基于Xscale处理器的嵌入式硬件平台设计及引导程序研究
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摘要
本论文的主要工作是在研究了基于ARM体系结构的Intel Xscale PXA255处理器的基础上,以该处理器为核心,加上存储器等器件设计完成了一个嵌入式硬件系统平台。
论文对Xscale PXA255处理器的总体结构和特性进行了仔细分析,对芯片引脚的要求做了详细的记录,使电路芯片间的联接符合规定。设计了电源及复位电路,存储器电路,外设接口电路:包括串口电路、JTAG接口电路、以太网接口电路、触摸屏接口电路和LCD接口电路。设计本系统使用了Protel DXP软件设计电路原理图,PowerPcb5.0软件设计印制电路板图,并且应用了高速PCB设计方法绘制印制电路板。
嵌入式系统引导程序用于初始化硬件和加载操作系统内核,本论文对引导程序Bootloader的移植进行了研究。对Bootloader的地址规划、模式、程序代码等进行了分析,对于其设计环境的搭建和下载等过程做了比较深入地了解;最后实现了一个适合我们设计的平台的Bootloader。
本系统满足实验室建设的需求,可以运行Linux,并且可以进行一些常用接口实验。
The main work of the paper is designing an embedded hardware system after studying Intel Xscale PXA255 processor which base on ARM architecture ,the system take Intel Xscale PXA255 processor as the core, then adding some components such as memory an so on.
The paper analysizes Xscale PXA255 processor‘s structure and characteristics carefully,then makes a detailed record to the request of all pins, causes the joint between the chips to conform to the stipulation.The paper designs power and reset circuit,memory circuit, periphery interface circuit:includeing serial interface circuit、JTAG interface circuit、Ethenet interface circuit、touchscreen interface circuit and LCD interface circuit.we use Protel DXP to design circuit schematic diagram and use PowerPcb5.0 to design PCB with high speed PCB designing technique.
Embedded system booting procedure is for initializing hardware and loading OS kernel, The paper conducts a research to the transplant of Bootloader,and Conducting an analysis to Bootloader’s address layout、mode、program code and so on;also,the paper discusses how to build the developing environment of Bootloader and how to download it;Finally implements a Bootloader which fits our Platform.
The system fits the requirement of lab building ,can run Linux,also can do some common interface experiments.
论文对Xscale PXA255处理器的总体结构和特性进行了仔细分析,对芯片引脚的要求做了详细的记录,使电路芯片间的联接符合规定。设计了电源及复位电路,存储器电路,外设接口电路:包括串口电路、JTAG接口电路、以太网接口电路、触摸屏接口电路和LCD接口电路。设计本系统使用了Protel DXP软件设计电路原理图,PowerPcb5.0软件设计印制电路板图,并且应用了高速PCB设计方法绘制印制电路板。
嵌入式系统引导程序用于初始化硬件和加载操作系统内核,本论文对引导程序Bootloader的移植进行了研究。对Bootloader的地址规划、模式、程序代码等进行了分析,对于其设计环境的搭建和下载等过程做了比较深入地了解;最后实现了一个适合我们设计的平台的Bootloader。
本系统满足实验室建设的需求,可以运行Linux,并且可以进行一些常用接口实验。
The main work of the paper is designing an embedded hardware system after studying Intel Xscale PXA255 processor which base on ARM architecture ,the system take Intel Xscale PXA255 processor as the core, then adding some components such as memory an so on.
The paper analysizes Xscale PXA255 processor‘s structure and characteristics carefully,then makes a detailed record to the request of all pins, causes the joint between the chips to conform to the stipulation.The paper designs power and reset circuit,memory circuit, periphery interface circuit:includeing serial interface circuit、JTAG interface circuit、Ethenet interface circuit、touchscreen interface circuit and LCD interface circuit.we use Protel DXP to design circuit schematic diagram and use PowerPcb5.0 to design PCB with high speed PCB designing technique.
Embedded system booting procedure is for initializing hardware and loading OS kernel, The paper conducts a research to the transplant of Bootloader,and Conducting an analysis to Bootloader’s address layout、mode、program code and so on;also,the paper discusses how to build the developing environment of Bootloader and how to download it;Finally implements a Bootloader which fits our Platform.
The system fits the requirement of lab building ,can run Linux,also can do some common interface experiments.
引文
[1] John Catsoulis.嵌入式硬件设计.中国电力出版社.2004 年 6 月
[2] 陈章龙、唐志强、涂时亮.嵌入式技术与系统---Intel XScale 结构与开发.北京航空航天大学出版社.2004年2月.P208～343
[3] 李驹光、聂雪媛、江泽明等.ARM 应用系统开发详解---基于 S3C4510B 的系统设计.清华大学出版社.2003年12月.P102～107
[4] Wayne Wolf.嵌入式计算机系统设计原理.机械工业出版社.2002 年 2 月.P114～143
[5] 陈连坤.嵌入式系统的设计与开发.北方交通大学出版社.2005 年 7 月
[6] 田泽.嵌入式系统开发与应用.北京航空航天大学出版社.2005 年 1 月
[7] 张大波.嵌入式系统原理、设计与应用.机械工业出版社.2005 年 1 月.P210～P235
[8] 吴明晖.基于 ARM 的嵌入式系统系统开发与应用.人民邮电出版社.2004 年 6月.P97～121
[9] Frank Vahid、Tony Givargis.嵌入式系统设计.北京航空航天大学出版社.2004 年9 月
[10] 俞露.基于 ARM 的嵌入式硬件设计.浙江大学硕士学位论文
[11] 江俊辉.基于 ARM 的嵌入式系统硬件设计.http://www.51kaifa.com
[12] 马忠梅、马广云、徐英慧.ARM 嵌入式处理器结构与应用基础.北京航空航天大学出版社.2002年1月
[13] 探矽工作室.《嵌入式系统开发圣经》.中国青年出版社.2002 年 1 月
[14] 周立功等.ARM 处理器基础与实战.北京航空航天大学出版社.2003 年 11 月
[15] 杜春雷.ARM 体系结构与编程.清华大学出版社.2003 年 2 月
[16] X-Hyper255B 评估板手册.HyBus Co,Ltd
[17] X-Hyper255B 评估板电路原理图.HyBus Co,Ltd
[18] X-Hyper255B 评估板 Bootloader 源代码.HyBus Co,Ltd .
[19] 伦德全.电路板级的电磁兼容设计.http://www.maihui.net
[20] 高速电路 PCB 板级设计技巧.http://www.maihui.net
[21] 李汉强、邱巍.基于 Intel PXA26X 处理器的 Bootloader 的设计与实现.武汉理工大学学报.2003年12月第6期
[22] 马学文、朱名日、程小辉.嵌入式系统中 Bootloader 的设计与实现.计算机工程.2005年4月第7期
[23] Intel PXA255 Processor Developer’s Manual.
[24] CS8900A Technical Reference Manual.
[25] MIC811TU Chip DataSheet
[26] MIC5219 Chip DataSheet
[27] LT1085 Chip DataSheet
[28] K4S561632C Chip DataSheet
[29] E28F128J3A Chip DataSheet
[30] MAX3223 Chip DataSheet
[31] ADS7846 Chip DataSheet
[32] http://www.hyesco.com
[33] http://www.embedded.com
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[25] MIC811TU Chip DataSheet
[26] MIC5219 Chip DataSheet
[27] LT1085 Chip DataSheet
[28] K4S561632C Chip DataSheet
[29] E28F128J3A Chip DataSheet
[30] MAX3223 Chip DataSheet
[31] ADS7846 Chip DataSheet
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