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清华大学2012届毕业设计说明书
发展。
嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP) DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，具有很高的编译效率和指令的执行速度。在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用[14]。
DSP的理论算法在70年代就已经出现，但是由于专门的DSP处理器还未出现，所以这种理论算法只能通过MPU等由分立元件实现。MPU较低的处理速度无法满足DSP的算法要求，其应用领域仅仅局限于一些尖端的高科技领域。随着大规模集成电路技术发展，1982年世界上诞生了首枚DSP芯片。其运算速度比MPU快了几十倍，在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。至80年代中期，随着CMOS技术的进步与发展，第二代基于CMOS工艺的DSP芯片应运而生，其存储容量和运算速度都得到成倍提高，成为语音处理、图像硬件处理技术的基础。到80年代后期，DSP的运算速度进一步提高，应用领域也从上述范围扩大到了通信和计算机方面。90年代后，DSP发展到了第五代产品，集成度更高，使用范围也更加广阔。
SoC追求产品系统最大包容的集成器件，是目前嵌入式应用领域的热门话题之一。SOC最大的特点是成功实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块。而且SOC具有极高的综合性，在一个硅片内部运用VHDL等硬件描述语言，实现一个复杂的系统。用户不需要再像传统的系统设计一样，绘制庞大复杂的电路板，一点点的连接焊制，只需要使用精确的语言，综合时序设计直接在器件库中调用各种通用处理器的标准，然后通过仿真之后就可以直接交付芯片厂商进行生产。由于绝大部分系统构件都是在系统内部，整个系统就特别简洁，不仅减小了系统的体积和功耗，而且提高了系统的可靠性，提高了设计生产效率[15]。
由于SOC往往是专用的，所以大部分都不为用户所知，比较典型的SOC产品是Philips的Smart XA。少数通用系列如Siemens的TriCore，Motorola的M-Core，某些ARM系列器件，Echelon和Motorola联合研制的Neuron芯片等。
ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，也是近年来在嵌入式系统最具影响力的为处理器制造商，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。
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ARM7TDMI核，是从最早实现了32位地址空间编程模式的ARM6核发展而来的，可稳定地在低于5V的电源电压下可靠地工作。增加了64位乘法指令、支持片上调试、Thumb指令集和EmbeddedICE片上断点和观察点。ARM7TDMI是ARM公司最早为 业界普遍认可且得到了广泛应用的核，特别是在手机和PDA应用中。随着ARM技术的发展，它已是目前最低端的ARM核。
ARM7TDMI处理器区别于其他ARM7处理器的一个重要特征是其独有的称之为Thumb的架构策略。该策略为基本ARM架构的扩展，由36种基于标准32位ARM指令集、但重新采用16位宽度优化编码的指令格式构成。由于Thumb指令的宽度只为ARM指令的一半，因此能获得非常高的代码密度。当Thumb指令被执行时，其16位的操作码被处理器解码为等效的32位标准ARM指令，然后ARM处理器核就如同执行32位的标准ARM指令一样执行16位的Thumb指令。也即是Thumb架构为16位的系统提供了一条获得32位性能的途径[16]。
ARM7TDMI内核既能执行32位的ARM指令集，又能执行16位的Thumb指令集，因此允许用户以子程序段为单位，在同一个地址空间使用Thumb指令集和ARM指令集混合编程，采用这种方式，用户可以在代码大小和系统性能上进行权衡，从而为特定的应用系统找到一个最佳的编程解决方案。
S3C2440是三星公司推出的一款32位RISC体系结构的微处理器， 采用了ARM920T的内核，0.13um 的CMOS 标准宏单元和存储器单元。其低功耗，简单，优雅，且全静态设计特别适合于对成本和功率敏感型的应用[17]。
S3C2440的主频最高可达533MHz，运算能力200MIPS。采用一种被称作AMBA(Advaneed Microeontroller Bus Arehiteehure)总线结构，拥有4通道的DMA控制器，有接近60个中断源，有1通道多主12C总线支持串行8位双向数据传输，并支持从NAND Flash存储器的启动。
S3C2440 的杰出的特点是其核心处理器(CPU)，是一个由Advanced RISC Machines 有限公司设计的16/32 位ARM920T 的RISC 处理器。ARM920T 实现了MMU， AMBA BUS 和Harvard 高速缓冲体系结构构。这一结构具有独立的16KB 指令Cache 和16KB 数据Cache。每个都是由具有8 字长的行组成。通过提供一套完整的通用系统外设， S3C2440A 减少整体系统成本和无需配置额外的组件[18]。
