一、 嵌入式系統的應用及前景
以8位單片機(或微控制器,MCU)為核心的嵌入式系統造已廣泛應用于各個領域,而這些應用由于其性能的局限性已經無法滿足目前及未來高性能嵌入式技術的發展需求。市場的激烈競爭,技術的快速更新,使32位處理器為核心的嵌入式系統性價比大幅提高,同時也要求大幅縮短應用系統的開發周期以滿足復雜的系統應用。隨著嵌入式系統的廣泛發展,應用軟件的大型化、復雜化和網絡化,每增加一項新的功能模塊都可能從頭對整個軟件系統進行重新構架和設計,但目前8位的MCU上運行操作系統還存在一定的困難,因此,32位的微處理器作為高性能嵌入式系統是該行業技術發展的必然趨勢。
二、 選擇ARM+Linux的理由
ARM處理器以其卓越的性能和顯著優點已成為高性能、低功耗、低成本嵌入式CPU的代名詞,已經得到眾多半導體生產商和系統供應商的大力支持。目前已經占據了80%的32位(64位)嵌入式CPU的市場份額,廣泛應用于通信、手持計算、數字消費等行業。
Linux是一套免費的、源代碼開放的、符合POSIX規范的操作系統,它具有現代操作系統所具有的所有功能:真正的搶先式多任務處理,支持多用戶、內存保護、虛擬內存、支持對稱多處理器、支持TCP/IP和豐富的網絡功能,支持32/64位處理器,是開放的、可靠的、強壯的、可裁減的操作系統。正是這些特點,它與生俱來就是與嵌入式系統所密不可分的。
三、目前嵌入式系統教學現狀和實驗體系的建設
我國大部分的高等院校目前的嵌入式系統教學仍停留在20世紀80年代組建的以8位51單片機為平臺的教學水平上。盡管它為我國嵌入式行業培養了大量的人才,以及極大的促進了嵌入式行業的技術發展,但是由于傳統的教學體系的影響及條件的制約,其教學方法、內容、手段已經于目前的技術發展和市場趨勢嚴重脫節。目前已32位的ARM為核心、Linux為平臺的嵌入式技術已成為高性能嵌入式系統的應用基礎。而面向實際的工程應用中,以ARM為核心的嵌入式技術課程日益受到技術人員的歡迎,大量的嵌入式系統應用商也迫切需要掌握該技術的工程人員,而高等院校嵌入式技術已經從博士生、研究生課題研究逐步走向本科生基礎教學,在高等院校組建ARM核心的教學和實驗平臺也迫在眉急。
四、 西安建華科技嵌入式教學、實驗平臺解決方案
基于ARM+Linux平臺的教學、開發是一套完整的體系,它包括硬件平臺、集成的軟件開發環境(IDE)和全方面的技術支持。目前大多數的解決方案供應商僅能提供硬件平臺和功能上十分限制的軟件IDE和技術支持,這主要表現在基于ARM的Linux操作系統應用的開發、調試和發布中,而全球為數不多的支持ARM+Linux調試的開發平臺因不太符合國內用戶的使用習慣和不菲的價格而不適合用于教學和實驗平臺。
西安建華科技可以為嵌入式教學、實驗平臺提供一套高性價比、優化的可實施的解決方案,它包括一套高可靠性的ARM核心的硬件平臺和一個的支持Linux內核、驅動、用戶應用程序調試的集成開發環境SldView系統軟件,以及全方面的高效的技術支持。
1、培養目標
本方案就是要通告必要的基礎理論教學與大量的實踐聯系環節相結合,利用先進的教學實驗儀器、開發環境,是學生快速掌握基于ARM的應用程序編寫方法,掌握Linux的原理,掌握基于Linux的驅動程序、應用程序開發,Linux的內核移植、調試技術。通過這些學習,使學生具有較強的綜合素質,成為具有良好的實際操作能力、分析能力、設計能力,符合社會需求的嵌入式系統應用人才。
2、使用專業
適用于計算機應用、應用電子工程、機電一體化、自動化等專業。實驗對象為各高等院校計算機、電子應用、機電類專業的本科研究生和嵌入式技術在職工作者。
3、具體方案
ARM嵌入式系統教學實驗平臺組建解決方案
1)、硬件
計算機:PC機
實驗箱:JH-2410XP
采用三星公司的S3C2410處理器,主頻可達203MHz。外圍設備接口齊全,功能強大。支持Linux、WinCE等嵌入式操作系統
仿真器:ARMIce
支持全系列ARM7、ARM9、xScale CPU,支持Linux在線調試,支持局域網共享調試,全球的下載速度,可達800K/s。
2)、軟件
