基于ARM視域下的嵌入式系統(tǒng)硬件研究設計探微

【摘要】本文主要介紹了嵌入式系統(tǒng)的原理以及特點，并針對基于ARM嵌入式的系統(tǒng)硬件設計進行了具體的分析。

【關鍵詞】嵌入式;系統(tǒng);ARM;硬件系統(tǒng)

前言

嵌入式系統(tǒng)在信息技術處理以及通信技術上有著先進性，基于ARM的嵌入式系統(tǒng)硬件更具有系統(tǒng)精簡、針對性強的優(yōu)勢。嵌入式系統(tǒng)具體要做好的就是處理器、外圍接口、針對性設計以及軟硬件協(xié)作處理這四個方面。

一、嵌入式系統(tǒng)原理綜述

基于ARM視域下的嵌入式系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中具有特殊性，嵌入式系統(tǒng)的構成基本上包含著硬件系統(tǒng)設備平臺、ARM操作系統(tǒng)以及嵌入式的應用軟件。嵌入式的系統(tǒng)能夠集硬件與軟件為一體并具有獨立工作的效果，在相關的硬件系統(tǒng)中有的設備平臺和一般的計算機處理器一樣有著儲存器和處理器這兩種輸入和輸出的設備，這些共同構成了潛入式系統(tǒng)的基本硬件。

基于ARM的嵌入式系統(tǒng)與一般的計算機系統(tǒng)不同，它的容量和信息儲存沒有繁雜的截至，更多的屬于山村。在嵌入式的操作系統(tǒng)在系統(tǒng)信息處理中占據主體地位，嵌入式系統(tǒng)的信息處理和功能調整控制是嵌入式系統(tǒng)操縱的主要方向，嵌入式的操作系統(tǒng)是嵌入式的系統(tǒng)軟件處理運行的基礎，能夠更好地實現(xiàn)和完善嵌入式系統(tǒng)的應用和開發(fā)。

它有著以下兩個主要特點。

（一）系統(tǒng)精簡

嵌入式的系統(tǒng)融合了先進的計算機技術并吸取了電子行業(yè)的經驗和現(xiàn)金技術，讓其成為高效高能的集成系統(tǒng)，它形成了一個良性的發(fā)展模式，在相應的行業(yè)中不斷吸收先進的經驗來完善自身。

（二）針對性強

嵌入式系統(tǒng)更偏向于定向設計，在使用上更具有針對性和專業(yè)性。嵌入式系統(tǒng)能夠按照用戶的需求來提升自身的性能，它不僅有較小的體積還具有很大的集成能力，有利于集成系統(tǒng)的豐富和發(fā)展。

二、基于ARM嵌入式的系統(tǒng)硬件設計

嵌入式的軟件和程序運行都需要嵌入式的系統(tǒng)硬件來支撐，是整個操作可行的基礎，也是系統(tǒng)的支架。嵌入式系統(tǒng)硬件為嵌入式系統(tǒng)的功能發(fā)揮提供良好的運行基礎，基于ARM視域下的嵌入式系統(tǒng)硬件設計要對以下幾個重點進行把握。

（一）處理器設置

基于ARM視域下的嵌入式系統(tǒng)硬件在處理器上有自身特有的優(yōu)勢，它的處理器不僅有著較小的體積，消耗的資源能源較低，同時還有較好的性能和保護系統(tǒng)。所以ARM的嵌入式處理器在網絡產品中運用得十分廣泛。處理器是硬件系統(tǒng)中較為重要的一個環(huán)節(jié)，它是系統(tǒng)運行的核心，針對處理器的設計要注重性能、質量以及保護，要摒棄繁雜的成分，不斷提升處理器的運用效率，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的高效使用。

（二）外圍接口設置

嵌入式的硬件系統(tǒng)需要選擇合理的配件，各個硬件之間的連接和組合都要做到優(yōu)化，從而讓個配件之間的配合取得良好的效，能夠有效地提升運作質量和效率。外圍接口的設計要注重巧妙和靈活，盡量小化，要符合嵌入式的特點。通過設計較為精簡的外圍接口，可以有效地保證硬件系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和持續(xù)性。針對嵌入式系統(tǒng)最好的外圍接口設計要能夠完美地將處理器和接口連接在一起，達到無縫的效果。外圍的電路要盡量精簡，不僅能夠有效地節(jié)省成本，還能夠適當?shù)貕嚎s硬件系統(tǒng)的體積。

（三）針對性設計

基于ARM的嵌入式硬件系統(tǒng)，要根據實際需求來進行設計，不同的用戶和項目有著不同的設計需求。最基礎的目標是嵌入式系統(tǒng)設計，其他的各項設計都是圍繞這個基礎展開并繼續(xù)進行的。因為嵌入式硬件系統(tǒng)有著使用周期長的特點，所以在設計上要對系統(tǒng)的軟件和硬件升級等各個方面要考慮，從而實現(xiàn)整體系統(tǒng)迎合實際需要。在正式的系統(tǒng)設計投入運用前，要現(xiàn)行試驗程序的配置和模擬運行，通過調試來不斷改善針對性設計從而真正地滿足用戶和項目的實際需求，更好地為系統(tǒng)運行服務。

（四）軟硬件協(xié)作處理設計

嵌入式的硬件系統(tǒng)運行還需要有對應的軟件來配套，硬件要進行周密和詳細的設計與分析。嵌入式在設計過程中經常使軟件硬件共同配套進行，剛開始的設計要注重對軟件和硬件的功能進行劃分，根據軟件硬件的功能來固定區(qū)域，利用部分帶動整體的效果，將硬件軟件系統(tǒng)在功能區(qū)域劃分之下實現(xiàn)設計嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)化組合。軟件和硬件的功能劃分區(qū)域需要在嵌入式系統(tǒng)中相互融合達到協(xié)作的效果，達到最佳效益的嵌入式系統(tǒng)組合，讓整體的功能和效益得到最大價值的發(fā)揮。

圖1

總而言之，嵌入式系統(tǒng)的設計具有整體性和系統(tǒng)性，基于ARM的嵌入式系統(tǒng)設計需要注重整體功能和作用的設計。系統(tǒng)的開發(fā)和運行是一個不斷創(chuàng)新的過程，嵌入式的硬件系統(tǒng)在發(fā)展中體現(xiàn)出復雜多變且與互聯(lián)網生存息息相關的方向，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展正逐步走向更高的領域。例如，嵌入式的處理器CS89712，它是由Cirrus Logic公司出品的基于ARM的嵌入式處理核16/32位處理器，它所采用是即具有較高性能32位的RISC結構，主要為消耗能源低、工業(yè)控制設計的移動通信的SOC芯片。該新片的構建邏輯是基于ARM702T的處理器，帶有8K字節(jié)4路聯(lián)合設置集高速緩存與寫緩沖器為一體的，并具有64個入口TLB的MMU。構建設計如圖1所示。

三、結語

計算機技術在不斷地發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)憑借其優(yōu)勢更廣泛地應用于計算機系統(tǒng)處理，從目前來看，嵌入式系統(tǒng)具有較好的發(fā)展前景和上升空間。嵌入式的靈活性和嵌入型強的優(yōu)勢使其在電子系技術上更好地迎合社會的需求。

參考文獻

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作者簡介：戴月（1958—），男，湖北洪湖人，大學本科，武漢交通職業(yè)學院副教授，研究方向：電子電氣自動化。