基于Linux和s3C2440的GPC控制器設(shè)計(jì)

2 控制器軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)
2．1 軟件平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)
控制器節(jié)點(diǎn)軟件體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中最底層為設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)?，主要進(jìn)行處理器初始化和驅(qū)動(dòng)各外設(shè)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(yīng)用，以及操作底層驅(qū)動(dòng)接口；第3層為Web服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)控制器的：Browser／Server訪問(wèn)控制；第4層為應(yīng)用程序，主要包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、GPC控制算法和時(shí)鐘同步應(yīng)用程序。
2．2 bootloader的配置和編譯
首先在宿主機(jī)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(yīng)目錄下，進(jìn)入vivi目錄，執(zhí)行make menuconfig命令進(jìn)入vivi配置界面，對(duì)vivi的參數(shù)進(jìn)行配置。完成配置之后，進(jìn)行編譯，此時(shí)已經(jīng)在當(dāng)前目錄下生成了vivi?？墒褂肏-JTAG將vivi燒寫到NAND Flash運(yùn)行。
2．3 Linux的移植
(1)編譯Linux內(nèi)核
首先在宿主機(jī)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(jìn)入內(nèi)核配置界面，定制Linux內(nèi)核，包括配置CPU選項(xiàng)、網(wǎng)卡聲卡驅(qū)動(dòng)、串口、對(duì)yaffs文件系統(tǒng)的支持等選項(xiàng)。完成定制之后，保存設(shè)置退出。然后對(duì)內(nèi)核進(jìn)行編譯，即可生成內(nèi)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(shí)用戶可以將自己編寫的應(yīng)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(yùn)行。
2．4 Boa服務(wù)器的移植和構(gòu)建
在網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)中，每個(gè)測(cè)控節(jié)點(diǎn)都需要使用Web瀏覽器進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)交互。Web服務(wù)器作為一個(gè)數(shù)據(jù)載體，可以將本地的信息和數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)端發(fā)出請(qǐng)求的客戶，這對(duì)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)有重要意義。因此Web Server的移植成為一項(xiàng)必不可少的工作。Boa的優(yōu)點(diǎn)在于其源代碼開放、性能好和可靠性高。本文中Web Server的構(gòu)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(jī)的某一目錄下，然后進(jìn)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(duì)X86平臺(tái)的，為了生成能夠在ARM上運(yùn)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(jìn)行編譯，編譯成功后會(huì)在src目錄下生成1個(gè)可運(yùn)行在ARM平臺(tái)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(biāo)板上運(yùn)行Boa之前，還需要對(duì)boa．conf文件進(jìn)行配置。boa．conf文件主要包含的boa基本參數(shù)：Port，boa服務(wù)器監(jiān)聽的端口；User，連接到服務(wù)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(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完畢后進(jìn)入sbin目錄，直接運(yùn)行Boa就可以直接啟動(dòng)Web服務(wù)器。

3 GPC算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
廣義預(yù)測(cè)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(yù)測(cè)優(yōu)化策略的基礎(chǔ)上，同時(shí)借鑒了最小方差自校正控制中的模型預(yù)測(cè)、最小方差控制、在線辨識(shí)的思想。因此對(duì)模型精度要求低，對(duì)變時(shí)滯的對(duì)象具有較強(qiáng)的魯棒性，近年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用和重視。本文采用GPC算法解決時(shí)延問(wèn)題。