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1、中州大学信息工程学院毕业设计（论文） 2014 2015学年第 二 学期题目 基于2440处理器嵌入式环境搭建学生姓名（学号） 胡凯 201227010119 戚纪坤 201227010120 耿世彪 201227010164 指导教师 李立凯 职称 讲师 评阅教师 职称 时 间 2015年3月25日 目录中文摘要1Abstract21基于2440处理器硬件平台31.1 2440处理器硬件平台构成31.1.1 2440 核心板简介31.1.2 SDRAM 存储系统41.1.3 Flash 存储系统41.1.4 电源系统51.1.5 复位系统61.1.6 用户LED61.1.7JTAG 接口71
2、.1.8Altium designer原理图绘制（附录一、二）82 Android 开发环境搭建和编程测试92.1 建立Android开发环境92.1.1 步骤一：下载并安装JDK (Java SE Development Kit)92.1.2步骤二：下载并安装Android SDK11获取Windows平台的最新的Android SDK 套件，下载完成会得到一个安装文件，下载页面如下图2.3所示，请下载方框框出的文件：112.1.3步骤三：下载并安装Android 2.3的相关PACKAG112.1.4 步骤四：安装 Eclipse 集成开发环境122.1.5 步骤五: 安装Android
3、Development Tools 插件122.1.6 步骤六：配置Eclipse132.1.7 步骤七：创建Android模拟器142.2编程测试152.2.1 编程152.2.2测试程序173参考文献184致谢195 参考文献206 附录21附录一：2440处理器核心板原理图21附录二：2440处理器底板原理图22中文摘要近年来随着科技的飞速发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年1月访华时预言，45年后嵌入式智能（电脑) 工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。我国著名嵌入式系统专家沈绪榜院士98年11月在武汉全国第11次微机学术交流会上发表的计算机的发
4、展与技术一文中，对未来10年以嵌入式芯片为基础的计算机工业进行了科学的阐述和展望。1999年世界电子产品产值已超过12000亿美元，2000年达到13000亿美元，预计2005年，销售额将达18000亿美元。在生活中，航空航天、机器人，导航、交通等等，都与嵌入式的发展有关，由此可见，对于嵌入式的研究，有着非凡的意义。当然对于嵌入式的研究，离不开对嵌入式系统的搭建，我们研究的是基于2440处理器嵌入式环境搭建，在环境搭建的过程中需要了解Android 环境的搭建，以及ALTIUM designer 软件的使用等。关键词：2440处理器 嵌入式系统、ALTIUM designer、AndroidA
5、bstractIn recent years, with the rapid development of science and technology, embedded system technology will also get broad space for development.Predicted American Futurist NEGROPONTE,99 years during his visit to China in January,4 5 years after embedded intelligent (computer) tools will be the gr
6、eatest invention after PC and the internet.Chinas well-known experts in embedded system Academician SHEN XU bang SS98 years in November in Wuhan The Eleventh National Computer academic exchange meeting the development of the computer and technology in an article,In the future 10 years based on embed
