W90P710評(píng)估板的開發(fā)與應(yīng)用研究

1 華邦W90P710硬件評(píng)估板
目前華邦專門針對(duì)710的一款開發(fā)板，集成了所有W90P710的功能模塊，并配有板級(jí)開發(fā)包，完善的設(shè)計(jì)技術(shù)和技術(shù)支持體系使華邦的710市場(chǎng)變得更為廣泛。
如圖1所示，W90P7lO評(píng)估板由以下部分組成。

MCU：標(biāo)準(zhǔn)操作頻率為80 MHz，W90P710在ARM7TDMl基礎(chǔ)上集成了豐富的片上資源，使成本費(fèi)用降至最低，同時(shí)減少了系統(tǒng)的擴(kuò)展，減小了產(chǎn)品的體積。
智能卡：通過EBI總線掛載性價(jià)比高、性能可靠的TDA8007芯片，可支持稅控卡和用戶卡?？ú墼?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/評(píng)估">評(píng)估板背部。
存儲(chǔ)模塊：本設(shè)計(jì)中存儲(chǔ)器通過EBI總線掛載在系統(tǒng)中，內(nèi)存可達(dá)16MB。程序存儲(chǔ)器采用8MB的NORFlash，分兩個(gè)區(qū)，第一個(gè)分區(qū)存儲(chǔ)BOOT代碼、內(nèi)核映像和文件系統(tǒng)，第二個(gè)分區(qū)用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。為了滿足存儲(chǔ)大數(shù)據(jù)的需要，本設(shè)計(jì)還實(shí)現(xiàn)了可插拔式NAND存儲(chǔ)器，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與系統(tǒng)主板分離。
通信模塊：W90P710支持3個(gè)串口，用戶可接掃描槍、VFD模塊、調(diào)試口及Bluetooth模塊等。W90P710內(nèi)建了1個(gè)MAC，只需外加PHY即可組建成一個(gè)10／100Mbps的網(wǎng)口，同時(shí)內(nèi)建USB主和USB設(shè)備控制器，USB設(shè)備可以模擬串口使用。
顯示模塊：W90P710內(nèi)建高分辨率的TFT、STNLCD控制器，支持8位LCD模塊，19264點(diǎn)，支持簡單的圖形界面．包括菜單和滾動(dòng)條等。通過SPI接口支持VFD模塊顯示。
鍵盤：支持16鍵的矩陣鍵盤和PS2鍵盤。
SD卡：支持SD卡操作，卡槽在評(píng)估板背部。
Audio：耳機(jī)插槽，可以播放聲音。
Debug模塊：采用ICE進(jìn)行跟蹤調(diào)試和bootloader的第一次燒錄。