操作系統:Microsoft Windows 2000/XP
集成開發環境:SldView系統
可視化的工程管理功能,強大的代碼編輯器,高效的編譯器,支持ARM7、ARM9全系列處理器,強大易用的代碼級調試功能,支持uCOS-ii、ucLinux、Linux等操作系統的開發調試。
支持操作系統的內核跟蹤調試、驅動調試、用戶動態任務調試
3)、技術支持
提供硬件平臺和SldView集成開發環境的全面技術培訓和支持,提供所有實驗源代碼和技術支持。完全的售后服務跟蹤,高效快速的解決用戶的技術問題。
4)、實驗目錄
FS2410XP 基本實驗
FS44B0XP 基本實驗
實驗 1 FS2410XP 開發平臺和開發工具的熟悉
實驗 2 4個LED跑馬燈實驗
實驗 3 NandFlash讀寫實驗
實驗 4 NorFlash讀寫實驗
實驗 5 IIC串行EEPROM讀寫實驗
實驗 6 行列掃描方式的矩陣鍵盤實驗
實驗 7 UART異步串行口通訊實驗
實驗 8 WATCHDOG實驗
實驗 9 Cache讀寫實驗
實驗 10 DMA讀寫實驗
實驗11 ADC模數轉化實驗
實驗12 定時器中斷實驗
實驗13 PWM脈寬調制實驗
實驗14 同步電機控制實驗
實驗15 實時時鐘顯示和定時報警實驗
實驗16 8 X 8的LED點陣掃描顯示實驗
實驗17 64K色TFT液晶屏顯示實驗
實驗18 觸摸屏實驗
實驗19 錄音和放音實驗
實驗20 USB DEVICE通訊實驗
實驗21 TFTP以太網通訊實驗
實驗22 CPLD 邏輯設計和燒寫實驗
實驗23 uC/OS-II 系統移植實驗
實驗24 uC/OSLDII 任務管理和任務間通訊實驗
實驗25 Linux開發環境建立及內核編譯運行實驗
實驗26 Linux文件系統,RAM盤實驗
實驗27 在Linux下運行自己的應用程序
實驗28 Linux內核驅動程序開發實驗
FS2410XP 增強實驗
實驗29 USB HOST實驗
實驗30 CAN總線通訊實驗
實驗31 SmartMedia卡讀寫實驗
實驗32 CF卡讀寫實驗
實驗33 QT圖形界面實驗
實驗34 IDE硬盤讀寫實驗
實驗35 GSM/GPRS模塊通訊實驗
實驗36 GPS全球定位系統實驗
實驗37 SD卡讀寫實驗
實驗 1 FS44B0XP 開發平臺和開發工具的熟悉
實驗 2 NandFlash讀寫實驗
實驗 3 NorFlash讀寫實驗
實驗 4 IIC串行EEPROM讀寫實驗
實驗 5 查詢方式的按鍵輸入實驗
實驗 6 UART異步串行口通訊實驗
實驗 7 WATCHDOG實驗
實驗 8 Cache讀寫實驗
實驗 9 DMA讀寫實驗
實驗10 ADC模數轉化實驗
實驗11 定時器中斷實驗
實驗12 PWM脈寬調制實驗
實驗13 同步電機控制實驗
實驗14 實時時鐘顯示和定時報警實驗
實驗15 8 X 的發光二極管陣列顯示實驗
實驗16 256色液晶屏顯示實驗
實驗17 觸摸屏實驗
實驗18 錄音和放音實驗
實驗19 USB DEVICE通訊實驗
實驗20 TFTP以太網通訊實驗
實驗21 CPLD 邏輯設計和燒寫實驗
實驗22 uC/OS-II 系統移植實驗
實驗23 uC/OS-II 任務管理和任務間通訊實驗
實驗24 uClinux開發環境建立及內核編譯運行實驗
實驗25 uClinux文件系統,RAM盤實驗
實驗26 在uClinux下運行自己的應用程序
實驗27 uClinux內核驅動程序開發實驗
FS44B0XP 增強實驗
實驗28 USB HOST實驗
實驗29 CAN 總線通訊實驗
實驗30 SmartMedia卡讀寫實驗
實驗31 CF卡讀寫實驗
實驗32 MiniGui圖形界面實驗
實驗33 IDE硬盤讀寫實驗
實驗34 GSM/GPRS模塊通訊實驗
實驗35 GPS全球定位系統實驗
SldView集成開發環境特色實驗
1、 SldView集成開發環境的熟悉
2、 應用SldView建立交叉開發環境
3、 應用SldView進行ARM匯編語言開發實驗
4、 應用SldView進行ARM應用程序開發實驗
5、 應用SldView配置、編譯uCLinux/Linux