摘 ：信息时代嵌入式系统应处ARM嵌入式系统应市场份额约占75嵌入式系统基概念入手分ARM定义ARM微处理器ARM开发工具调试方法介绍ARM嵌入式系统基础知识接着讨ARM嵌入式系统实时性求介绍目前市场实时务操作系统（RTOS）概括ARM技术应领域产业化发展预测ARM技术发展前景
1 引言
着计算机技术网络技术微电子技术深入发展嵌入式系统应处
ARM目前公认业界领先32位嵌入式RISC（精简指令计算机）微处理器ARM技术日益成熟断发展正逐步渗入生活方面
文实际出发首先介绍嵌入式系统基概念重点阐述ARM微处理器构成嵌入式系统（简称ARM嵌入式系统）基础知识分析ARM技术产业化发展程发展趋势
2 嵌入式系统
21 嵌入式系统概念
嵌入式系统英文做Embedded System种包括硬件软件完整计算机系统通计算机系统嵌入式系统定义：嵌入式系统应中心计算机技术基础软硬件剪裁适应系统功性成体积功耗严格求专计算机系统嵌入式系统计算机嵌入控象中专微处理器功通计算机专门化具通计算机具备针某方面特设计合适运算速度高性较低较成专计算机系统
22 嵌入式系统架构
嵌入式系统作类特殊计算机系统底包含3部分图1示
（1）硬件环境：整嵌入式操作系统应程序运行硬件台硬件台包括嵌入式处理器外围设备嵌入式处理器嵌入式系统核心控制辅助系统运行硬件单元
（2）嵌入式操作系统：完成嵌入式应务调度控制等核心功具核较精简配置高层应紧密关联等特点嵌入式操作系统具相变性
（3）嵌入式应程序：运行操作系统利操作系统提供机制完成特定功嵌入式应系统需设计嵌入式应程序
3 ARM嵌入式系统
31 什ARM
ARMAdvanced RISC Machines缩写微处理器行业家知名企业该企业设计量廉价高性低功耗RISC处理器相关技术软件
ARM技术性功效合作伙伴包括世界许顶级半导体公司目前30家半导体公司ARM签订硬件技术许协议中包括IntelIBMLG半导体NECSONYPHILIPS国家半导体样公司说ARM仅仅代表公司代表类微处理器代表种技术代表种新型产业发展模式
32 ARM处理器核系列应
ARM公司开发系列ARM处理器核目前新系列已ARM11ARM6更早系列已罕见ARM7核获广泛应目前应ARM7系列ARM9系列ARM9E系列ARM10系列SecurCore系列IntelStrongARM XScale系列
ARM7系列：包括ARM7TDMIARM7TDMIS带高速缓存处理器宏单元ARM720T扩充Iazelle ARM7EJS该系列广泛应媒体嵌入式设备包括Internet设备网络调制解调器设备移动电话PDA等线设备
ARM9系列：包括ARM9TDMIARM920T带高速缓存处理器宏单元ARM940T该系列应引擎理仪器仪表安全系统机顶盒高端印机PDA网络电脑带MP3音频MPEG4视频媒体格式智电话中
ARM9E系列：综合处理器包括ARM926EJS带高速缓存处理宏单元ARM966ESARM946ES该系列强化数字信号处理功应需DSP微控制器结合情况Thumb技术DSP扩展ARM指令集中具EmbeddedICERT逻辑更适应实时系统开发需
ARM10系列：包括ARM1020EARM1020E微处理器核核心量浮点（VFP）单元VFP10提供高性浮点解决方案极提高处理器整型浮点运算性户界面
2D3D图形引擎应夯实基础视频游戏机高性印机等
SecurCore系列：包括SC100SC110SC200SC210处理器核该系列针新兴安全市场种全新安全处理器设计智卡安全IC开发提供独特32位系统设计具特定反伪造方法助防止硬件软件盗版
StrongARM系列：StrongARM处理器Intel处理器技术ARM体系结构融体致力手提式通信消费电子类设备提供理想解决方案
Xscale系列：提供全性高性价低功耗解决方案支持16位Thumb指令DSP指令