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2.5 μClinux
μClinux是在Linux的基础上添加了对没有MMU（Memory Management Unit）的微处理器的支持，继承了Linux的大部分优点。μClinux中μ就是Micro，表示微、小的意思；C就是Control，即控制。因此可以说，μClinux是针对“微控制领域而设计的Linux系统”。一方面继承了Linux的大部分优点，例如稳定性、对各种网络协议栈的支持以及不同类型的文件系统支持等，另一方面，它广泛地应用于嵌入式领域，内核精简，并支持很多常用的嵌入式微控制器系列，例如Motorola Dragon Ball、ColdFire和ARM7TDMI等[7]。
在嵌入式领域无MMU的处理器是相当普遍的，这是因为，一方面MMU在处理器中会占用相当大比例的硅片面积，基于成本和尺寸的考虑，没有MMU会更适合于嵌入式设备的应用；另一方面，当发生页面失效时，从磁盘加载进程的页面到内存中，会相当消耗时间和处理器资源，这对系统工作的影响很大，容易带来不稳定的因素。基于上述原因，μClinux 对无MMU的处理器采用了实存储器管理策略（real memory management）。这样一个程序在执行之前，系统必须为之分配足够的连续地址空间，然后全部注入主存储器中，执行效率也会更高一些。 2.6 Windows CE
Windows CE作业系统是Windows家族中最新的成员，专门设计给掌上型电脑所使用的电脑环境。这样的作业系统可使完整的可携式技术与现有的Windows桌面技术整合工作。 Windows CE 被设计成针对小型设备(它是典型的拥有有限内存的无磁盘系统)的通用操作系统[19]。
Windows CE 可以通过设计一层位于内核和硬件之间代码来用设定硬件平台，这即是众所周知的硬件抽象层(HAL)(在以前解释时，这被称为 OEMC （原始设备制造)适应层，即 OAL； 内核压缩层，即 KAL。 以免与微软的 Windows NT 操作系统 HAL 混淆) 。
不像其它的微软 Windows 操作系统，Windows CE 并不是代表一个标准的相同的对所有平台适用的软件。为了足够灵活以达到适应广泛产品需求, Windows CE 采用标准模式，这就意味着，它能够由一系列软件模式做出选择，从而使产品定制。另外，一些可利用模式也可作为其组成部分，这意味着这些模式能够通过从一套可利用的组份做出选择，从而成为标准模式，通过选择，能够达到系统要求的最小模式， OEM 能够减
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少存储脚本和操作系统的运行。
Windows CE中的C代表袖珍（Compact）、消费（Consumer）、通信能力（Connectivity)和伴侣（Companion）；E代表电子产品（Electronics）。与Windows 95/98、Windows NT不同的是，Windows CE是所有源代码全部由微软自行开发的嵌入式新型操作系统，其操作界面虽来源于Windows 95/98，但Windows CE是基于WIN32 API重新开发、新型的信息设备的平台。Windows CE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口和与处理器无关等特点。Windows CE不仅继承了传统的Windows图形界面，并且在Windows CE平台上可以使用Windows 95/98上的编程工具（如Visual Basic、Visual C++等）、使用同样的函数、使用同样的界面风格，使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。Windows CE并非是专为单一装置设计的，所以微软为旗下采用Windows CE作业系统的产品大致分为三条产品线，Pocket PC（掌上电脑）、Handheld PC（手持设备）及Auto PC。
Windows CE 增进工作产能和效率的通讯录、日历行程、工作管理、Microsoft Pocket Excel与Microsoft Pocket Word控制台可以控制并管理Windows CE与办公室PC的连结。这让在您的PC与PDA之间转移资料并与他人透过电子邮件及红外线无线电通讯，同时与其他手携式设备交换资料。利用便携式Internet Explorer遨游网络，并使你的HPC达到最大的功用。
从随时随地的使用电脑及PDA，到智慧型家电用品及丰富的多媒体家庭剧院，Microsoft Windows CE为工作、家庭及其间的任何一部分开启了动态的、崭新的开发远景。这个模块化、可自订的作业系统将Windows平台延伸到桌面之外，到达更小、更机动性、更特别的装置之上，然而它的Windows血统则确保了它的相容性，并且支援了更广泛的开发基础。Microsoft Windows CE揭露了革命性的系统架构，可以让身为开发者或科技领导者的您，扩展消费者及工业电子上的新市场。 2.7 EVC和eSupermap
Embedded Visual C++ 是Windows CE下的应用程序开发的核心工具，简称EVC。EVC具有和Visual C++6.0基本相同的特性，包括对MFC，ATL，COM/DCOM的支持、应用程序向导、编译调试等多种功能，使得利用VC在Windows平台下开发程序的人员可以很容易转移到嵌入式领域[20]。
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