7、ded chip based industrial computer are described and the prospect of science.In 1999 the world electronic products output value of more than $1200000000000,In 2000 reached $1300000000000,Is expected in 2005, with sales of $1800000000000.In life, aerospace, robotics, navigation, traffic and so on, al
8、l with embedded development related,Thus, for the embedded research, have extraordinary significance.Of course, for the embedded research, cannot do without built on embedded system.Our research is based on the embedded environment to build 2440 processor,In the process of environment built by the n
9、eed to understand the Android environment to build,And the use of ALTIUM designer software.Keywords: embedded system, ALTIUM designer 2440 processor, Android1基于2440处理器硬件平台1.1 2440处理器硬件平台构成1.1.1 2440 核心板简介2440处理器核心板它采用6 层板设计，并使用等长布线以满足信号完整性要求。从调试开发和方便维修的角度，我们把主要芯片均放置在顶层。为了方便拔插和引出更多的CPU 信号脚，核心板采用2.0mm
10、 间距“U”型排列插针，故我们也经常把它简称为“U”型核心板-U2440。2440其实是一个最小系统板，它包含最基本的电源电路(5V 供电)、复位电路、标准JTAG 调试口、用户调试指示灯、以及核心的CPU 和存储单元等。其中FLASH 存储单元包含NAND FLASH 和NOR FLASH 两种类型，通过跳线J1 可以选择从NAND 或NOR 启动系统。一般NOR FLASH 里面放置的是不经常更改的BIOS(我们采用的是SUPERVIVI)，NANDFLASH 里面则烧写完整的系统程序(BOOTLOADER、内核、文件系统等)。2440处理器的具体硬件资源特性：SDRAM- 在板64M S
11、DRAM CPU- Samsung S3C2440A，主频400MHz，最高533Mhz- 32bit 数据总线- SDRAM 时钟频率高达100MHz Flash Memory- 在板64M NAND Flash, 掉电非易失，可升级为128M-1G- 在板2M Nor Flash，掉电非易失，已经安装BIOS接口和资源- 1 个56 Pin 2.0mm 间距GPIO 接口PA- 1 个50Pin 2.0mm 间距LCD & CMOS CAMERA 接口PB- 1 个56 Pin 2.0mm 间距系统总线接口PC- 在板复位电路- 在板10Pin 2.0mm 间距JTAG 接口- 4 个用户
12、调试灯系统时钟源- 12M 无源晶振实时时钟- 内部实时时钟（需另接备份锂电池）系统供电- +5V 1.1.2 SDRAM 存储系统2440处理器使用了两片外接的32M bytes 总共64M bytes 的SDRAM 芯片(型号为：HY57V561620FTP)，一般称之为内存，它们并接在一起形成32-bit 的总线数据宽度，这样可以增加访问的速度；因为是并接，故它们都使用了nGCS6 作为片选，这就决定了它们的物理起始地址为0x30000000，下面图1.2是摘自2440处理器原理图中的SDRAM 部分原理图。1.2 SDRAM 部分原理图1.1.3 Flash 存储系统2440处理器具备
13、两种Flash，一种是NOR Flash，型号为SST39VF1601(AMD29LV160DB与此引脚兼容)，大小为2Mbyte；另一种是NAND Flash，型号为K9F1208,大小为64M(可兼容最大1G NAND Flash)。S3C2440 支持这两种Flash 启动系统，通过拨动开关S2，你可以选择从NOR 还是从NAND 启动系统。实际的产品中大都使用一片NAND Flash 就够了，因为我们为了方便用户开发学习，因此还保留了Nor Flash。NAND Flash 不具有地址线，它有专门的控制接口与CPU 相连，数据总线为8-bit，但这并不意味着NAND Flash 读写数