2 華邦W90P710的板級(jí)支持包
2．1 uClinux在W90P710評(píng)估板上的移植
uClinux主要是針對(duì)處理器沒有存儲(chǔ)管理單元的嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。它保留了Linux的大多數(shù)優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定、良好的移植性，優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能，對(duì)各種文件系統(tǒng)完備的支持和標(biāo)準(zhǔn)豐富的API，編譯后目標(biāo)文件可達(dá)幾百KB數(shù)量級(jí)，非常適合嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。鑒于uClinux的以上優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于Linux2．4是非常成熟的版本，本設(shè)計(jì)使用了uClinux-2．4．20版本的uClinux作為評(píng)估板的操作系統(tǒng)。
在W90P7lO板上移植uClinux的主要步驟：
①選擇藍(lán)本S3C4510B，然后編譯該內(nèi)核。期間可能會(huì)出現(xiàn)編譯不能通過的現(xiàn)象，需要選擇最小配置和進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)試來解決。
②S3C4510B內(nèi)核編譯通過后，直接下載到華邦7lO開發(fā)板上運(yùn)行。由于芯片不同，系統(tǒng)肯定會(huì)停止在某個(gè)地方，這時(shí)需要用ICE或者printk的方法跟蹤調(diào)試。但由于此時(shí)串口是不能使用的，所以printk方法無法使用，可以先針對(duì)華邦W90P710寫一個(gè)簡單的屏幕打印串口代碼，把這段代碼放在／kernel／printk.c的printk函數(shù)中。這樣就可以用printk跟蹤調(diào)試了。
③修改相應(yīng)的中斷函數(shù)。此步驟主要修改arch／armnornmu／kernel／irq．c中的init_IRQ及其頭文件，對(duì)W90P710的中斷控制器進(jìn)行初始化。
④修改相應(yīng)的tinier函數(shù)。在arch／armnommu／kernel／time．c中定義，同時(shí)調(diào)用arch/ammonmm／mach-w90p710／time．c文件，對(duì)應(yīng)的頭文件time．h也要作相應(yīng)修改。
⑤修改irq和timer之后，操作系統(tǒng)基本上可以運(yùn)行起來。由于串口驅(qū)動(dòng)比較簡單且很實(shí)用，所以首先針對(duì)W90P710進(jìn)行串口驅(qū)動(dòng)編程，這樣一個(gè)基本的uClinux內(nèi)核就可以運(yùn)行在華邦W90P710評(píng)估板上了。
2．2 華邦W90P710評(píng)估板各模塊驅(qū)動(dòng)
根據(jù)圖1的評(píng)估板硬件組成，可以給出主要模塊的軟件驅(qū)動(dòng)。
智能卡：通過EBI總線掛載性價(jià)比高、性能可靠的TDA8007芯片，驅(qū)動(dòng)程序文件為1inux／driver／char／tda8007b_sc．c，驅(qū)動(dòng)程序經(jīng)過完整的測(cè)試，性能可靠，在稅控機(jī)中廣泛應(yīng)用。
存儲(chǔ)模塊：NOR Flash驅(qū)動(dòng)文件在linux／driver／mtd／chips下面，名稱為winbond．c，NAND Flash驅(qū)動(dòng)文件在linux/driver／mtd／nand下面，名稱為w90p710_hand．c，用戶可以按照自己的需要修改驅(qū)動(dòng)程序里面相應(yīng)的分區(qū)。目前華邦710BSP支持yaffs和jffs2兩種針對(duì)NANDFlash和NORFlash的文件系統(tǒng)。存儲(chǔ)模塊的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了大量的模擬掉電等邊緣測(cè)試，性能良好。
通信模塊：W90P7lO支持3個(gè)串口，分別是linux／drlvers／char／w90p710_uart_1．c和w90p710_uart_2．c和w90p710_uart_3．c。W90P710內(nèi)建了一個(gè)MAC，驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閘inux／deriver／net／w90p710_mac．c，usb device驅(qū)動(dòng)為linux／drivers／char／w90p710_usb．c。
顯示模塊：W90P710內(nèi)建高分辨率的TFT、STN LCD控制器，驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閘inux／drivers／media／vedio／w90p7l0_lcd．c，支持VFD模塊顯示，驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閘inux／driv-ers／media／vedio／w90p710_vfd．c。
鍵盤：支持16鍵的矩陣鍵盤，驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閘inux／drivers／char／w90p710_keypad．c和ps2鍵盤，驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閘inux／drivers／char／w90p710_ps2．c。
SD卡：支持SD卡操作，驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閘inux／drivers／scsi／w90p710_sdio．c。
Audio：驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閘inux／drivers／souod／w90p710_Aodio．c。
華邦板級(jí)開發(fā)包所包含的驅(qū)動(dòng)程序都是經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試，且由廣大客戶共同維護(hù)的，所以程序嚴(yán)謹(jǐn)，性能優(yōu)越?？梢詮膚ww．udinux．org網(wǎng)站下載uClinux-dist20051110．tar．gz，以獲得華邦W90N740、710系列的板級(jí)開發(fā)包。
2.3 交叉編譯器制作
2.3.1 構(gòu)建交叉編譯器組件
要構(gòu)建交叉編譯器．需要構(gòu)建GNU套件中的3大組件：
Binutils：包含基本的二進(jìn)制工具，如匯編器、鏈接器和Size、Strip等相關(guān)工具。二進(jìn)制工具主要是一些用于構(gòu)建應(yīng)用程序的核心組件和用來構(gòu)建、操作目標(biāo)機(jī)器執(zhí)行格式的工具。例如，Strip工具用來移除目標(biāo)文件或者應(yīng)用程序的符號(hào)表、調(diào)試信息以及其他“無用”的信息。
Gcc：編譯過程中的主要組件。Gee包括C預(yù)處理器和編譯器，用來將C代碼轉(zhuǎn)換為目標(biāo)CPU的匯編語言。
Gcc還在整個(gè)過程中擔(dān)當(dāng)著接口作用，調(diào)用相應(yīng)的預(yù)處理器、編譯器、匯編器和鏈接器。
uClibe：標(biāo)準(zhǔn)C庫。為了能夠應(yīng)用于嵌入式目標(biāo)而設(shè)計(jì)，在交叉編譯器中，體積小，更加友好。
此外還需要有目標(biāo)操作系統(tǒng)的頭文件。這些是在構(gòu)建應(yīng)用程序時(shí)，如果要訪問所有操作系統(tǒng)級(jí)的函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用所必需的。對(duì)于uClinux，獲得頭文件是相當(dāng)容易的，可以拷貝現(xiàn)存的頭文件。
目前，華邦板級(jí)開發(fā)包提供2種交叉編譯器，分別是根據(jù)組件Gcc版本號(hào)命名。一個(gè)是用來編譯內(nèi)核以及所有C語言程序的arm_tools3．O，另一個(gè)是專門用來編譯C++程序的arm_tools3，3．4，兩個(gè)版本的編譯器除了 Gcc版本不同外，uClibc版本也不相同。具體比較如表1所列。

