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      工業觸摸屏

      嵌入式系統的實時數據接口擴展

      發布日期:2022-04-18 點擊率:95

              摘要:介紹了一種以Samsung公司的ARM7TDMI CPU S3C4510B為核心、μCUnux 為操作系統的嵌入式系統應用于MPEC-2或MPEG-4等實時多媒體數據的網絡傳輸所面臨的問題,并提出了相應的解決方案。
              嵌入式系統目前已廣泛應用于信息家電、網絡通信和工業控制等各個領域。典型的嵌入式系統主要由嵌入式硬件和軟件構成,其中硬件部分的核心為嵌入式處理器。與通用處理器相比,其在功耗、體積、成本等方面都受到應用要求的制約。嵌入式系統的軟件部分可以像計算機一樣使用操作系統,目前已有許多成熟嵌入式操作系統,如VxWorks、pSOS、Nucleus、Windows CE 以及嵌入式Linux 等。當然,在一些簡單應用中許多嵌入式系統的軟件并沒有使用操作系統,只有一些循環控制。這樣,軟件復雜度大大降低,從而減少存儲器的容量要求,但是這樣的軟件在重復使用、網絡支持等方面的能力相對較弱。
              ARM系列內核是目前嵌入式處理器中廣泛使用的內核。采用ARM內核的處理器具有體積小、功耗低、成本低和性能高的特點。在全球有眾多生產ARM內核處理器的廠商。
              Linux是一種很受歡迎的開放源碼操作系統,原先被設計應用于桌面系統,后被廣泛應用于服務器。由于其開放源碼和內核可裁減等特性,Linux逐漸被修改用于嵌入式領域。目前已有多個嵌入式應用的版本,μClinux 是其中的一個分支,最早被設計應用于微控制領域。其最大特征就是沒有MMU(內存管理單元),很適合于許多低端的、沒有MMU的嵌入式處理器。
              本文設計了一種嵌入式系統用于多媒體實時數據的網絡傳輸。ARM內核處理器與嵌入式 Linux 是目前嵌入式應用中的一種典型組合,選用了 Samsung 公司的16/32位ARM7TDMI 內核的網絡處理器 S3C4510B 為嵌入式硬件核心,μClinux 為操作系統。該系統支持完整的TCP/IP協議以及許多其它的網絡協議,同時它具有很低的成本。
       


      1 嵌入式系統的構成
      1.1 硬件系統
      嵌入式硬件系統主要由 CPU、Flash ROM、SDRAM、以太網物理層、FIFO以及CPLD等芯片構成,如圖1所示。
      (1) CPU
      本系統采用了 ARM7TDMI 內核的 RISC 處理器S3C4510B。該芯片具有如下一些主要特點:
      8/16/32位的外部總線支持 ROM、RAM、Flash 存儲器、DRAM 和外部I/O;
      ?8K 字節的 Cache;
      ?一個I2C 接口;
      ?一個帶 MII 接口的100Mbps/10Mbps 以太網控制器;
      ?兩個 UART 通道;
      ?兩個通用 DMA 通道;
      ?兩個 HDLC 通道;
      ?18個通用I/0通道;
      ?兩個32位定時器;
      ?共有21個中斷源,其中4個用于外部中斷;
      ?一個內部 PLL 用于提供高頻率的系統時鐘,最高系統時鐘可達50MHz。
      由此可見,S3C4510B 很適用于低端的網絡設備,如集線器交換機、家庭網關等。
      (2)Flash ROM 和 SDRAM
              Flash ROM 和 SDRAM 構成了系統的存儲空間。其中Flash ROM 作為程序存儲器,用于存放操作系統、應用程序等;SDRAM為系統內存。
      (3)以太網物理層和串行接口芯片
               CPU 內部的以太網控制器只提供了MAC(媒體接入控制器),需在外部接一個物理層芯片完成編解碼和時鐘恢復等功能。串行接口芯片主要完成串行線路接口的電平轉換。
      (4)CPLD 和 FIFO
              為了能使系統支持實時數據通信,需要在外設和嵌入式系統的外部總線之間加上 FIFO 和CPLD。FIFO 用于數據緩沖,CPLD 用于產生 FIFO控制邏輯和外部總線控制邏輯。

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