33 ARM微处理器特点
采RISC体系架构ARM微处理器般特点
（1）体积低功耗低成高性
（2）支持Thumb(16位)ARM（32位）双指令集兼容8位16位器件
（3）量寄存器指令执行速度更快
（4）数数操作寄存器中完成
（5）寻址方式灵活简单执行效率高
（6）指令长度固定
34 ARM微处理器指令结构
ARM微处理器较新体系结构中支持两种指令集：ARM指令集Thumb指令集中ARM指令32位长度Thumb指令16位长度Thumb指令集ARM指令集功子集等价ARM代码相较节省30％40％存储空间时具备32位代码优点
35 ARM嵌入式系统开发工具调试方法
ARM处理器产品作种高性低功耗处理器产品现已广泛应
ARM开发工具发展ARM公司推出ARM集成开发工具外公司研发ARM开发工具目前市场ARM SDTARM ADSMULTI 2000Hitools for ARMEmbest IDE for ARM五种集成开发环境产品国相较畅通销售渠道户容易购买前三种国外厂商出品历史较悠久全球范围应较广泛两种国厂商推出具高性价
ARM应软件开发工具根功分编译软件汇编软件链接软件调试软件嵌入式实时操作系统函数库评估板
JTAG仿真器线仿真器等
户选ARM处理器开发嵌入式系统时选择合适开发工具加快开发进度节省开发成套含编辑软件编译软件汇编软件链接软件调试软件工程理函数库集成开发环境（IDE）般说必少嵌入式实时操作系统评估板等开发工具根应软件规模开发计划选目前常见调试方法种
（1）指令集模拟器
部分集成开发环境提供指令集模拟器方便户PC机完成部分简单调试工作指令集模拟器真实硬件环境相差户指令集模拟器调试通程序法真实硬件环境运行户终必须硬件台完成整应开发
（2）驻留监控软件
驻留监控软件（Resident Monitors）段运行目标板程序集成开发环境中调试软件通太网口行端口串行端口等通讯端口驻留监控软件进行交互调试软件发布命令通知驻留监控软件控制程序执行读写存储器读写寄存器设置断点等
驻留监控软件种较低廉效调试方式需硬件调试仿真设备ARM公司Angel该类软件部分嵌入式实时操作系统采该类软件进行调试嵌入式实时操作系统中驻留监控软件作操作系统务存
驻留监控软件便处硬件设备求较高般硬件稳定进行应软件开发时占目标板部分资源程序全速运行进行完全仿真求严格情况适合
（3）JTAG仿真器
JTAG仿真器称JTAG调试器通ARM芯片JTAG边界扫描口进行调试设备JTAG仿真器较便宜连接较方便通现JTAG边界扫描口 ARM CPU 核通信属完全非插入式(片资源)调试需目标存储器占目标系统端口驻留监控软件必需外JTAG调试目标程序目标板执行仿真更接目标硬件许接口问题高频操作限制ACDC参数匹配电线长度限制等化集成开发环境配合JTAG仿真器进行开发目前采种调试方式目前国际市场较流行两种JTAG仿真器：EPI公司JEENIARM公司MultiICE
（4）线仿真器
线仿真器仿真头完全取代目标板CPU完全仿真ARM芯片行提供更加深入调试功类仿真器够全速仿真时钟速度高
100MHz处理器通常必须采极复杂设计工艺价格较昂贵线仿真器通常ARM硬件开发中软件开发中较少价格高昂线仿真器难普素
外国际市场较流行两种JTAG仿真器：EPI公司JEENIARM公司MultiICE
4 ARM嵌入式系统实时性求
41 嵌入式系统软件需RTOS开发台
通计算机具完善操作系统应程序接口(API)计算机基组成分离部分应程序开发完成软件OS台面运行般实时嵌入式系统应程序没操作系统直接芯片运行合理调度务利系统资源系统函数专家库函数接口户必须行选配RTOS开发台样保证程序执行实时性性减少开发时间保障软件质量
42 RTOS
