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ARM技术中嵌入式系统里的PCI总线简介

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简介:
本文简要介绍在基于ARM技术的嵌入式系统中,PCI( Peripheral Component Interconnect)总线的作用、特点及应用,帮助读者理解其重要性。 随着现代电子技术和计算机技术的发展,各种总线应运而生。微型计算机的体系结构也随之发生了显著变化,例如CPU运行速度的提升、多处理器架构的应用以及高速缓存存储器的广泛使用等现象都要求有更快的数据传输方式,从而催生了多总线结构。在这些不同的总线标准中,PCI(Peripheral Component Interconnect)总线由于其高效率、可靠性强、成本效益好及兼容性佳等特点而占据了主导地位。 PCI 总线是一种功能全面且通用性强的计算机接口技术,能够同时支持多种外围设备,并且不受处理器限制。它为中央处理单元和高速外设提供了高效的数据传输通道,具备高性能、大吞吐量以及低延迟的特点。此外,PCI总线兼容5伏特和3.3伏特的工作环境,并采用反射波作为通信机制,在信号从非终端端口返回时进行有效处理。

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  • ARMPCI线
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    本文简要介绍在基于ARM技术的嵌入式系统中,PCI( Peripheral Component Interconnect)总线的作用、特点及应用,帮助读者理解其重要性。 随着现代电子技术和计算机技术的发展,各种总线应运而生。微型计算机的体系结构也随之发生了显著变化,例如CPU运行速度的提升、多处理器架构的应用以及高速缓存存储器的广泛使用等现象都要求有更快的数据传输方式,从而催生了多总线结构。在这些不同的总线标准中,PCI(Peripheral Component Interconnect)总线由于其高效率、可靠性强、成本效益好及兼容性佳等特点而占据了主导地位。 PCI 总线是一种功能全面且通用性强的计算机接口技术,能够同时支持多种外围设备,并且不受处理器限制。它为中央处理单元和高速外设提供了高效的数据传输通道,具备高性能、大吞吐量以及低延迟的特点。此外,PCI总线兼容5伏特和3.3伏特的工作环境,并采用反射波作为通信机制,在信号从非终端端口返回时进行有效处理。
  • 基于CAN线测温/ARM设计
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    本项目致力于开发一种基于CAN总线的高效测温系统,专为嵌入式环境和ARM架构优化设计,旨在提升温度监测精度与网络通信效率。 1. 引言 温度是一个重要的物理量,在测量与控制方面具有重要意义。随着现代工农业技术的发展以及人们对生活环境需求的提高,准确检测和有效调控温度变得至关重要:例如,大气及空调房中的温度变化直接影响人们的健康;在大规模集成电路生产线上,环境温度不合适将严重影响产品质量。因此,作者设计了一种基于工业通用CAN总线标准的嵌入式测温系统。该系统能够自动监测被测对象的温度,并通过CAN总线实现远程监控和网络控制。 2. 整体系统设计 根据给定的设计要求,即具备数字显示、键盘输入功能以及温度自动采样能力,本项目旨在开发一种能与工业标准CAN(Controller Area Network)总线相兼容的智能测温装置。
  • ARMDeviceNet现场线概述
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    本文介绍了ARM技术及其在嵌入式系统中的应用,并特别关注了DeviceNet现场总线在此类系统中的集成与作用。 DeviceNet现场总线是美国罗克韦尔自动化(Rockwell Automation)公司推出的NetLinx工业控制网络技术的一部分。它具有开放、低价、可靠及高效的特点,尤其适合需要高实时性的工业环境中的底层控制系统应用。 设备网(DeviceNet)是由Allen-Bradley公司基于CAN技术开发的一种低成本且高性能的现场总线网络。它可以连接各种现场智能设备如可编程控制器、传感器、光电开关、操作员终端、电动机、轴承座、变频器和软启动器等,有助于分布式控制系统减少所需的I/O接口数量及布线量,并将控制功能下放至更接近实际操作的位置。