2.3.2 構(gòu)建交叉編譯器步驟
現(xiàn)在的交叉編譯器已經(jīng)能夠提供安裝腳本文件，無須手動(dòng)分別制作了。這在很大程度上給用戶提供了方便，但是使我們對(duì)編譯器的理解程度大大較低。
首先，應(yīng)從www.uclinux．org／pub／uClinux/uclinux-elf-too1s／下載相應(yīng)的源碼包和安裝腳本文件build_uclinux-tools．sh。然后按要求修改好適合自己的目錄和選項(xiàng)，運(yùn)行sh build uclinux_tools．sh build即可。
值得注意的是，并不是所有的軟件包都能一次性編譯通過，它受到用來編譯它的編譯器版本的因素等制約，所以制作交叉編譯器需要有一定的調(diào)試能力。另外在交叉編譯器完全制作好后，用其編譯出來的程序能不能很好地運(yùn)行在開發(fā)板上也是一個(gè)問題，這需要用戶不斷地修正uClibc等組件的程序來適應(yīng)自己的開發(fā)板。
2.3.3 板級(jí)支持包提供的主要應(yīng)用程序組件
目前在華邦BSP里面有TestApp文件夾，里面包括了所有的驅(qū)動(dòng)測(cè)試程序樣例和目前比較流行的開源Linux組件程序，例如mysql、boa、pppoe等。這些已經(jīng)移植到W90P710評(píng)估板上，而且嚴(yán)格測(cè)試過，用戶可以直接做應(yīng)用。

3 華邦W90P710的應(yīng)用
3.1 華邦W90P710在稅控收款機(jī)上的應(yīng)用
基于W90P710的稅控收款機(jī)的設(shè)計(jì)方案具有嵌入式操作系統(tǒng)、圖形化操作界面、網(wǎng)絡(luò)處理、MODEM通信和文件操作等，產(chǎn)品擴(kuò)展方便。使用大屏幕LCD顯示屏，實(shí)現(xiàn)了較好的人機(jī)界面。獨(dú)有的數(shù)據(jù)保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)高可靠性、高抗干擾性，確保稅務(wù)數(shù)據(jù)的生成、存儲(chǔ)、傳遞萬無一失。其硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

3.2 華邦W90P710在遠(yuǎn)程監(jiān)控上的應(yīng)用
監(jiān)控系統(tǒng)一般可分為實(shí)時(shí)監(jiān)控和觸發(fā)模式監(jiān)控兩種，可以根據(jù)具體的情況設(shè)計(jì)合適的監(jiān)控方式。如果采用實(shí)時(shí)監(jiān)控，則將占用較多網(wǎng)絡(luò)資源，成本相對(duì)較高，而采用觸發(fā)模式的運(yùn)行成本較低。
觸發(fā)監(jiān)控終端被觸發(fā)后，開始拍攝圖片；同時(shí)其內(nèi)部的嵌入式控制模塊完成Internet的接入(包括撥號(hào)、PPP和TCP／IP協(xié)議的處理等)，并把拍攝到的圖片數(shù)據(jù)經(jīng)打包后發(fā)送給控制中心主機(jī)；控制中心主機(jī)登錄到Internet上后，運(yùn)行服務(wù)器端軟件就可以瀏覽由監(jiān)控點(diǎn)發(fā)來的圖片。其硬件結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

4 總 結(jié)
本文針對(duì)華邦最新推出的W90P7lO芯片，從硬件和軟件兩個(gè)方面對(duì)其評(píng)估板進(jìn)行了研究。這款芯片接口豐富，很好地滿足了當(dāng)前復(fù)雜多變的嵌入式應(yīng)用的要求，此外華邦還提供了板級(jí)支持包，有著豐富的底層驅(qū)動(dòng)，包括網(wǎng)絡(luò)、USB、串口、鍵盤、SPI、I2C、并口、智能卡和各種NOR／NAND Flash驅(qū)動(dòng)，可以很容易地開發(fā)出相應(yīng)的產(chǎn)品，節(jié)省了工程師的寶貴時(shí)間，為企業(yè)降低了成本。