基于ARM和Linux的嵌入式控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、本文提出的是一種基于ARM-Linux的嵌入式控制系統(tǒng)開發(fā)，為使其取代傳統(tǒng)的單片機(jī)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)而用于工業(yè)控制系統(tǒng)管理。文中提出以工業(yè)級(jí)ARM9芯片為核心的嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，并基于工業(yè)局域網(wǎng)技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與之結(jié)合起來為該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的采集和控制等領(lǐng)域提供硬件支持的可行性方案。文中通過介紹ARM9芯片與嵌入式Linux系統(tǒng)的特點(diǎn)，逐一描述了這一方案開發(fā)流程。
　　 進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)的飛速

2、發(fā)展，嵌入式控制系統(tǒng)(Embedded Control System)作為計(jì)算機(jī)工業(yè)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域己深入到工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)方面。傳統(tǒng)的8/16位MCU(Micro-Control Unit微控制器)由于運(yùn)算速度慢、運(yùn)行功耗大，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳輸困難，已經(jīng)越來越不能滿足高速發(fā)展的工業(yè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)信息量的巨大需求；而工業(yè)用控制計(jì)算機(jī)同樣存在著系統(tǒng)體積大，環(huán)境適應(yīng)力差，系統(tǒng)可靠性低等缺點(diǎn)。隨著ARM(Advanced RISC Machine)

3、工業(yè)級(jí)芯片的不斷成熟和嵌入式Linux系統(tǒng)的不斷完善，采用RISC(ReducedInstruction Set Computer精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))架構(gòu)的32位ARM系列微控制器，具有運(yùn)行功耗低、設(shè)備性能優(yōu)、運(yùn)算速度快、執(zhí)行效率高等優(yōu)點(diǎn)。
　　 本文中首先分析了工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)，明確了所涉及的系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)。故選取采用了核心板一底版的設(shè)計(jì)方案，使其包含硬件靈活性高、重構(gòu)性強(qiáng)等特點(diǎn)，繼而完成了核心板一底板主要

4、功能模塊的電路設(shè)計(jì)部分(硬件)，并解決了相應(yīng)問題，完成了系統(tǒng)電路板的制作并測(cè)試通過。
　　 文中緊接著是基于對(duì)嵌入式Linux系統(tǒng)架構(gòu)的分析，故本系統(tǒng)采取遠(yuǎn)程開發(fā)模式以提高軟件開發(fā)的效率。繼而分析系統(tǒng)代碼的優(yōu)缺點(diǎn)并解決程序移植過程中遇到的問題，最終完成了將嵌入式Linux系統(tǒng)移植到上文提及的開發(fā)板上的工作。
　　 然后文中是本方案所涉及的主要硬件驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)(軟件)。驅(qū)動(dòng)程序是系統(tǒng)中連接軟、硬件平臺(tái)的重要組成部分，正是

5、由于驅(qū)動(dòng)程序的存在系統(tǒng)才能利用硬件資源的功能，即驅(qū)動(dòng)程序的效率決定了系統(tǒng)的效率。本文選取了兩種方法，即動(dòng)態(tài)模塊加載法與靜態(tài)編譯內(nèi)核法，并對(duì)比兩種方法各自的特點(diǎn)，選用前者開發(fā)了系統(tǒng)CAN(Controller Area Network)總線，選用后者開發(fā)了RS-422/485總線的驅(qū)動(dòng)程序。同時(shí)順便開發(fā)了外擴(kuò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，以滿足可預(yù)見的工業(yè)特殊性對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求。
　　 本文最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了集成測(cè)試。對(duì)于系統(tǒng)抗干擾能力的提高，采