试模块。

arm微处理器包括arm7、arm9、arm9e、arm10e、securcore等系列，每个系列的arm微处理器都有各自的特点和应用领域^[14]。本课题使用的是arm7系列，arm7系列微处理器为低功耗的32位risc处理器，最适合于价位和功耗要求较高的消费类应用，它具有如下特点^[7]：

（1）具有嵌入式ice-rt逻辑，调试开发方便。

3. 研究计划与安排

第1~3 周：查阅相关文献资料；在明确设计内容的基础上撰写并提交开题报告；

第 4~6 周：学习并掌握嵌入式最小应用系统的实现方法的基础上，确定系统整体实现方案；

第7~12周：完成系统涉及的硬件电路与软件设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 马蓓绯. 基于arm的嵌入式指纹图像采集系统设计[j]. 电子测量技术, 2015, 38(1):51-53.

[2] 陈勇, 裴海龙, 陈远炫. 基于arm小型直升机飞控系统设计与实现[j]. 计算机测量与控制, 2015, 18(2):329-331.

[3] 艾红. 基于arm7与uclinux嵌入式智能终端系统[j]. 自动化与仪表, 2014, 29(02):42-47.