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基于ARM的實時測控系統(tǒng)開發(fā)平臺
摘要：基于ARM的實時測控系統(tǒng)開發(fā)平臺，是將高性能、低功耗32bit RISC結(jié)構(gòu)的ARM內(nèi)核處理器與開放源碼的實時嵌入式多任務操作系統(tǒng)ìC/OS-Ⅱ相結(jié)合，并通過Interniche公司的嵌入式TCP/IP協(xié)議棧為平臺添加網(wǎng)絡傳輸功能,構(gòu)建一個新型的實時測控系統(tǒng)開發(fā)平臺。為開發(fā)各種智能化、小型化現(xiàn)代測控系統(tǒng)提供可重用、高性能、圖形化、網(wǎng)絡化軟硬件基礎平臺和高效的開發(fā)模式。充分利用高級語言的優(yōu)勢在多任務操作系統(tǒng)的基礎上，為平臺添加友好的人機交互方式、圖形化界面、網(wǎng)絡、各種通信接口驅(qū)動，使其平臺具備現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的特征。關鍵詞：實時測控系統(tǒng) ARM ìC/OS-II 嵌入式實時操作系統(tǒng) 嵌入式TCP/IP協(xié)議棧 JTAG在線調(diào)試 集成開發(fā)環(huán)境
國內(nèi)測控系統(tǒng)開發(fā)大多是幾個人以小組的形式根據(jù)不同的項目組織在一起，由于缺乏一個穩(wěn)定工作的硬件基礎，整個開發(fā)工作的重點大都放在調(diào)試硬件故障上。首先，所有項目的開發(fā)幾乎全部使用匯編語言，嚴重影響了程序的可讀性和可移植性，更換不同的處理器就意味著一切從頭開始，就連使用相同處理器的不同項目組之間的程序重用也很困難；而對于嵌入式應用系統(tǒng)應著重解決的實際問題往往無暇顧及，非常不利于我國嵌入式應用水平的提高。其次，測控系統(tǒng)通信接口種類比較少, 多為傳統(tǒng)的RS232、RS485接口，數(shù)據(jù)交換速度慢，已經(jīng)不能滿足日益增長的數(shù)據(jù)傳輸需求。另外，傳統(tǒng)的8位單片機已經(jīng)越來越不能適應日漸復雜的應用需求；友好的交互界面、網(wǎng)絡互連功能、智能化的軟件、實時的數(shù)據(jù)處理幾乎成了現(xiàn)代實時測控系統(tǒng)的共同需求。
我們開發(fā)了基于ARM內(nèi)核處理器的NetCARM7開發(fā)板，通過在嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)ìC/OS-Ⅱ上加入Interniche公司的嵌入式TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)了一個網(wǎng)絡化、智能化、高性能的現(xiàn)代實時測控系統(tǒng)開發(fā)平臺。此外，通過JTAG在線調(diào)試工具BDI2000 RDI for ARM和集成開發(fā)環(huán)境IAR EW的結(jié)合，大大提高了程序調(diào)試的效率。
1 平臺設計
ARM內(nèi)核處理器具有高性能、低功耗、低成本、低開發(fā)難度等一系列優(yōu)點，是測控系統(tǒng)由8位機升級到32位機的理想選擇。此外，ARM7、ARM9、ARM10、XScale的指令兼容，已有的軟件資源和開發(fā)經(jīng)驗不會由于升級到更高性能的處理器而受到巨大的損失。
（1）平臺的硬件基礎
我們開發(fā)了NetCARM7開發(fā)板(處理器為Atmel公司的ARM7TDMI內(nèi)核的AT91M40800，主頻可達40 MHz)作為中低端實時測控系統(tǒng)開發(fā)平臺的硬件基礎。AT91M40800性能已經(jīng)可以滿足一般測控系統(tǒng)的各種需求，功能簡單易用，雙面板就可以形成穩(wěn)定硬件設計，大大降低了開發(fā)成本。板上將處理器的所有引腳引出,可以根據(jù)實際的項目需求靈活地擴展出新的應用；集成了多達2 MB的 SRAM，保證用戶代碼可以獲得最高的性能。1 MB Flash ROM用來滿足絕大多數(shù)項目的需求。板上預留了JTAG端口，通過Abatron公司的BDI在線仿真器和IAR公司的集成開發(fā)環(huán)境Embeded Workbench for ARM 可以實現(xiàn)各種程序的在線
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