专利名称：一种arm系统平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种ARM系统平台，可替代传统的PC和单片机平台，供小型医用仪器使用，属于医用电子仪器领域。
背景技术：
小型医用仪器中所用的硬件平台，通常有两类一类是基于PC的硬件平台，一类是基于单片机的硬件平台。
基于PC的硬件平台性能较高，但其缺点是硬件平台性价比低、硬件资源因通信口数量少和不支持IIC总线等原因而不能满足医用仪器的需求，而且PC平台的可供货周期一般都比较短，经常遭遇停产，需经常更换硬件平台，无法满足医用仪器必须保证稳定可靠的要求。
基于单片机的硬件平台虽然比较可靠稳定，但性能较低，且硬件资源比较匮乏，一般只能用于便携式且对硬件资源要求很低的情形。
发明内容
本实用新型的目的是发明一种可替代传统的PC和单片机平台，供小型医用仪器使用，生产容易、成本低廉、性能可靠稳定的ARM系统平台。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种ARM系统平台，其特征在于，由ARMMCU、BOOTROM、SDRAM、电子盘、总线扩展插座、输入输出扩展插座、A/D接口、JTAG接口及其软件组成，ARMMCU通过系统总线与BOOTROM、SDRAM、电子盘、总线扩展插座、输入输出扩展插座、A/D接口和JTAG接口连接，ARMMCU与集成块U6、电阻R3、电解电容CD4、复位开关S1、二极管D2构成的系统复位电路连接，ARMMCU还通过集成块U6的控制电路与电子盘连接，ARMMCU还连接晶振X1、X2，电池BATT、二极管D1、电阻R2、电容C4组成的电源电路、以及稳压集成块U7、U8。
本实用新型的ARMMCU是一个基于ARM内核的单片IC，不但运算能力可与Pentium CPU媲美，而且片内已经集成了丰富的硬件资源A/D采样控制、实时时钟、UART串行通信接口、IIC通信接口、SPI接口、定时器(Timer)、中断控制器(INT)、通用I/O控制(GPLO)、LCD支持、在线调试(JTAG)等；ARMMCU已经具备从相当于Intel 486到pentium的各种计算能力。ARMMCU的成本比PC平台的CPU低很多，只比单片机稍高，如果把整个平台包含的硬件资源都计算在内的话，那么它其实比用单片机构建一个平台也更便宜，而性能要比单片机平台高出很多，和PC平台比也毫不逊色。
ARMMCU已经内嵌了比PC平台的CPU更多的系统资源，可以直接支持LCD显示，特别是能支持PC平台通常都不支持的IIC总线，可以方便地连接多至128个的扩充模块，而PC平台只能连接几个，利用ARMMCU构建一个通用平台比用PC架构CPU和单片机更容易和需要更少的辅助电路，因而成本更低、可靠性更高。
BOOT FLASH ROM是一片用来存放引导程序的FLASH ROM；PROGRAM SDRAM是系统内存，用作程序运行区和数据存储区；NAND FLASH是一片电子盘，可以代替硬盘存放程序和数据；BATT是后备电池，用来在系统掉电时为时钟电路供电。
考虑到作为医用仪器通用硬件平台的需求，除MCU外，本实用新型还集成了SDRAM、Flash ROM、SSFD、LCD接口、IIC EEPROM等硬件资源，可以满足大部分小型医用仪器的需求，另外，还可以通过引出的系统总线扩展USB、网卡、高性能显示卡扩展资源。
本实用新型能很好地满足作为小型医用仪器通用硬件平台的条件比较强的数据信号处理能力、可以与多个生理信号处理模块连接、多样化的面板控制和显示、一定能力的外部通信。
本实用新型的优点是1.可替代传统的PC和单片机平台，作为小型医用仪器使用的硬件平台；2.可以提供比PC平台更丰富的医用仪器中常用的各种硬件资源；性能超过大部分PC平台，可满足运行较复杂软件的需要；
3.集成度高、可靠性好、功耗低、成本低；4.系统的可扩充性比PC平台和单片机平台更好；5.可以自行生产，不会受到PC平台那样的可供货周期短的困扰；
