PowerPC在車輛顯控系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：車輛顯控系統(tǒng)的控制主板選用高性能PowerPC MPC8548E處理器，擴展了顯示器、內(nèi)存、Flash存儲器和接口設(shè)備。以此主板為平臺，實現(xiàn)了車輛數(shù)據(jù)和視頻的實時顯示和控制。本文重點闡述了在PowerPC上用軟件實現(xiàn)I2C控制以及通過PCI總線實現(xiàn)設(shè)備間通信的方法。
關(guān)鍵詞：PowerPC；MPC8548E；VxWorks；BSP

車輛顯控系統(tǒng)是對車輛工作狀態(tài)信息進行顯示、控制，并完成人機交互的系統(tǒng)。車輛顯控系統(tǒng)需要在顯示文字、圖形和視頻的同時響應(yīng)按鍵操作，并對車輛控制系統(tǒng)進行操控。這就要求系統(tǒng)具有實時響應(yīng)、并行處理多個任務(wù)的能力。本文在以PowerPC MPC8548E為處理器的控制主板上應(yīng)用實時操作系統(tǒng)VxWorks，實現(xiàn)了實時響應(yīng)系統(tǒng)操作、顯示相應(yīng)信息的功能。以此主板為核心控制主板的顯控系統(tǒng)，具有高性能、高穩(wěn)定性和良好的兼容性。

1 PowerPC MPC8548及其控制主板概述
PowerPC MPC8548是Freescale公司開發(fā)的新一代PowerQUICC III系列的高性能處理器。其內(nèi)部工作頻率可達1．33 GHz，在該工作頻率上處理性能可達3 065MIPS。一級緩存有指令緩存和數(shù)據(jù)緩存各32 KB，二級緩存為512 KB，支持DDR1和DDR2存儲器控制器，支持PCI、PCI-X和PCIE接口，支持SRapid IO接口和4個GbE接口。MPC8548不僅擁有強大的數(shù)據(jù)處理能力，還具有很強的通信處理能力，可靠性高，抗惡劣環(huán)境能力好，特別適合對網(wǎng)絡(luò)性能要求較高及有多個接口的場合。
車輛顯控系統(tǒng)的核心控制主板是以PowerPCMPC8548E為處理器的嵌入式系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過擴展顯示器、內(nèi)存、Flash存儲器以及其他接口控制電路，構(gòu)成了高性能、高可靠性的核心控制主板。以此控制主板為硬件平臺，移植嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks，對接口設(shè)備驅(qū)動進行二次開發(fā)，繼而以VxWorks為軟件開發(fā)平臺，開發(fā)應(yīng)用程序，實現(xiàn)顯示和控制任務(wù)。

2 PowerPC控制主板硬件設(shè)計
如圖1所示，PowerPC控制主板硬件系統(tǒng)由處理器、外圍電路和外部接口設(shè)備組成。外圍電路包括電源、晶振和復(fù)位電路；外部接口電路包括串口、網(wǎng)口、EL／LVDS液晶顯示、16位PCI總線、USB接口、Flash、鼠標和鍵盤等。

3 PowerPC控制主板軟件設(shè)計
車輛顯控系統(tǒng)是一個多任務(wù)的復(fù)雜的實時嵌入式系統(tǒng)，采用操作系統(tǒng)對所有軟硬件資源進行分配、調(diào)度、控制和協(xié)調(diào)，尤其是協(xié)調(diào)并發(fā)活動，如任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理、同步機制、異常和中斷處理、任務(wù)間通信等。WindRiver公司(現(xiàn)被Intel收購)的VxWorks是一個實時嵌入式操作系統(tǒng)。VxWorks操作系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空、汽車等行業(yè)，鑒于VxWorks對PowerPC處理器體系結(jié)構(gòu)的支持，使得應(yīng)用PowerPC處理器的嵌入式系統(tǒng)大多以其作為操作系統(tǒng)。因此，車輛顯控系統(tǒng)也采用VxWorks作為操作系統(tǒng)。
嵌入式系統(tǒng)是根據(jù)實際要求對硬件資源進行配置和裁減而成的系統(tǒng)。由于嵌入式產(chǎn)品是軟硬件的結(jié)合體，且隨著產(chǎn)品的研制完成，軟件就已固化在硬件環(huán)境中，因此，軟硬件綜合開發(fā)是嵌入式系統(tǒng)的一大特點，而軟件設(shè)計是在緊密聯(lián)系硬件的基礎(chǔ)上完成的。
PowerPC控制主板的軟件設(shè)計遵循嵌入式軟件的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，分為如下兩部分：
①特殊設(shè)備驅(qū)動的開發(fā)，通用設(shè)備驅(qū)動程序的集成，即板級支持包BSP的開發(fā)。
②應(yīng)用程序的開發(fā)，即顯控任務(wù)的實現(xiàn)。