構(gòu)件化可裁剪嵌入式工控板SD-K60的設(shè)計與應(yīng)用——基于ARM Cortex--M4 Kinetis系列微控制器.pdf

1、近年來，關(guān)鍵行業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)對工業(yè)自動化日益強(qiáng)烈和多樣化的需求促進(jìn)了工業(yè)控制計算機(jī)（簡稱工控機(jī)）的快速發(fā)展。作為微處理器主要供應(yīng)商的ARM公司為了適應(yīng)這一發(fā)展需求，針對工控領(lǐng)域?qū)ｉT推出ARMCortex-M系列微處理器，對低功耗和低成本應(yīng)用提供優(yōu)化，并于2009年推出M系列中最新的ARMCortex-M4處理器。飛思卡爾半導(dǎo)體有限公司于2010年11月推出業(yè)界首款基于ARMCortex-M4內(nèi)核的工業(yè)級KinetisK60系列微控制器。本

2、課題受飛思卡爾公司委托，設(shè)計并實現(xiàn)了一款構(gòu)件化可裁剪的嵌入式工控板SD-K60，為KinetisK60系列芯片在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用提供樣板、構(gòu)件驅(qū)動等技術(shù)支持。
　　 硬件設(shè)計上采用構(gòu)件化、可裁剪、做減法的設(shè)計思想。選用KinetisK60系列芯片為主控芯片，板上外圍接口豐富，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇硬件接口，不需要的可以裁剪掉，降低開發(fā)成本。在設(shè)計外圍接口電路時，充分考慮應(yīng)用現(xiàn)場可能遇到的各種不利因素，利用各種器件做好電路保

3、護(hù)工作，提高抗干擾能力。
　　 軟件設(shè)計上采用構(gòu)件化、可定制、做加法的設(shè)計思想。提供一套完整的底層驅(qū)動軟件庫，力求做到易用性與可靠性的統(tǒng)一。為了提高軟件的靈活性，本課題以嵌入式實時操作系統(tǒng)MQX為基礎(chǔ)，對其調(diào)度策略進(jìn)行改進(jìn)，提出多級反饋隊列調(diào)度算法。對MQX下的設(shè)備驅(qū)動結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，分為邏輯驅(qū)動層與硬件驅(qū)動層，將無操作系統(tǒng)的構(gòu)件驅(qū)動與有操作系統(tǒng)的構(gòu)件驅(qū)動統(tǒng)一起來。
　　 為了全面驗證SD-K60的綜合性能，將其應(yīng)用到20