ot;display: block;"> 嵌入式系統(tǒng)已成為IT行業(yè)研發(fā)熱點,但基于嵌入式系統(tǒng)的二次開發(fā)應用卻存在很多難點,難以真正地將嵌入式系統(tǒng)投入到實際應用中。武漢中科院巖土力學所
智能儀器室對基于ARM9的嵌入式系統(tǒng)進行二次開發(fā),采用ARM9微處理器取代原有的51單片機實現(xiàn)對SY5聲波檢測儀[2]的控制。其中高速微處理器與現(xiàn)有低速設備接口及在配套的操作系統(tǒng)中就SY5聲波檢測儀原有功能設計相應驅(qū)動是本文研究的重點。同時提出了可行的硬件調(diào)試方法,為今后基于ARM9微處理器的硬件開發(fā)提供了思路。
1 系統(tǒng)構成
1.1 高性能的ARM9嵌入式微處理器
本設計選擇Cirrus Logic公司2004年7月推出的EP93XX系列中的高端產(chǎn)品EP9315。該微處理器是高度集成的片上系統(tǒng)處理器,擁有先進的200MHz ARM920T處理器并支持Linux、WindowsCE和其他許多嵌入式操作系統(tǒng)的存儲器管理單元(MMU)。它具有ARM920T內(nèi)核所有的優(yōu)異性能。與其他ARM9微處理器相比,EP9315具有以下特性:MaverickCrunchTM數(shù)學運算引擎,支持浮點、整數(shù)和信號處理指令；豐富的集成外設接口,包括PCMCIA、接口圖形加速器、可接兩組設備的EIDE、1/10/100Mbps以太網(wǎng)MAC、3個2.0全速HOST USB、專用SDRAM通道的LCD接口、觸摸屏接口、SPI串行外設接口、AC97接口、6通道I2S接口、8×8鍵盤掃描接口；支持4組32位SDRAM的無縫連接等。
配合Windows 嵌入式操作系統(tǒng),系統(tǒng)開發(fā)效率高、運行穩(wěn)定,為工業(yè)控制提供了可靠的系統(tǒng)平臺。基于定制的WinCE操作系統(tǒng)實現(xiàn)工業(yè)控制中應用模塊的專用驅(qū)動,提高了嵌入式系統(tǒng)的通用性。
1.2 系統(tǒng)主體結構
EP9315嵌入式系統(tǒng)總體結構如圖1所示。整個系統(tǒng)分為嵌入式系統(tǒng)、應用模塊(聲波檢測儀)和轉(zhuǎn)換模塊三部分。Cirrus logic公司為用戶提供了基于該處理器的全功能開發(fā)板。該開發(fā)板擴展了EP9315的所有功能,并可根據(jù)實際需求將全功能開發(fā)板的硬件進行裁減,從而降低成本。該開發(fā)板預留了標準PC104接口,可方便用戶開發(fā)應用。應用模塊也預留標準PC104接口,其中的I/O控制信號、數(shù)據(jù)線、地址線與EP9315嵌入式系統(tǒng)的PC104接口一一對應。而系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換模塊可保證嵌入式系統(tǒng)和應用模塊連接的穩(wěn)定性。
EP935嵌入式系統(tǒng)主要由電源、32MB/64MB內(nèi)存、LCD接口、警示LED、主USB、面板按鍵、CF卡接口、以太網(wǎng)接口和標準PC104接口組成。其中電源提供5V、、三種電壓輸出,分別給應用模塊、外設、CPU內(nèi)核供電。內(nèi)存為操作系統(tǒng)提供運行空間。其中嵌入式系統(tǒng)與應用模塊的I/O控制信號、數(shù)據(jù)線和地址線都引到標準PC104插座上,經(jīng)轉(zhuǎn)換模塊處理后相接。采用PC104總線標準實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的各種應用目標。液晶顯示屏用于人機交互,警示LED直觀地顯示電源狀況。主USB支持U盤和USB鼠標鍵盤,CF卡作為大容量存儲器存放應用模塊的數(shù)據(jù),用戶通過面板按鍵實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制。
1.3 嵌入式系統(tǒng)板與應用模塊的連接方案
系統(tǒng)外接的應用模塊(SY5聲波檢測儀)采用51系列單片機控制數(shù)字模擬電路實現(xiàn)特殊功能。整個數(shù)字電路部分均為5V供電,模擬部分由5V及正負12V供電,采樣數(shù)據(jù)通過RS232串口傳給上位機進行數(shù)據(jù)處理。而EP9315、I/O口及外圍電路均為供電,管腳承受的最大電壓不超過。