14、据会很慢。大部分的优盘或者SD 卡等都是NAND Flash 制成的设备。从下面的原理图1.3可以看出，Nor Flash 采用了A1-A22 总共22 条地址总线和16 条数据总线与CPU 连接，请注意地址是从A1 开始的，这意味着它每次最小的读写单位是2-byte，因此根据原理图，该设计总共可以兼容支持最大8Mbyte 的Nor Flash，实际我们的开发板上只用了A1-A20 条地址线，因为与A21、A22 相连的SST39V1601 的相应引脚是悬空的。图1.3 Nor Flash原理图1.1.4 电源系统本开发板的电源系统比较简单，直接使用外接的5V 电源，通过降压芯片产生整个系 统
15、所需要的三种电压：3.3V、1.25V。请注意，本开发板如图1.4并非面向手持移动设备设计，因此它并不具备完善的电源管理电路。整个系统的电源通断是由底板的S1 拨动开关控制的，它不能通过软件实现开关机。图1.4 电源系统图1.1.5 复位系统2440处理器核心板自带复位电路，采用专业的复位芯片MAX811 实现CPU 所需要的低电平复位，见下图1.5图1.5 复位原理图 1.1.6 用户LEDLED 是开发中最常用的状态指示设备，Micro2440 具有4 个用户可编程LED，它们直接与CPU 的GPIO 相连接，低电平有效(点亮)，详细的资源占用如下表1.1表1.1 连接表 LED1 LED
16、2 LED3 LED4 GPIO GPB5 GPB6 GPB7 GPB8 可复用为 N XBACK N XREQ N XDACK1 NDREQ1在原理图 中的网名 N LED_1 N LED_2 N LED_3 NLED_41.1.7JTAG 接口当开发板从贴片厂下线，里面是没有任何程序的，这时我们一般通过JTAG 接口烧写第一个程序，就是SUPWEVIVI，借助SUPWEVIVI可以使用USB 口下载更加复杂的系统程序等，这在后面的章节中你可以看到。除此之外，JTAG 接口在开发中最常见的用途是单步调试，不管是市面上常见的JLINK还是ULINK，以及其他的仿真调试器，最终都是通过JTAG
17、接口连接的。标准的JTAG 接口是4 线：TMS、 TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线，加上电源和地，一般总共6 条线就够了；为了方便调试，大部分仿真器还提供了一个复位信号。因此，标准的 JTAG 接口是指是否具有上面所说的JTAG 信号线，并不是20Pin 或者10Pin 等这些形式上的定义表现。这就如同USB 接口，可以是方的，也可以扁的，还可以是其他形式的，只要这些接口中包含了完整的JTAG 信号线，都可以称为标准的JTAG 接口。本开发板提供了包含完整JTAG 标准信号的10 Pin JTAG 接口，各引脚定义。说明：对于打算致力于Linux 或者WIN
18、CE 开发的初学者而言，JTAG 接口基本是没有任何意义和用途的，因为大部分开发板都已经提供了完善的BSP，这包括最常用的串口和网络以及USB 通讯口，当系统装载了可以运行的Linux 或者WINCE 系统，用户完全可以通过这些高级操作系统本身所具备的功能进行各种调试，这时是不需要JTAG 接口的；即使你可以进行跟踪，但鉴于操作系统本身结构复杂，接口繁多，单步调试犹如大海捞针，毫无意义可言。想一想你手头使用的PC 机就知道了，或许你从没有见过甚至听过有谁会在PC 主板上插一个仿真器，来调试PCI 这样接口的WINDOWSXP 或者Linux 驱动。这就是为什么你经常见到或者听到那么多人在讲驱动
19、“移植”，因为大部分人都是参考前辈的实现来做驱动的。JTAG 仅对那些不打算采用操作系统，或者采用简易操作系统(例如uCos2 等)的用户有用。大部分开发板所提供的BOOTLOADER 或者BIOS 已经是一个基本完好的系统了，因此也不需要单步调试。图1.6 JTAG接口原理图1.1.8Altium designer原理图绘制（附录一、二）2 Android 开发环境搭建和编程测试本章节讲解如何建立Android开发环境和测试，包括Android SDK和Eclipse集成开发环境的下载及安装。2.1 建立Android开发环境 下面是在Windows 7系统中搭建Android开发环境， A
20、ndroid2.3下的ADB功能，所以请确认你的Android版本不低于Android2.3，如果你的Android版本低于2.3，建议你从Android官方网站更新Android为Android2.3。 本文中介绍的步骤大部分适用于Fedora14，但不适用于Fedora9。在文中所用到的所有软件包都可以从Android官网下载。2.1.1 步骤一：下载并安装JDK (Java SE Development Kit) 由于Android SDK和Eclipse都是用Java编写的，因此需要先在Windows 7上安装JDK，JDK可按以下方法下载:在页面中点击JDK如图2.1 图2.1 JD
