ARM处理器在医学数据采集系统中的应用与研究

摘要

在现代医学研究中，通过对生物信号的分析来研究生物体机能，检查、监控人体的各种疾病成为主要手段。它们提出了诸如数据共享、多辅诊台分散处理、信息集中管理、数据远距离传送等新的需求。尤其是对医学数据的高处理能力、网络通信、实时多任务、超低功耗需求的增长，传统的8位处理器已经不能满足新产品的要求。近年来以ARM系列微处理器为代表的高端嵌入式处理器得到了越来越广泛的应用。 本文研究了基于ARM处理器的嵌入式系统的开发，提出了一种利用基于ARM微处理器的芯片S3C4510B构成的医学数据采集系统的硬件结构和工作原理，重点进行了USB的相关研究工作，包括USB协议的分析，USB主机端协议栈中数据传输的工作机制和Linux下USB驱动程序的开发。 该论文首先在ARM微处理器的体系结构和特点基础上分析了医学数据采集系统的工作原理，在比较了各类处理器特点的基础上，实现了数据采集系统的总体设计，开发了A/D转换模块、存储系统模块、系统接口模块，并实现了其部分硬件调试。接着提出了该数据采集系统的软件设计思想，实现了S3C4510B芯片的地址重映射，系统的启动代码和USB驱动程序的设计。 最后对整个设计工作做了总结。

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文摘

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第一章引言

1.1论文背景与目的

1.2论文的结构

第二章基于ARM的嵌入式系统

2.1 ARM处理器概述

2.2 ARM7TDMI内核

2.3处理器S3C4510B概述

2.3.1系统管理

2.3.2通用串口

2.3.3中断处理

2.3.4通用输入输出口

2.3.5以太网接口

2.3.6总线仲裁

2.3.7 S3C4510B最小系统

2.4 ARM芯片的选型

2.4.1从系统功能实现的角度考虑

2.4.2从开发条件的角度考虑

第三章系统的总体设计

3.1系统的功能需求

3.2系统的功能规划

3.3系统的设计原则

第四章硬件电路设计

4.1数据采集系统硬件设计思想

4.2 A/D转换模块

4.3 SDRAM存储模块

4.4 Flash存储模块

4.5 USB(Universal Serial Bus)模块

4.6以太网接口模块

4.6.1 MAC控制器

4.6.2物理层接口(PHY)

4.7总线驱动模块

4.8复位电路

4.9译码电路

4.10 JTAG调试模块

第五章硬件系统调试

5.1 ARM ADS集成开发环境介绍

5.2硬件调试

5.2.1电源、晶振及复位电路的调试及结果

5.2.2 S3C4510B及JTAG接口电路的调试及结果

5.2.3 SDRAM存储模块的调试及结果

5.2.4 Flash存储模块的调试及结果

5.2.5外设接口电路的调试及结果

第六章系统的软件设计

6.1启动代码的实现

6.2 USB驱动程序设计

6.2.1 USB总线结构

6.2.2 USB数据传输类型

6.2.3 USB数据传输模式

6.2.4 USB驱动程序分析

6.2.5 USB驱动程序的实现

第七章结论与展望

参考文献

致谢