嵌入式微处理器与FLASH闪存的接口设计实现

设计了一款具有4级流水线结构的16位risc嵌入式微处理器。针对转移指令,未采用惯用的延迟转移技术,而是通过在取指阶段增加相应的硬件结构实现了无延迟转移。采用内部前推技术解决了指令执行过程中的数据相关。同时通过设置相应的硬件堆栈实现了对中断嵌套和调用嵌套的支持。整体系统结构采用veriloghdl语言设计,指令系统较完善。在软件平台上的仿真验证初步表明了本设计的正确性。

微处理器系统结构与嵌入式系统课程属于工科专业的一门重要学科基础课程,同时也是学生在学习电子技术类课程后的一门综合性的课程。微处理器系统结构与嵌入式系统课程涉及内容广泛,密切联系实际应用,课程需要设计实践教学环节来增强学生的理解。本文在分析课程的内容要求基础上,设计了针对该课程的综合性实践教学平台,并通过案例探讨了实践教学平台的使用。

本文对一般的复位电路与采用微处理器电压监视器芯片的复位电路在嵌入式系统的可靠性设计与应用进行对比,阐明专用的监控电路对嵌入式系统的稳定性与可靠性发挥了重要作用。提出了一种基于三星s3c2440处理器的嵌入式系统的复位电路设计方法,提高了系统的整体可靠性。

本文提出了一种基于rtl8019as以太网控制器的嵌入式以太网接口的实现方案，同时给出了对rtl8019as进行控制的软件设计流程。

本文介绍了一种适合于机顶盒平台flash播放器的设计及其实现。针对机顶盒平台资源有限的特点及其特殊的应用,采用了模块化设计、脚本功能扩展、帧间复用以及改进的反走样算法,使该播放器更适合机顶盒平台使用。

介绍了sx52微控制器与以太网控制器芯片rtl8019as的硬件接口电路,并说明相关的软件实现

在嵌入式视频系统中,为了满足调试以及用户的需要,对采集到的图像进行显示是不可缺少的,同时系统应能兼容较多的视频接口类型,这显然会增加系统的软、硬件的复杂性.针对上述问题,在基于tms320dm642的嵌入式图像处理系统中,提出了一种新的vga视频接口设计方法.将dsp芯片与视频编码芯片saa7105简单连接,在不增加系统的成本和复杂性的前提下,实现了系统中vga接口的设计.该方法已成功应用到某虹膜识别系统中.

针对嵌入式应用的特点,设计了一种基于ram比较tag的分支目标缓冲器(btb),并通过硬件模拟方法(btb控制逻辑用rtl实现,存储体用定制逻辑实现)研究btb结构参数对btb的性能、能耗以及对整个处理器系统的性能和能耗的影响,根据仿真结果选取应用于嵌入式处理器的最优btb结构参数.根据该参数,进一步设计基于cam比较tag的btb,经spec2000评测,相对于基于ram比较tag的btb,基于cam比较tag的btb可使功耗降低37.17%.

提出了一种基于摩托罗拉32位微处理器mc683332的液晶显示系统设计方法。首先介绍了图形液晶显示控制器sed1353及其接口原理,设计了mc68332、sed1353和lm64p83l之间的接口电路,对系统的i/o地址空间、硬件环境进行了有效配置。最后以该系统控制大规模点阵液晶显示屏lm64p83l为例,阐述了系统的初始化及汉字显示的程序设计思想,给出了程序清单。该方案对解决32位嵌入式微处理器应用中显示带宽不足的问题提供了一种有效方法,具有良好的应用前景。

采用单片机加上网络接口芯片组建一种网络接口模块,对模块的网络接口芯片编写驱动程序,并选择uip这种开源的极小tcp/ip协议栈作为网络通信协议。对uip协议栈的内核函数进行适当的配置和修改,将其移植到网络接口模块中。使用该模块能实现低端嵌入式设备的网络接入。

针对视频接口接收视频格式单一的问题,设计了一种多格式视频输入接口的视频编码模块。由于采用ch7024视频编码芯片,所以在接口即可接收rgb565和rgb666格式的视频信号。在linux环境下,对芯片寄存器和视频格式进行配置,编译芯片驱动程序,通过超级终端下载到芯片中,通过ch7024编码芯片将不同格式的输入信号统一转换成cvbs视频的信号输出,这样可减少电路的硬件设计,并通过对软件的修改来接收不同视频格式的信号。实验结果表明,设计的模块能够适应多种视频格式的信号,且编码后的cvbs视频信号输出距离远,抗干扰性强。

l32嵌入式处理器是自主研发的一种cisc32位处理器,面向控制领域,能进行32位、16位、8位和1位算数逻辑运算,其三级流水线结构已通过veriloghdl实现和验证.以此为基础,设计并实现了一种六级动态流水线方案,把原需要两个时钟周期的加法器拆分为两级,提高了8位数的运算速度;把原执行级按最慢指令执行周期分为4级,但每条指令无需都经过这4级,既实现了需要多时钟周期执行指令的并行执行,又能使原只需要一个时钟周期执行的指令一个时钟周期后就能执行完毕.通过nc-verilog综合验证和debbusy波形分析,结果显示所设计的六级动态流水线方案有较高的吞吐率.