21、K下载 在打开的页面如图2.2中，选中Accept License Agreement：图2.2 JDK版本接着根据平台选择j d k下载链接，Windows7 32bit版本是点击jdk-8u25-windows-i586.exe下载JDK的安装程序，下载完成后，双击安装程序,根据向导的提示完成安装即可。安装完成后，需要将JDK命令添加到Path环境变量中，通过下面的方法将JDK命令所在的路径添加到Path环境变量中：1) 右击“我的电脑”-属性，再选择左边导航的“高级系统设置”选项。2) 点击右下角的“环境变量”选项。 3) 在系统变量中，找到Path 环境变量，双击它，在变量值前面追加以
22、下内容：“JDK安装的目录;”，注意后面有一个分号4) 点击“确定”完成环境变量设置。 2.1.2步骤二：下载并安装Android SDK 获取Windows平台的最新的Android SDK 套件，下载完成会得到一个安装文件，下载页面如下图2.3所示，请下载方框框出的文件：图2.3 SDK工具下载 双击下载得到的安装程序android-s d k_r24.0.2-windows，根据安装向导的提示安装即可，默认将安装在C:Program FilesAndroidandroid-s d k目录下，安装完成后，SDK Manager默认会自动启动。 SDK Manager启动时，由于我们还没有下
23、载任何的Packages，因此会弹出一个Choose Packages to Install的对话框，如下图2.4所示图2.4 SDK管理器 2.1.3步骤三：下载并安装Android 2.3的相关PACKAG 在adnroid2.3前面打上对号如图2.5所示： 图2.5 Android 2.3 2.1.4 步骤四：安装 Eclipse 集成开发环境访问以下地址下载Eclipse: http:/www.eclipse.org/downloads/：在下载页面中，参考下图2.6，选择Windows类别，然后下载Eclipse IDE for Java Developers版本(下载32bit还是
24、64bit版本则根据你的Windows7版本的实际情况而定)，如下图2.6所示： 图2.6 Eclipse下载下载后会得到一个名为eclipse-java-Luna-SR1-win32-x86_64.zip的压缩包(随着eclipse版本的更新，文件名可能有所不同)，Eclipse是不需要安装的，直接解压就可以用了，推荐在D:根目录下解压这个压缩包，解压后进入eclipse目录，双击eclipse.exes即可启动eclipse。启动时，首先会让你设置Work space的路径，这个路径用于保存你所创建所有程序的源代码，你可以自行修改。2.1.5 步骤五: 安装Android Developm
25、ent Tools 插件在上面的步骤中，我们分别安装了Android SDK和Eclipse，但要在Eclipse中使用Android SDK，还需要在Eclipse中安装一个ADT插件，安装方法如下：访问网址HTTP:/ d k/eclipse-ad t.HTML#installing，在网页中找到ADT的下载链接下载它，如下图2.7所示：图2.7 ADT下载下载后得到文件ADT-23.0.4.zip，启动Eclipse，然后选择Help Install New Software。单击Add，在右上角。在添加存储库对话框中，单击ARCHIVE.选择下载ADT-23.0.4.zip文件，然后单
26、击OK。输入“ADT插件”为名称，然后单击OK。在可用软件对话框中，选择旁边开发工具的复选框，然后单击NEXT。在接下来的窗口，你会看到下载到的工具的列表。点击NEXT。阅读并接受许可协议，然后单击FINISH。如果你得到一个安全警告说，该软件的真实性和有效性不能成立，然后单击OK。当安装完成后，重新启动Eclipse。为了一旦你使用zip文件安装了更新你的插件，你将不得不遵循这些步骤，而不是再次默认的更新说明。 2.1.6 步骤六：配置Eclipse启动Eclipse，在Eclipse主界面上点击Window菜单，选择Preferences，在Preferences对话框中，在左侧选中“An
