使用TI-AM1808構(gòu)建嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)

　　摘要：TI的AM1808處理器具有較為先進的架構(gòu)。本文探討了利用AM1808構(gòu)建嵌入式導(dǎo)航系統(tǒng)的過程。并且探討了嵌入式文件系統(tǒng)的組成。在硬件和軟件方面對嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建過程中遇到的問題提出了解決方法。

　　硬件設(shè)計

　　在硬件設(shè)計上，得益于AM808先進的架構(gòu)，AM1808的硬件設(shè)計具有很高的彈性。但是考慮到嵌入式系統(tǒng)成本和體積的要求，簡潔有力的設(shè)計更應(yīng)該在整個設(shè)計流程中被體現(xiàn)出來。因此，某些功能必須被禁用，以提高系統(tǒng)的簡潔性和穩(wěn)定性，并且降低成本。

　　系統(tǒng)的需求分析

　　使用AM1808構(gòu)建嵌入式的導(dǎo)航系統(tǒng)，TFT顯示屏是必不可少的組件之一。TFT液晶顯示屏通過顯示不同的海圖和標(biāo)志，來引導(dǎo)船只的正常航行。早先的嵌入導(dǎo)航儀也選用點陣液晶來進行數(shù)據(jù)的顯示。相比較點陣液晶，TFT液晶有著低成本，更加豐富的顏色輸出以及更高的刷新速度?；谝陨系睦碛?，TFT液晶已經(jīng)慢慢將點陣液晶淘汰。

　　AM1808最大可以接駁1024*1024分辨率的液晶顯示器。但是其像素時鐘信號最高只能到37.5MHz。當(dāng)前系統(tǒng)中，我們使用800*480分辨率的液晶就能很好地滿足導(dǎo)航功能的現(xiàn)實需求。

　　對于一個嵌入式系統(tǒng)，系統(tǒng)的升級功能十分的重要。升級的數(shù)據(jù)來源可以是SD卡或者USB大容量存儲器。為了滿足多樣化的用戶需求，我們同時需要這兩種接口。AM1808的SD控制器可以訪問SD卡上的數(shù)據(jù)，但是不支持高速的SD卡，但標(biāo)準(zhǔn)速度的SD卡已經(jīng)可以很好地滿足系統(tǒng)的需求。在USB方面，AM1808具有兩個可以使用的USB主機端口：集成型PHY的USB2.0移動(OTG)和集成PHY的USB1.1的OHCI?？紤]到存儲器速度的需求，我們使用USB2.0的OTG來實現(xiàn)USB存儲器的數(shù)據(jù)交換。

　　導(dǎo)航的一個重要功能是顯示自身的GPS位置。為了能夠接受GPS模塊發(fā)出的定位信息，串口通信必不可少。AM1808具有3個獨立的串口，并且遵守TL16C550規(guī)范。每一個串口都具有16字節(jié)的硬件FIFO已經(jīng)增加的錯誤檢測位。UART提供了CPU和GPS模塊之間的數(shù)據(jù)交換功能。

　　系統(tǒng)存儲器的設(shè)計

　　系統(tǒng)的存儲器分為兩個部分：FLASH存儲器和DDR內(nèi)存。

　　FLASH存儲器存儲一些大容量的永久或者長期數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在系統(tǒng)掉電之后還能繼續(xù)存在。DDR控制器的存在使得AM1808可以使用DDR RAM來作為系統(tǒng)的內(nèi)存顆粒。相比較SDRAM來說，DDR內(nèi)存有價格便宜、速度快、容量大的顯著優(yōu)點。

　　因為嵌入式系統(tǒng)對于內(nèi)存的需求較低，我們選用128MB的系統(tǒng)內(nèi)存以及128MB的FLASH存儲器就能夠很好地滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

　　對于FLASH存儲器來說，NOR FLASH和NAND FLASH都能提供長效的數(shù)據(jù)存儲。但NOR FLASH相比NAND FLASH而言，具有成本高，容量小的缺點。雖然NOR FLASH可以提供字節(jié)編程的功能，但對于嵌入式的數(shù)據(jù)存儲來說，成本和容量是考量的首要兩個要素。因此，系統(tǒng)使用NAND FLASH來進行數(shù)據(jù)的存儲。由于NAND FLASH具有的一些缺陷如只能按塊擦除，原生可能存在壞塊等，我們引入著名的YAFFS文件系統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)的管理和文件系統(tǒng)的實現(xiàn)。

　　使用J-LINK進行AM1808的檢測調(diào)試

　　J-Link是SEGGER公司為支持仿真ARM內(nèi)核芯片推出的JTAG仿真器。配合IAR EWARM，ADS，KEIL，WINARM，RealView等集成開發(fā)環(huán)境支持所有ARM7/ARM9內(nèi)核芯片的仿真，通過RDI接口和各集成開發(fā)環(huán)境無縫連接，操作方便、連接方便。

　　在設(shè)計印刷電路版時，目前最主要用在測試集成電路的副區(qū)塊，而且也提供一個在嵌入式系統(tǒng)很有用的調(diào)試機制，提供一個在系統(tǒng)中方便的“后門”。當(dāng)使用一些調(diào)試工具像電路內(nèi)模擬器用JTAG當(dāng)做訊號傳輸?shù)臋C制，使得程式設(shè)計師可以經(jīng)由JTAG去讀取整合在CPU上的調(diào)試模組。調(diào)試模組可以讓程式設(shè)計師調(diào)試嵌入式系統(tǒng)中的軟件。

　　在嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計的初期，很重要的一點就是確認系統(tǒng)的CPU和內(nèi)存可以正常工作。通過系統(tǒng)的JTAG調(diào)試接口，J-LINK可以運行監(jiān)測程序，通過對同CPU的控制，可以確認系統(tǒng)的CPU是否已經(jīng)正常工作。通過對系統(tǒng)內(nèi)存的讀寫操作，我們可以知道系統(tǒng)的DDR內(nèi)存是否正常運行。

　　對于通常的ARM9來說，JTAG調(diào)試接口則較為復(fù)雜，需要對J-LINK進行定制操作以后才可以正常訪問ARM9內(nèi)核：復(fù)位ICE部件，設(shè)置正確的ICE信息等等。初始化完成以后，J-LINK就可以提供完整的調(diào)試功能。