图1为ARM系统平台结构示意图；图2为ARM系统平台电路原理图；图3为引导程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例如图1所示，为ARM系统平台结构示意图，所述的ARM硬件平台，由ARMMCU、BOOT ROM、SDRAM、电子盘、总线扩展插座J1、输入输出扩展插座J2、A/D接口J3、JTAG接口J4及其软件组成，ARMMCU通过系统总线与BOOT ROM、SDRAM、电子盘、总线扩展插座J1、输入输出扩展插座J2、A/D接口J3、JTAG接口J4和电池BATT连接，总线扩展插座J1、输入输出扩展插座J2、A/D接口J3和JTAG接口J4相互连接。
如图2所示，为ARM系统平台电路原理图，ARMMCU(U2)通过系统总线与BOOT ROM(U5)、SDRAM(U3)、电子盘U1、总线扩展插座J1、输入输出扩展插座J2、A/D接口J3和JTAG接口J4连接，ARMMCU(U2)与集成块U6、电阻R3、电解电容CD4、复位开关S1、二极管D2构成的系统复位电路连接，ARMMCU(U2)还通过集成块U6的控制电路与电子盘U1连接，ARMMCU(U2)还连接晶振X1、X2、电池BATT、二极管D1、电阻R2、电容C4组成的电源电路、以及稳压集成块U7、U8。
所述的ARMMCU(U2)是三星公司的采用ARM7TDMI架构的S3C44B0X，是一个基于ARM内核的单片系统IC，它具有32位处理能力，相当于Intel Pentium的水平，可以运行Linux、WinCE、μC/OS-II等常用嵌入式操作系统，能够大部分医用仪器的系统要求，其外部时钟为8MHz，内部倍频最高可达72MHz，推荐工作频率为64MHz，ARMMCU(U2)还具有相当好的系统扩展能力和丰富的内置I/O控制装置，并且可以灵活配置以满足不同仪器的结构要求。
ARMMCU(U2)内置了丰富的资源，包括(1)2通道UART，波特率高达115200bps，并内置16Byte FIFO，同时兼容IrDA1.0规范；(2)1通道IIC接口(支持多主模式)；(3)1个IIS接口(音频数据接口)；(4)1个SIO接口，兼容SPI/SCI接口；(5)8通道10bit ADC(采样速率为100kbps)；(6)4通道PWM输出；(7)8条外部中断口；(8)1个RTC(实时时钟)；(9)Embeded-ICE(JTAG)接口；(10)LCD控制器(可直接控制DSTN/STN的各种灰度/256彩色LCD屏，最大支持分辨率为(1600*1600)；S3C44B0X资源丰富，成本极低，而其封装形式是ARMMCU中较少采用的LQFP，即使对于小批量生产也非常方便。
BOOT ROM(U5)型号是SST39VF040，容量为512Kb，根据需要，也可以采用SST39VF020(256K)、SST39VF080(1Mb)或SST39VF160(2Mb)，U5主要用于存放系统的引导程序。
SDRAM(U3)是系统的工作区域---系统程序运行区和数据区，也就是所谓的内存，它使用型号为HY57V641620的SDRAM构成，容量为32Mb。
电子盘U1用于存放各种文件，包括程序、数据、参数等，可以使用16Mb的K9F2808或32Mb的K9F5608。
通过总线扩展插座J1可以进一步扩展网络(NET)、显示驱动(LCD/CRT)、外部存储器(IDE)、外部设备(USB)。
输入输出扩展插座J2可以用于连接键盘、LCD、LED、编码器等人机交互装置，其中的UART、IIC、SPI串行通信功能可以很方便地联接和扩充仪器内的各种生理信号处理模块，而TIMER可以用来形成声音信号，其它的引脚作为GPIO(通用输入输出)可以用于发声控制、音量调节、电源控制等。
A/D接口J3提供了8个通道的10bit ADC，采样速率可高达100kbps。