  • ARMPCI Express应用分析
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    本文深入探讨了在嵌入式系统与ARM架构中使用PCI Express技术的情况及挑战,旨在为相关领域的开发者提供应用建议。 在过去几十年里,PCI总线作为一种非常成功的通用I/O总线标准,在嵌入式系统应用领域广泛使用。然而,随着技术的发展,它已经无法满足未来计算机设备对带宽的需求。例如,预计会出现运行速度达到10GHz的CPU、高速内存和显卡以及传输速率达到1Gbps甚至10Gbps的网卡等需要更高内部带宽的设备。 为应对这些需求,Intel公司推出了PCI Express(3GIO),这是第三代I/O总线结构。它不仅能够与原有的PCI设备兼容工作,还能提升原有设备的表现。其主要特点包括高性能、高扩展性、高可靠性以及良好的升级性和较低的成本。2002年7月23日,PCI-SIG正式公布了这一标准。
  • 基于HI-8582ARINC429线设计在/ARM
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    本研究探讨了基于HI-8582芯片的ARINC429总线设计在嵌入式系统,特别是ARM架构上的实现方法与应用。 摘要:简要介绍了ARINC429总线及HI-8582芯片的特点,并提出了基于HI-8582的ARINC429总线设计思路与方法,结合工程实际给出了单片机AT89C52的数据收发程序实例。关键词包括 HI-8582、ARINC429接收、ARINC429发送和 AT89C52。 1 ARINC429总线及协议芯片HI-8582简介 1.1 ARINC429航空总线概述 ARINC429是一种由美国航空无线电公司制定的民用航空数字传输标准,规定了使用该总线的设备间的信息传递方式和数据格式。此总线为单向通信系统,信息仅能从发送端口输出并通过传输线路进行传播。
  • ARM编写Linux PCI驱动程序
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    本课程聚焦于基于ARM架构的嵌入式系统开发,深入讲解如何编写、调试和优化Linux环境下的PCI设备驱动程序。适合希望掌握硬件底层操作的技术人员学习。 PCI是Peripheral Component Interconnect(外围设备互联)的简称,在计算机系统中作为一种通用总线接口标准被广泛使用。其数据传输速率可达132Ms。下面简单介绍Linux环境下PCI驱动程序的实现方法。 在编写一个PCI驱动时,首先需要确认系统中有无对应的硬件设备存在。这可通过运行`lspci`命令来检查已连接的所有PCI设备及其详细信息,如主机桥、PCI桥等,并根据这些信息识别目标设备。 开发Linux下的PCI驱动涉及以下步骤和关键结构体: 1. **pci_driver 结构体**:该核心组件定义于`linux/pci.h`头文件中。它包含一个链表节点`node`,用于存储设备名称及id_table(支持的设备列表)。其中probe函数在检测到新插入的PCI设备时被调用进行初始化;而remove函数则负责处理移除操作。 2. **设备ID表**:通过定义`struct pci_device_id`来匹配特定硬件。当系统发现新的PCI设备后,会比对id_table中的信息以找到合适的驱动程序,并执行相应的probe方法。 3. **探测与初始化**:在probe函数中完成各种初始设置工作,例如配置寄存器、分配内存或IO资源等操作。这通常需要调用`pci_enable_device()`启用PCI设备并使用`pci_map_resource()`映射其I/O和内存区域到用户空间或内核空间。 4. **移除处理**:当某个PCI设备不再被系统使用时,remove函数将执行以释放之前分配的所有资源,并完成必要的清理工作如取消IO及内存映射、关闭设备等操作。 5. **驱动程序的注册与注销**:通过调用`pci_register_driver()`实现新开发的PCI驱动在内核中的注册。卸载时则使用`pci_unregister_driver()`进行反向操作,以确保系统能够正确识别并处理相关硬件设备。 