RTOS英文Real Time multitasking Operation System缩写实时务操作系统嵌入式应软件基础开发台目前中国数嵌入式软件开发基处理器直接编写没采商品化RTOS系统软件应软件分开处理RTOS关键部分实时务核基功包括务理定时器理存储器理资源理事件理系统理消息理队列理旗语理等理功通核服务函数形式交户调RTOSAPIRTOS引入嵌入式软件标准化加速知识创新里程碑
5 嵌入式系统信息产业化发展
51 ARM技术应领域
现嵌入式技术处ARM成嵌入式技术代名词作种1632位高性低成低功耗嵌入式RISC微处理器ARM微处理器目前已成应广泛嵌入式微处理器ARM微处理器技术应已深入领域
(1)工业控制领域：作32位RISC架构基ARM核微控制器芯片占高端微控制器市场部分市场份额时逐渐低端微控制器应领域扩展ARM控制器低功耗高性价传统8位16位微控制器提出挑战
(2)线通讯领域：目前已超85％线通讯设备采ARM技术ARM高性低成该领域位日益巩固
(3)网络应：着宽带技术推广采ARM技术ADSL芯片正逐步获竞争优势外ARM语音视频处理进行优化获广泛支持DSP应领域提出挑战
(4)消费类电子产品：ARM技术目前流行数字音频播放器数字机顶盒游戏机中广泛应
(5)成安全产品：现流行数码相机印机中绝部分采ARM技术手机中32位SIM智卡采ARM技术
外ARM微处理器技术应许领域会取更加广泛应
52 嵌入式系统产业化发展
市场需求嵌入式系统产业化发展注入巨推动力嵌入式系统市场巨市场需求嵌入式系统产业化发展巨推动力报告10～20计算机芯片台式便携式电脑设计80～90计算机芯片嵌入式设备设计意味着年10亿20亿CPU嵌入式设备设计制造2003年全球嵌入式系统产品产值已达2000亿美元估计全世界嵌入式系统产品潜市场超10 000亿美元世界范围嵌入式系统带工业年产值已超1万亿美元
6 结语
着半导体工艺技术发展系统设计水提高ARM技术会断变化进步ARM技术应领域会次扩ARM技术带工业产值会剧增ARM技术产品市场前景更加美总ARM技术断创新会类社会生活带奇迹享受
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1 引言
着计算机技术网络技术微电子技术深入发展嵌入式系统应处
ARM目前公认业界领先32位嵌入式RISC（精简指令计算机）微处理器ARM技术日益成熟断发展正逐步渗入生活方面
文实际出发首先介绍嵌入式系统基概念重点阐述ARM微处理器构成嵌入式系统（简称ARM嵌入式系统）基础知识分析ARM技术产业化发展程发展趋势
2 嵌入式系统
21 嵌入式系统概念
嵌入式系统英文做Embedded System种包括硬件软件完整计算机系统通计算机系统嵌入式系统定义：嵌入式系统应中心计算机技术基础软硬件剪裁适应系统功性成体积功耗严格求专计算机系统嵌入式系统计算机嵌入控象中专微处理器功通计算机专门化具通计算机具备针某方面特设计合适运算速度高性较低较成专计算机系统
22 嵌入式系统架构
嵌入式系统作类特殊计算机系统底包含3部分图1示
（1）硬件环境：整嵌入式操作系统应程序运行硬件台硬件台包括嵌入式处理器外围设备嵌入式处理器嵌入式系统核心控制辅助系统运行硬件单元
（2）嵌入式操作系统：完成嵌入式应务调度控制等核心功具核较精简配置高层应紧密关联等特点嵌入式操作系统具相变性
（3）嵌入式应程序：运行操作系统利操作系统提供机制完成特定功嵌入式应系统需设计嵌入式应程序
3 ARM嵌入式系统
31 什ARM
ARMAdvanced RISC Machines缩写微处理器行业家知名企业该企业设计量廉价高性低功耗RISC处理器相关技术软件
ARM技术性功效合作伙伴包括世界许顶级半导体公司目前30家半导体公司ARM签订硬件技术许协议中包括IntelIBMLG半导体NECSONYPHILIPS国家半导体样公司说ARM仅仅代表公司代表类微处理器代表种技术代表种新型产业发展模式
32 ARM处理器核系列应
