Cortex-A9嵌入式最小系统设计

摘要

嵌入式系统在工业控制领域得到了广泛应用，然而，嵌入式最小系统作为嵌入式系统的核心在当前工业领域的嵌入式设备中具有专用性强、不易开发以及成本高等问题，针对这些问题，论文开发了一种采用Cortex-A9微处理器搭载Android操作系统的通用型嵌入式最小系统。本文主要的研究内容有： 根据现有工业领域嵌入式控制设备的功能需求，对通用型嵌入式最小系统的主要芯片及操作系统进行了选型，完成了嵌入式最小系统硬件平台的整体方案设计和软件移植总体方案规划。 在硬件平台的设计上，采用飞思卡尔Cortex-A9核心的IMX6Q芯片作为主控芯片，使用DDR3SDRAM进行内存拓展，并采用符合eMMC4.4规范的Flash存储器为最小系统提供存储空间。根据最小系统硬件平台整体设计方案，对系统电源模块、DDR3内存拓展电路、eMMC存储电路以及部分关键的接口电路进行了详细设计。并通过对最小系统的信号完整性研究，提出在最小系统硬件平台上抑制信号反射、串扰的方法，完成了硬件平台的8层PCB层叠与走线阻抗设计以及最小系统硬件平台的布局与走线。 在软件移植方面，完成了DDR3SDRAM的参数校准，并通过对Android操作系统基本框架的研究，完成对最小系统关键设备及功能接口的驱动程序移植。 最后，以实验室自研的示教器为测试平台，对本论文的嵌入式最小系统进行了功能性和抗扰性测试。测试结果说明，开发的嵌入式最小系统能够满足工业嵌入式设备的需求，能够在±2000V脉冲干扰与±4000V静电干扰下稳定工作，具备较强的抗干扰能力。

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