6. **中断处理**:对于需要支持中断机制的PCI设备而言,在编写其驱动程序过程中还需设置适当的中断服务例程(ISR)。这通常涉及调用`request_irq()`来申请一个IRQ线,并在实际发生中断时由定义好的函数进行响应。当不再需要该功能后,使用`free_irq()`释放相应的资源。 7. **其他特性**:根据具体需求和硬件特点,驱动程序可能还需要实现额外的功能如电源管理、热插拔支持等。这些都可以通过Linux内核提供的PCI接口API来完成。 总之,在开发Linux下的PCI设备驱动时需要掌握对总线协议的理解以及如何利用相应的内核API进行编程,并确保所编写的代码能够充分考虑硬件兼容性及性能优化,从而保证整个系统运行的稳定性和高效性。
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    本PPT介绍嵌入式系统的概念、特点及发展历程,涵盖硬件架构与软件设计要点,并探讨其在物联网等领域的应用前景。 ### 嵌入式技术概述 #### 一、嵌入式技术定义及特点 嵌入式技术是一种专为特定应用而设计的计算机系统技术,通常被集成到其他设备或系统中以提供功能支持。这类系统不使用通用型计算机,并且运行的是固化在硬件中的软件——即固件(firmware),这种软件通常是不可更改的,至少对于最终用户来说难以更改。 **嵌入式技术的特点主要包括:** 1. **嵌入性**:这是指嵌入式系统需要完全融入目标系统中,必须满足目标系统的特定需求,比如体积大小、功耗、成本和工作温度范围等。 2. **专用性**:嵌入式系统的设计是高度定制化的,通过裁剪软硬件来满足特定应用的需求,确保最小化的软硬件配置以达到最优化的性能。 3. **计算机系统**:尽管具有独特的性质,但其核心仍然是一个能够执行计算任务和实现自动化控制功能的计算机系统。 #### 二、嵌入式系统的发展历程 嵌入式系统的诞生和发展可以追溯到计算机技术早期阶段。1946年世界上第一台电子数字计算机问世后,计算机逐渐从小规模应用扩展至更广泛的领域。到了1970年代,随着微处理器出现,微型计算机开始展现出其独特的价值,在智能化控制方面的能力显著增强。这些微处理器被嵌入各种对象系统中用于实现特定的控制功能。 **发展阶段概述:** 1. **无操作系统阶段**:最初的嵌入式系统往往没有操作系统,直接通过程序控制硬件。 2. **简单操作系统阶段**:随着技术进步,出现了简单的操作系统来管理资源以简化软件开发过程。 3. **实时操作系统阶段**:引入了实时操作系统的嵌入式系统能够更好地处理时间敏感的任务,并提高了稳定性和可靠性。 4. **面向Internet阶段**:互联网技术的发展使得嵌入式系统开始具备联网功能,实现远程监控和数据交换。 #### 三、嵌入式系统的组成 **硬件组成包括:** 1. **处理器**:作为核心部分,包含微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)以及专用片上系统(SoC)。 2. **存储器**:分为只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM),用于程序代码与数据的储存。 3. **输入设备**:如触摸屏、语音识别装置及按键等。 4. **输出设备**:包括LCD显示屏和语音输出系统。 5. **外围接口**:例如通用输入/输出(GPIO)端口,串行通信接口以及USB连接器。 **常用的嵌入式处理器类型有:** - ARM架构广泛应用于智能手机和平板电脑中; - PowerPC则常见于汽车电子设备领域内; - MIPS多用于网络相关产品; - Xscale基于Intel体系结构,在消费电子产品中有应用实例; - DSP专门处理信号,广泛使用在通信和音频技术上。 #### 四、典型应用领域 嵌入式技术的应用范围非常广: 1. **手机市场**:智能手机已成为嵌入式软件的重要应用场景之一,并随着功能的拓展对软件的要求也日益提高。 2. **汽车电子行业**:智能车辆的发展使得嵌入式系统在安全性与导航方面发挥重要作用; 3. **医疗设备领域**:其技术广泛应用于各种诊断和治疗仪器,有助于提升准确性和效果; 4. 其他应用还包括工业自动化、智能家居及安防监控等。 #### 五、前景展望 随着物联网(IoT)以及人工智能(AI)等领域的快速发展,嵌入式系统将拥有更加广阔的应用空间。未来这些设备会变得更加智能,并能执行更复杂的任务;同时在能源效率和安全性方面也会有更多突破。此外,5G技术的普及将进一步推动互联性的发展与便捷化使用体验提升。因此,可以预见嵌入式技术将继续成为科技进步的关键驱动力之一。
