基于Linux和s3C2440的GPC控制器設計

2 控制器軟件平臺設計
2．1 軟件平臺整體結構
控制器節(jié)點軟件體系結構如圖2所示。其中最底層為設備驅動程序層，主要進行處理器初始化和驅動各外設電路模塊；第2層為嵌入式Linux操作系統(tǒng)，主要管理系統(tǒng)的軟硬件資源、上層應用，以及操作底層驅動接口；第3層為Web服務器，以實現(xiàn)控制器的：Browser／Server訪問控制；第4層為應用程序，主要包括實時數(shù)據(jù)庫、GPC控制算法和時鐘同步應用程序。
2．2 bootloader的配置和編譯
首先在宿主機的Linux下建立arm-linux-gcc-2．95．3交叉編譯環(huán)境，將vivi．tgz解壓縮到Linux的相應目錄下，進入vivi目錄，執(zhí)行make menuconfig命令進入vivi配置界面，對vivi的參數(shù)進行配置。完成配置之后，進行編譯，此時已經(jīng)在當前目錄下生成了vivi。可使用H-JTAG將vivi燒寫到NAND Flash運行。
2．3 Linux的移植
(1)編譯Linux內核
首先在宿主機的Linux下建立arm-linux-gcc-3．4．1交叉編譯環(huán)境，然后將Liunx-2．6．13．tgz解壓縮到Linux的某一目錄下，執(zhí)行make menuconfig命令進入內核配置界面，定制Linux內核，包括配置CPU選項、網(wǎng)卡聲卡驅動、串口、對yaffs文件系統(tǒng)的支持等選項。完成定制之后，保存設置退出。然后對內核進行編譯，即可生成內核映像文件zImage。
(2)制作yaffs文件系統(tǒng)
制作yaffs文件系統(tǒng)映像需要使用mkyaffsimage工具程序。首先將其解壓縮到／usr／sbin目錄下，然后將文件系統(tǒng)解壓縮到Linux某一目錄下，此時用戶可以將自己編寫的應用程序或其他文件添加到文件系統(tǒng)中。添加完畢后使用mkyaffsimage命令即可得到root．img鏡像文件。最后可使用H-JTAG將生成的映像文件燒寫到NAND Flash運行。
2．4 Boa服務器的移植和構建
在網(wǎng)絡化測控系統(tǒng)中，每個測控節(jié)點都需要使用Web瀏覽器進行監(jiān)控和數(shù)據(jù)交互。Web服務器作為一個數(shù)據(jù)載體，可以將本地的信息和數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳遞給遠端發(fā)出請求的客戶，這對遠程網(wǎng)絡化監(jiān)控的實現(xiàn)有重要意義。因此Web Server的移植成為一項必不可少的工作。Boa的優(yōu)點在于其源代碼開放、性能好和可靠性高。本文中Web Server的構建也是基于Boa展開的。
首先在官方網(wǎng)站上下載Boa的源碼boa-0．94．13．tar．gz，解壓縮到Linxu宿主機的某一目錄下，然后進入src目錄，執(zhí)行．／congfig命令，生成Makefile．in文件。由于生成的Makefile文件是針對X86平臺的，為了生成能夠在ARM上運行的Boa，需要修改Makefile文件。找到CC=gcc，CPP=gcc-E這兩行，并修改為CC=arm-linux-gcc，CPP=arm-linux-gcc-E；然后使用make命令進行編譯，編譯成功后會在src目錄下生成1個可運行在ARM平臺下的Boa可執(zhí)行文件，然后將編譯好的Boa程序放入，／sbin目錄下。
在目標板上運行Boa之前，還需要對boa．conf文件進行配置。boa．conf文件主要包含的boa基本參數(shù)：Port，boa服務器監(jiān)聽的端口；User，連接到服務器的客戶端的身份；DocumentRoot，HTML文件的根目錄。用戶可以根據(jù)自己的需要進行設置，設置完畢后進入sbin目錄，直接運行Boa就可以直接啟動Web服務器。

3 GPC算法的設計與實現(xiàn)
廣義預測控制算法是Clarke等人于1987年提出的。該算法在保留了DMC、MAC等算法中多步預測優(yōu)化策略的基礎上，同時借鑒了最小方差自校正控制中的模型預測、最小方差控制、在線辨識的思想。因此對模型精度要求低，對變時滯的對象具有較強的魯棒性，近年來得到了廣泛的應用和重視。本文采用GPC算法解決時延問題。