27、droid”，在右侧的SDK Location右边点击Browse.按钮，选择SDK的安装路径，默认的路径为C:Program FilesAndroidandroid-s d k，可以更改为其他路径例如，如下图2.8所示：图2.8 配置Eclipse点击OK完成配置。 2.1.7 步骤七：创建Android模拟器在开始菜单中找到Android SDK Tools，然后点击SDK Manager来启动SDK Manager，将弹出“Android SDK and AVD Manager”对话框，点击“New.”按钮，将弹出“Create new Android Virtual Device(AV
28、D)”对话框，在Name中输入：Android-AVD，Target中选择：Android 2.3.3 - API Level 10，SD Card输入512, 其它选项默认，点击“Create AVD”按钮即可，如下图2.9所示： 图2.9 配置模拟器创建完成后，将在列表中列出该模拟器，如下图2.10所示：图2.10 创建结果显示可在列表中选中它，然后点击Start，在弹出的Launch Option对话框中点击Launch启动模拟器，效果如下图2.11所示：图2.11 启动模拟器2.2编程测试 2.2.1 编程 新建一个Android项目HelloMini210，以验证开发环境是否搭建成功
29、。在Eclipse主界面上依次选择菜单：File-New-Project.如下图2.12所示：图2.12 建立项目在弹出“New Project”对话框，选中：Android-Android Application Project，然后点击“Next”按钮，如下图2.13所示：图2.13界面上将弹出“New Android Project”对话框，在对话框中进行如下输入： 1) Project Name中输入：HelloMini210 2) Build Target中选择：Android 2.3.3复选框3) Application name中输入：HelloMini210 4) Packag
30、e name中输入：com.mini210 5) Create Activity中输入：Ma Inactivity 输入完成后，直接点击“Finish”按钮完成新建项目向导，将回到主界面点击Welcome后面X按钮关闭欢迎界面，将启动工程视图，点击左侧的s r c - com.mini210 - Ma Inactivity.java就可以看到源代码啦如图2.14：图2.14 查看代码 2.2.2测试程序 要编译并运行HelloMini210程序，先在Package Explorer中选中HelloMini210工程名称，然后点击工具栏的运行按钮，或选择菜单：Run-Run As-Android
31、 Application即可。将会自动启动Android模拟器，启动过程因为需要启动Android系统，所以要耐心等待，Android系统启动完成后，将会自动运行HelloMini210程序，如下图2.15所示： 图2.15 测试结果3参考文献通过这次的毕业设计使我对大学所学习的知识有了更深的认识，让我对单片机系统从硬件和软件都有了实质性的探究，自己动手设计，组装使自己的知识得到了系统化和产品化真正达到了学以致用。这次设计使我们脱离了高中只会理论不会实践的阶段而真正进入了实质性的层次，为我们将来的工作及研发奠定了一定的基础。这次的设计同时使我们认识到单片机是一门复杂而又有创新空间的技术，我会在
32、以后的日子里更加的努力，将自己所学到的知识在工作中得到更加充分的发挥，不断的汲取新的知识充实自己。由于本人的水平有限，设计中难免会有一些不合理的部分，系统的稳定性还有待提高。4致谢本论文得以完成，首先应该感谢李立凯老师。正是他在本论文的写作过程中的悉心指导、热情鼓励，在繁忙的工作中抽出时间来为我修改论文，我才能顺利完成我的毕业设计论文。作为中州大学的一名毕业生，我也要感谢信息工程学院给了我能够学习不同学科知识的机会。在三年的计算机应用专业学习过程中，任课教师们的学识渊博、治学严谨、人品高尚无时不在影响着我。学习的时间是短暂的，但老师们的影响却是我终生收益不尽的。在此对我的老师们深表感谢！在论文写作过程中，我的一些同学、朋友也给了我巨大的帮助与鼓励。在此一并感谢！我的成长、学习过程中，大学阶段学习掌握的知识是我一生的荣幸与财富。我相信，在未来的日子里我会更加努力学习，充分利用所学知识，回报社会、回报师长。 5 参考文献1、魏洪兴 嵌入式系统设计师教程 清华大学出版社 2、赖明珠 Android 应用程序开发 清华大学出版社 3、谭永红 电子线路实验进阶教程 北京航空航天大学出版社4、胡宴如 模拟电子技术 高等教育出版6 附录附录一：2440处理器核心板原理图 图1 核心板原理图附录二：2440处理器底板原理图图2 底板原理图
