ARM嵌入式系统原理与设计结课论文

ARM嵌入式系统原理与设计结课论文

ARM嵌入式系统原理与设计结课总结

本人来自自动化学院，在日常的学习研究中接触嵌入式系统的机会很多。目前，在实验室里更加常用到的为DSP和FPGA平台，对于不同的嵌入式芯片来说，他们的特点不尽相同，比如：单片机MCU只能处理简单的控制任务；ARM强于多任务处理；DSP专注于信号处理；FPGA精于快速实现硬件功能；GPU则擅长图像处理。但是对于嵌入式系统入门来说，相同的关键概念就是理解通过寄存器的配置来使用嵌入式系统。尽管芯片平台不同，但是掌握了嵌入式系统开发的主要思路，想必一定可以一通百通。所以在朋友的推荐下，我选修了杜老师的 ARM嵌入式系统原理与设计 这门课。

10余周的学习结束时，我认为已经收到了预期的学习效果。这里，我结合自己这一段时间对另外一种嵌入式DSP平台的学习使用谈谈我的收获与感受。

首先，什么是嵌入式系统。根据IEEE（电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

这门课的同学来自各个不同的院系，所以课程讲授的起点并不高，对于任何一个人都可以从0起点学起。同时，在课程的初期，老师更深一步的讲授了数字电路的原理和意义，以此为切入点我们更加容易得理解了单片机的工作原理。以44B0单片机平台为例，我们逐渐理解了单片机系统的各个模块的构成与作用、了解了寄存器的使用、数据的存储与提取等等。在明白了这些知识以后，再用开发环境对单片机编程就容易理解的多了。现如今针对各款芯片，芯片厂商推出了越来越友好的开发环境，以及很多方便开发者使用嵌入式新系统编程的用户接口。以我最近使用的TI公司的DSP C6474为例，使用TI公司提供的Code Composer Studio的开发环境与随芯片提供的CSL（Chip Support Library）库，可以方便的完成对寄存器的各种操作，甚至直接对模块的初始化等操作，对开发者来说都可以仅仅使用一条语句来完成，大大简化了编写代码的周期和难度，极大地缩短了开发周期。在DSP的使用过程中，只要掌握了CSL的使用，需要什么模块的时候分别查阅相应模块的手册以及相应模块的CSL操作语句即可。

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详细的来说C6474的CSL包含了两层，如图1所示。函数层为每一个外设提供了一组比较标准的函数，用来对外设进行初始化和设置，以及在运行的过程中对外设进行控制。还可以通过一些函数来获取外设运行的状态；寄存器层也可以叫作硬件抽象层，这一层定义了一些结构体和8个宏，通过他们可以方便操作外设的寄存器。其中，寄存器层的8 个宏分成 3 类：

Make宏：CSL_FMK( )；CSL_FMKT( )；CSL_FMKR( )。Make宏可以给寄存器用与运算赋值。

Extract宏：CSL_FEXT( )；CSL_FEXTR( )。Extract宏可以提取寄存器的某个域值。 Insert 宏：CSL_FINS( )；CSL_FINST( )；CSL_FINSR( )。Insert宏可以给寄存器的某个域插入值。

图1

通过CSL函数层的API来操作一个DSP的外设分成七步：

1）#include<csl_<mod>.h>，即包含CSL的头文件。对不同的外设，头文件不同，但是命名规则基本类似，如SRIO的头文件是<csl_srio.h>。

2）CSL_<mod>Init( )，即调用初始化Init函数。

3）CSL_<mod>Open( )，即打开外设。

4）CSL_<mod>HwSetup( )，即对外设进行配置，调用此函数时，传送的参数是一个结构体，结构体的每个成员往往对应外设的一个寄存器。那么函数就会把结构体里面的成员的值直接写入寄存器，从而实现对外设寄存器的配置。

5）CSL_<mod>HwControl( )，即在运行的过程中，对外设进行控制。

6）CSL_<mod>HwStatus( )，即在运行的过程中，得到外设的状态。

7）CSL_<mod>Close( )，即释放外设及其相关资源。

如此一来，通过对CSL函数的调用，使开发者不用直接面对寄存器一位一位的编写，转而专注于该模块所要实现的功能，将对具体寄存器的配置交给软件来进行，

极大的简化了

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程序编写的操作，节省了时间，提高了效率，也从某种程度上降低了出错的概率。

除了技能方面的获取，在ARM这门课的学习过程中，杜老师对学习以及生活的态度也令我们从中受益匪浅，向您表达诚挚谢意。