作为具有自主知识产权的国产嵌入式cpu核,ck-core系列处理器核已广泛应用于嵌入式各领域。为满足基于ck-core内核的处理器芯片的各类应用需求,需开发功能强大的芯片外围扩展接口。介绍了一种具有广阔应用前景的片外扩展接口,即sdio接口。在分析了sdio接口工作原理的基础上,开发了基于ck-core的处理器sdio接口主控制器ip核。利用rvm方法进行硬件rtl代码功能验证,通过cksoc开发平台完成了fpga原型验证,同时给出了dc综合结果。实验结果表明,该自行开发的ip核工作正常,性能良好,有效提高了ck-core处理器的外围扩展能力。

随着嵌入式技术的不断发展,对嵌入式cpu的要求越来越高,而总线接口单元是嵌入式cpu不可或缺的重要组成部分,它为嵌入式cpu和外设及存储器之间提供了接口控制,是决定系统性能的重要因素。深入了解总线接口单元的基本结构和设计方法对嵌入式的开发大有好处。

论文实现了一个32位的双核微处理器系统,分别为arm9实验平台上的32位"armcpu"和利用fpga资源实现的32位"实验cpu",并对该双核系统的工作方式及体系结构进行了研究。通过"armcpu"对"实验cpu"的工作情况进行监控,利用串行接口发送的指令来完成单步运行、连续运行、停止、指令文件传送、内存修改等工作。研究结果显示,由于该系统具有较快的时钟,大约仅需要0.01秒即可完成一个指令周期,有较高的工作效率,可对外界引入的信号进行实时迅速的处理。

提出了一种基于bi-mode和分支路径历史的动态分支预测器,并在西北工业大学自主设计的"龙腾r2"微处理器中得以fpga硬件实现,提出的分支预测器对条件分支可以进行准确地预测,具有延迟小、功耗低的特点。

针对传统嵌入式设备中以太网传输速度慢的问题,研制了一种基于fpga和w5100的高速以太网实现方案.采用sopc技术配置niosⅱ处理器,控制硬件tcp/ip协议栈w5100芯片实现设备的以太网传输,并利用c2h对w5100中的关键c代码进行硬件提速.该系统传输数据可靠,传输速度较传统实现方法有显著提高,实现了系统的高速网络传输.

运用sopc技术流程和嵌入式系统完成了基于fpga千兆速率接口设计,工程主要分为硬件环境的构建和软件执行环境的配置。设计实现了将以太网的传输速率提高到1000m模式,具有一定的工程实际参考价值。

由于互连网技术发展和应用的需要,针对工业自动化领域内以总线为主要通信接口的终端设备与远程信息处理和监控为目的的以太网接口设备相连接的问题,开发嵌入式网关通用接口以实现不同通信接口与以太网接口的协议转换,为实现各种终端设备通过互联网与计算机终端或服务器的有机连接提供了基础。通过嵌入式通用网关接口为各种通信设备的数据共享提供了前提,为计算机或服务器的后台软件提供了二次开发的平台。实现了工业自动化和企业信息化的有机结合。

在监控设备的电路设计中,键盘和显示需要占用mcu大量的硬、软件资源,为mcu扩展串行通信驱动芯片可以较好地解决此类问题。结合嵌入式微控制器lpc2148,采用串行键盘显示驱动芯片ch451,设计相应的接口电路和软件驱动与管理程序,可以实现8位led显示、64位按键,中断方式快速响应外部键盘中断。电路简单、运行效率高,可用于一般工业监控设备的电路设计与应用。

以线切割机床控制系统为平台,主要论述了工业pc与数字信号处理器之间的pci总线通讯。围绕pci接口芯片pci9052搭建了接口通讯电路,并简要讨论了其驱动程序的开发,解决了主从机间高速数据传输问题。

本文采用wh8280键盘控制芯片在嵌入式数控系统中实现了键盘接口模块的设计。从硬件设计和软件设计两方面详细地讨论了中断方式下按键状态的采集,采用通用的输入/输出端口模拟wh8280通讯所需要的spi协议。以wh8280为核心的键盘接口模块设计方便,可靠性高,可以应用于其它嵌入式系统中。