  • 基于TJA1080FlexRay线接口在/ARM设计
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    本文章介绍了采用TJA1080芯片实现FlexRay总线接口的设计方法,并探讨其在嵌入式系统及ARM架构上的应用,为相关领域的研究提供参考。 本段落介绍了一种基于TJA1080的FlexRay总线在数字信号处理器(DSP)C5509上的实现方法。整个系统以DSP为核心,采用TJA1080总线控制器来执行数据收发操作,并实现了FlexRay通信协议;该设计具备制造简单、集成度高和功耗低的特点,适用于汽车内部多种电子设备的局域网络连接。 随着现代车辆上安装的电子装置数量不断增加,传统的CAN总线已难以满足日益增长的数据传输需求。因此,一种能提供更高数据速率且更安全的信息传递技术——FlexRay总线应运而生。该通信系统能够确保500kbps至10Mbps范围内的确定性数据流,并通过24位CRC校验码保障信息的准确性和可靠性。 TJA1080是由恩智浦半导体公司推出的用于实现FlexRay协议的关键硬件组件,它支持双通道传输,每个通道的最大速率可达10Mbps。此外,该控制器提供同步时钟功能以保证消息在特定时间点发送和接收,并且可以灵活地选择冗余或非冗余模式来优化系统性能。 从架构上看,TJA1080集成了状态机、信号路由器、输入输出管理单元以及独立的收发模块等组件。这些设计允许主机通过控制命令来进行数据传输操作;而内置接收过滤器则确保只处理属于本节点的数据帧,并且温度监测装置会在环境条件不适合时关闭总线通信以节约能源。 在基于DSP(如C5509)的嵌入式系统中,采用TJA1080控制器能够简化设计、提高集成度并降低功耗。作为核心处理器,DSP负责处理复杂的运算任务;通过与TJA1080硬件和软件接口相结合,开发人员可以构建高效的FlexRay通信网络以支持汽车内部的各种电子组件(例如引擎控制系统、刹车系统等),从而确保整个车辆电子系统的协同工作能力。 综上所述,基于TJA1080的FlexRay总线设计在嵌入式应用中扮演着重要角色,并为现代汽车提供了一种高速且安全的信息交换方式。这种技术不仅提升了车载设备的功能表现,也为未来智能驾驶和自动化领域的发展奠定了坚实的技术基础。
  • ARMWiFi研究与通信设计
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    本研究聚焦于嵌入式系统和ARM架构下WiFi技术的应用,探索其在低功耗、小型化设备中的高效通信解决方案。 嵌入式WiFi技术是当前无线网络应用的一个热点领域。本段落介绍了IEEE802.11b的基本技术,并提出了一种适用于嵌入式环境的WiFi通信设计方案;通过一个移动监护系统的具体实现,证明了该方案的有效性。 目前,基于IEEE802.11标准的无线局域网在语音通信、无线办公等领域得到了广泛应用。然而这些应用主要集中在PC机和笔记本电脑等通用平台上进行无线通信。随着信息家电、工业控制以及移动手持设备领域的需求增加,如何将WLAN宽带通信技术整合进嵌入式系统中成为了一个重要课题。
  • 基于ARMLCD图像显示/ARM设计
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    本项目探讨了在嵌入式ARM平台上开发LCD图像显示系统的实现方法和技术细节,旨在优化资源利用和提升用户体验。 0 引言 随着嵌入式技术的迅速发展以及Linux在信息行业的广泛应用,利用嵌入式Linux系统进行图像采集处理已成为可能。实时获取图像数据是实现这些应用的关键环节之一。本段落采用Samsung公司的S3C2410处理器作为硬件平台,并在此基础上,在基于嵌入式Linux系统的平台上设计了一种建立图像视频的方法。 1 系统硬件电路设计 S3C2410芯片内置了ARM公司ARM920T处理器核心的32位微控制器,具有丰富的资源,包括独立的16 kB指令缓存和数据缓存、LCD(液晶显示器)控制器、RAM控制器、NAND闪存控制器以及三路UART接口和四路DMA通道。