JTAG接口J4是一个可以用来联机调试的20针标准JTAG接口，支持对系统进行在线调试。
其余部分是一些辅助电路集成块U6、电阻R3、电解电容CD4、复位开关S1、二极管D2构成系统复位电路；集成块U4是电子盘的控制电路；晶振X1是系统的主时基；晶振X2是日历/时钟的时基；电池BATT、二极管D1、电阻R2、电容C4为日历/时钟提供后备电源，以保证在掉电时时钟能持续运行；集成块U7是稳压IC，提供2.5V的电源给ARM内核；集成块U8是输出3.3V的稳压IC，主要用于5V供电的情况。如系统采用3.3V供电，则U8可以不要，并同时将JP2短接；如图3所示，为引导程序流程图，存放于BOOT ROM(U5)中的引导程序，其主要功能是先对系统的各项硬件资源进行初始化，然后根据是否有自检标志被置起(可以用按一组键来形成该状态)，选择运行自检程序或从电子盘U1中装入特定的用户程序运行。
在医用仪器中应用本实用新型的方法和应用PC平台和单片机平台基本相同。
权利要求1.一种ARM系统平台，其特征在于，由ARMMCU(U2)、BOOT ROM(U5)、SDRAM(U3)、电子盘(U1)、总线扩展插座(J1)、输入输出扩展插座(J2)、A/D接口(J3)、JTAG接口(J4)及其软件组成，ARMMCU(U2)通过系统总线与BOOT ROM(U5)、SDRAM(U3)、电子盘(U1)、总线扩展插座(J1)、输入输出扩展插座(J2)、A/D接口(J3)和JTAG接口(J4)连接，ARMMCU(U2)与集成块U6、电阻R3、电解电容CD4、复位开关S1、二极管D2构成的系统复位电路连接，ARMMCU(U2)还通过集成块U6的控制电路与电子盘(U1)连接，ARMMCU(U2)还连接晶振X1、X2，电池BATT、二极管D1、电阻R2、电容C4组成的电源电路、以及稳压集成块U7、U8。
2.根据权利要求1所述的一种ARM系统平台，其特征在于，所述的ARMMCU(U2)为三星公司的采用ARM7TDMI架构的S3C44B0X，外部时钟为8MHz，内部倍频最高可达72MHz，推荐工作频率为64MHz，可以运行Linux、WinCE、μC/OS-II常用嵌入式操作系统。
3.根据权利要求1所述的一种ARM系统平台，其特征在于，所述的BOOT ROM(U5)型号为SST39VF040，容量为512Kb，为SST39VF020 256K、SST39VF080 1Mb或SST39VF160 2Mb。
4.根据权利要求1所述的一种ARM系统平台，其特征在于，所述的RAM(U3)是系统内存，由型号为HY57V641620的SDRAM构成，容量为32Mb。
5.根据权利要求1所述的一种ARM系统平台，其特征在于，所述的电子盘(U1)由NAND FLASH构成，使用16Mb的K9F2808或32Mb的K9F5608。
6.根据权利要求1所述的一种ARM系统平台，其特征在于，所述的JTAG接口(J4)是一个可以用来联机调试的20针标准JTAG接口，支持对系统进行在线调试。
专利摘要本实用新型涉及一种ARM系统平台，由ARMMCU、BOOT ROM、SDRAM、电子盘、总线扩展插座J1、输入输出扩展插座J2、A/D接口J3、JTAG接口J4及其软件组成，ARMMCU通过系统总线与BOOT ROM、SDRAM、电子盘、总线扩展插座J1、输入输出扩展插座J2、A/D接口J3、JTAG接口J4和电池BATT连接，总线扩展插座J1、输入输出扩展插座J2、A/D接口J3和JTAG接口J4相互连接。本实用新型的优点是可替代传统的PC和单片机平台，供小型医用仪器设计时使用，生产容易，成本低廉，性能可靠稳定。
文档编号G06F19/00GK2886684SQ200520041950
公开日2007年4月4日 申请日期2005年5月30日 优先权日2005年5月30日
发明者方志庆, 陆玉林 申请人:上海三埃弗电子有限公司