基于ARM核嵌入式微处理器的以太网应用(2)

来源：互联网　作者：秩名　责任编辑：admin　发表时间:2011-06-12 13:36　

核心提示：在arm存储系统中，使用内存管理单元(MMU)实现arm以太网应用虚拟地址到实际物理地址的映射。利用MMU，可把SDRAM的地址完全映射到0x0起始的一片连续地址空间，而把原来占据这片空间的FLASH或者ROM映射到其他不相冲突

在arm存储系统中，使用内存管理单元(MMU)实现arm以太网应用虚拟地址到实际物理地址的映射。利用MMU，可把SDRAM的地址完全映射到0x0起始的一片连续地址空间，而把原来占据这片空间的FLASH或者ROM映射到其他不相冲突的存储空间位置。例如，FLASH的地址从0x0000 0000～0x00ff ffff，而SDRAM的地址范围ARM以太网应用是0x3000 0000～Ox3lff ffff，则可把SDRAM地址映射为0x0000 0000～Oxlfff ffff而FLASH的地址可以映射到Ox9000 0000～Ox90ffffff(此处地址空间为空闲，未被占用)。映射完成后，如果处理器发生异常，假设依然为IRQ中断，PC指针指向Oxl8处的地址，而这个时候PC实际上是从位于物理地址的Ox3000 0018处读取指令。通过MMU的映射，则可实现程序完全运行在SDRAM之中。在实际的应用中．可能会把两片不连续的物理地址空间分配给SDRAM。而在操作系统中，习惯于arm以太网应用把SDRAM的空间连续起来，方便内存管理，且应用程序申请大块的内存时，操作系统内核也可方便地分配。通过MMU可实现不连续的物理地址空间映射为连续的虚拟地址空间。操作系统内核或者一些比较关键的代码，一般是不希望被用户应用程序访问。通过MMU可以控制地址空间的访问权限，从而保护这些代码不被破坏。
MMU的实现过程，实际上就是一个查表映射ARM以太网应用的过程。建立页表(translate table)是实现MMU功能不可缺少的一步。页表是位于系统的内存中，页表的每一项对应于一个虚拟地址到物理地址的映射。每一项的长度即是一个字的长度(在ARM中，一个字的长度被定义为4B)。页表项除完成虚拟地址到物理地址的映射arm以太网应用功能之外，还定义了访问权限和缓冲特性等。

MMU的映射分为两种，一级页表的变换和二级页表变换。两者的不同之处就是实现的变换地址空间大小不同。一级页表变换支持1 M大小的存储空间的映射，而二级可以支持64 kB，4 kB和1 kB大小地址空间的映射[3]。

3、嵌入式处理器的选型

一个系统必然以硬件平台为依托．设计嵌入式系统时，要从全局arm以太网应用以及今后的发展角度出发考虑硬件平台的整体设计，不能以简单功能实现作为设计的最终目标。在设计过程中，主要需要考虑以下几个方面：

3.1 芯片选择

要选择通用性强、功能完备、稳定可靠ARM以太网应用的芯片。当今的很多处理器芯片，多为基于SoC结构，内置很多通用接口控制器，使用简单且可极大地降低成本；要选择具有代表性的芯片，市场上的某些芯片只是作为过渡产品销售，用于原理性、市场性验证，当芯片功能趋于稳定、市场需求较大时，通常会推出一款代表性芯片。对于设计人员来说，需要了解什么型号是具有代表性的，以保证可靠的货源供应。不同的应用场合，对芯片的级别要求arm以太网应用不同，尽可能选择符合更高标准的芯片，以保证整个系统的稳定性和可靠性[4]。

3.2 电路设计上要有处理突发事件的能力并易于功能arm以太网应用扩展

系统在运行的情况下，常会遇到不可预测的外部事件，这就要求系统具有处理突发事件的能力．如利用看门狗、软复位措施保证系统遇到非期望事件后可以重新启动运行。同时系统设计也要考虑到硬件扩展以及升级的能力，如，在设计存储器结构时，要考虑电路结构可兼容不同容量的存储器甚至于不同厂家的arm以太网应用芯片；如使用可编程逻辑器件CPLD或者FPGA时，宏单元要有盈余等。

3.3 以软件代硬件

嵌入式系统的软件升级要比硬件升级更容易，且在开发过程中，软件调试一般不会对硬件造成物理上的损坏。在满足实时性的前提下，尽可能地用软件代替硬件。不仅可减小硬件arm以太网应用电路的开销和电路板的尺寸，同时又方便调试，减小了硬件损坏的可能，并进一步降低成本。(责任编辑：admin)

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