1. 开发特点

软硬件综合开发，密切相关

2. 设计步骤

• 系统需求分析
• 规格说明
• 系统结构设计
• 构件设计
• 系统集成

2.1 需求分析与规格说明

• 需求
  • 客户收集系统功能的非形式描述

• 规格说明

  • 对需求提炼，设计所需足够信息

    2.1.1 用户需求格式

• 通常包括功能部分和非功能部分

  2.1.2 规格说明

• 精确的反应用户的需求，设计者在设计时必须明确遵循的要求

  2.1.3 体系结构设计

• 目的是描述系统如何实现系统的功能，它是系统整体结构的一个计划

• 处理器选型

• 硬件/软件

  2.1.4 构件设计

• 符合体系结构和规格说明所需的构件

• 标准构件/专用构件
• 标准软件模块

• 存储器访问是主要功耗来源，避免多次读取相同的数据

  2.1.5 系统调试与集成

• 发现设计的错误

3. 背景知识

• 计算机体系结构
  • 处理器，系统体系结构，总线。寄存器，寻址模式等概念
• 电子学概览
  • 电压电流，模拟信号，数字信号，电阻电容等
  • 理解电路原理图，技术手册

4. 设计流程

• 芯片选择
  • 功能满足要求，片上资源，价格，速度，功耗，生产，供货，开发
• 原理图Protel（OrCAD）
  • 电路板上各器件之间连接原理
• PCD（PowerPCB）（Cadence）
  • 高速信号线：3W原则
  • 拐弯处圆弧形或135度角
• 制板
  • PCB原始文件/Gerber文件
• 焊件与调试
  • 测试短路，由简单到复杂

5. 接口设计

5.1 GPIO外设

5.1.1 简介

• 双向口，可独立控制状态为输入还是输出，绝大多数为推挽输出
• I/O电压3.3V，输出最高为I/O口电源电压，但可承受5V电压输入

5.1.2 应用

• 通用I/O口（接口，引脚）
• 驱动LED或其他指示器
• 控制片外器件
• 检测数字输入（键盘，开关信号）

5.1.3 配置

• 端口配置寄存器（CON）
  • 设置GPIO工作模式，复用功能

• 端口数据寄存器（DAT）

  • 配合配置的工作模式，写入或读取数据

    5.2 UART外设

    5.2.1 功能和引脚

• 通用异步串行通信接口

• 允许串行链路上全双工
• 输出输入TTL电平
• 发送引脚TXD，接收引脚RXD

• 同类设备可直接互联

  5.3 RS232外设

  5.2.1 功能和引脚

• 采用负逻辑方式

• +-15V电平

• 与UASR通信需要电平转换

  6. 最小系统

  6.1 简介

• 提供嵌入式处理器运行所必需的条件的电路与嵌入式处理器共同构成了嵌入式处理器的最小系统

• 调试接口在实际工作中不是必须的，但在开发时作用重要

  6.2 组成

• 调试测试接口（可选，在样品阶段保留）

• 供电系统（电源）
• 时钟系统
• 存储器系统（可选）

• 复位及配置系统

  6.2.1 电源

• 为整个系统提供能量

• 系统工作的基础

  6.2.2 时钟

• 时序电路，需要时钟信号，晶体振荡器

• 有时使用外部震荡源

  6.2.3 复位及配置系统

• 上电时状态不确定，复位逻辑，将微控制器初始化为某个确定的状态

• 外部输入一个复位信号

• ARM复位后进入SVC管理模式，ARM状态

  6.2.4 存储器系统

• 非必须

• 没有片内存储器就需要设计

• 通过外部总线接口实现

  6.2.5 调试测试接口

• 非必须

• 但强调可测性
• 可控制芯片的运行并获取内部信息
• JTAG地线较多
  • 不同的地线与信号线配合，构成最小回路，降低外部干扰造成的影响