ARM公司开发系列ARM处理器核目前新系列已ARM11ARM6更早系列已罕见ARM7核获广泛应目前应ARM7系列ARM9系列ARM9E系列ARM10系列SecurCore系列IntelStrongARM XScale系列
ARM7系列：包括ARM7TDMIARM7TDMIS带高速缓存处理器宏单元ARM720T扩充Iazelle ARM7EJS该系列广泛应媒体嵌入式设备包括Internet设备网络调制解调器设备移动电话PDA等线设备
ARM9系列：包括ARM9TDMIARM920T带高速缓存处理器宏单元ARM940T该系列应引擎理仪器仪表安全系统机顶盒高端印机PDA网络电脑带MP3音频MPEG4视频媒体格式智电话中
ARM9E系列：综合处理器包括ARM926EJS带高速缓存处理宏单元ARM966ESARM946ES该系列强化数字信号处理功应需DSP微控制器结合情况Thumb技术DSP扩展ARM指令集中具EmbeddedICERT逻辑更适应实时系统开发需
ARM10系列：包括ARM1020EARM1020E微处理器核核心量浮点（VFP）单元VFP10提供高性浮点解决方案极提高处理器整型浮点运算性户界面
2D3D图形引擎应夯实基础视频游戏机高性印机等
SecurCore系列：包括SC100SC110SC200SC210处理器核该系列针新兴安全市场种全新安全处理器设计智卡安全IC开发提供独特32位系统设计具特定反伪造方法助防止硬件软件盗版
StrongARM系列：StrongARM处理器Intel处理器技术ARM体系结构融体致力手提式通信消费电子类设备提供理想解决方案
Xscale系列：提供全性高性价低功耗解决方案支持16位Thumb指令DSP指令
33 ARM微处理器特点
采RISC体系架构ARM微处理器般特点
（1）体积低功耗低成高性
（2）支持Thumb(16位)ARM（32位）双指令集兼容8位16位器件
（3）量寄存器指令执行速度更快
（4）数数操作寄存器中完成
（5）寻址方式灵活简单执行效率高
（6）指令长度固定
34 ARM微处理器指令结构
ARM微处理器较新体系结构中支持两种指令集：ARM指令集Thumb指令集中ARM指令32位长度Thumb指令16位长度Thumb指令集ARM指令集功子集等价ARM代码相较节省30％40％存储空间时具备32位代码优点
35 ARM嵌入式系统开发工具调试方法
ARM处理器产品作种高性低功耗处理器产品现已广泛应
ARM开发工具发展ARM公司推出ARM集成开发工具外公司研发ARM开发工具目前市场ARM SDTARM ADSMULTI 2000Hitools for ARMEmbest IDE for ARM五种集成开发环境产品国相较畅通销售渠道户容易购买前三种国外厂商出品历史较悠久全球范围应较广泛两种国厂商推出具高性价
ARM应软件开发工具根功分编译软件汇编软件链接软件调试软件嵌入式实时操作系统函数库评估板
JTAG仿真器线仿真器等
户选ARM处理器开发嵌入式系统时选择合适开发工具加快开发进度节省开发成套含编辑软件编译软件汇编软件链接软件调试软件工程理函数库集成开发环境（IDE）般说必少嵌入式实时操作系统评估板等开发工具根应软件规模开发计划选目前常见调试方法种
（1）指令集模拟器
部分集成开发环境提供指令集模拟器方便户PC机完成部分简单调试工作指令集模拟器真实硬件环境相差户指令集模拟器调试通程序法真实硬件环境运行户终必须硬件台完成整应开发
（2）驻留监控软件
驻留监控软件（Resident Monitors）段运行目标板程序集成开发环境中调试软件通太网口行端口串行端口等通讯端口驻留监控软件进行交互调试软件发布命令通知驻留监控软件控制程序执行读写存储器读写寄存器设置断点等
驻留监控软件种较低廉效调试方式需硬件调试仿真设备ARM公司Angel该类软件部分嵌入式实时操作系统采该类软件进行调试嵌入式实时操作系统中驻留监控软件作操作系统务存
驻留监控软件便处硬件设备求较高般硬件稳定进行应软件开发时占目标板部分资源程序全速运行进行完全仿真求严格情况适合
（3）JTAG仿真器
JTAG仿真器称JTAG调试器通ARM芯片JTAG边界扫描口进行调试设备JTAG仿真器较便宜连接较方便通现JTAG边界扫描口 ARM CPU 核通信属完全非插入式(片资源)调试需目标存储器占目标系统端口驻留监控软件必需外JTAG调试目标程序目标板执行仿真更接目标硬件许接口问题高频操作限制ACDC参数匹配电线长度限制等化集成开发环境配合JTAG仿真器进行开发目前采种调试方式目前国际市场较流行两种JTAG仿真器：EPI公司JEENIARM公司MultiICE
（4）线仿真器
线仿真器仿真头完全取代目标板CPU完全仿真ARM芯片行提供更加深入调试功类仿真器够全速仿真时钟速度高
100MHz处理器通常必须采极复杂设计工艺价格较昂贵线仿真器通常ARM硬件开发中软件开发中较少价格高昂线仿真器难普素
外国际市场较流行两种JTAG仿真器：EPI公司JEENIARM公司MultiICE
4 ARM嵌入式系统实时性求
41 嵌入式系统软件需RTOS开发台
通计算机具完善操作系统应程序接口(API)计算机基组成分离部分应程序开发完成软件OS台面运行般实时嵌入式系统应程序没操作系统直接芯片运行合理调度务利系统资源系统函数专家库函数接口户必须行选配RTOS开发台样保证程序执行实时性性减少开发时间保障软件质量
42 RTOS
RTOS英文Real Time multitasking Operation System缩写实时务操作系统嵌入式应软件基础开发台目前中国数嵌入式软件开发基处理器直接编写没采商品化RTOS系统软件应软件分开处理RTOS关键部分实时务核基功包括务理定时器理存储器理资源理事件理系统理消息理队列理旗语理等理功通核服务函数形式交户调RTOSAPIRTOS引入嵌入式软件标准化加速知识创新里程碑
5 嵌入式系统信息产业化发展
51 ARM技术应领域
现嵌入式技术处ARM成嵌入式技术代名词作种1632位高性低成低功耗嵌入式RISC微处理器ARM微处理器目前已成应广泛嵌入式微处理器ARM微处理器技术应已深入领域
(1)工业控制领域：作32位RISC架构基ARM核微控制器芯片占高端微控制器市场部分市场份额时逐渐低端微控制器应领域扩展ARM控制器低功耗高性价传统8位16位微控制器提出挑战
(2)线通讯领域：目前已超85％线通讯设备采ARM技术ARM高性低成该领域位日益巩固
(3)网络应：着宽带技术推广采ARM技术ADSL芯片正逐步获竞争优势外ARM语音视频处理进行优化获广泛支持DSP应领域提出挑战
(4)消费类电子产品：ARM技术目前流行数字音频播放器数字机顶盒游戏机中广泛应
(5)成安全产品：现流行数码相机印机中绝部分采ARM技术手机中32位SIM智卡采ARM技术
外ARM微处理器技术应许领域会取更加广泛应
52 嵌入式系统产业化发展
市场需求嵌入式系统产业化发展注入巨推动力嵌入式系统市场巨市场需求嵌入式系统产业化发展巨推动力报告10～20计算机芯片台式便携式电脑设计80～90计算机芯片嵌入式设备设计意味着年10亿20亿CPU嵌入式设备设计制造2003年全球嵌入式系统产品产值已达2000亿美元估计全世界嵌入式系统产品潜市场超10 000亿美元世界范围嵌入式系统带工业年产值已超1万亿美元
6 结语
着半导体工艺技术发展系统设计水提高ARM技术会断变化进步ARM技术应领域会次扩ARM技术带工业产值会剧增ARM技术产品市场前景更加美总ARM技术断创新会类社会生活带奇迹享受
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