基于FPGA+DSP+ARM的數(shù)據(jù)傳送總線變換器

　　4.1 嵌入式操作系統(tǒng)

　　在該數(shù)據(jù)傳送總線變換器中，實時數(shù)據(jù)壓縮的任務由DSP完成。ARM S3C4510B完成與PC之間的以太網(wǎng)通信，其軟件實現(xiàn)所要求的實時性、可靠性和復雜性使得選擇一種帶有TCP/IP協(xié)議包的嵌入式實時操作系統(tǒng)成為必需，而μCLinux是一個帶有完整的TCP/IP協(xié)議的操作系統(tǒng)，在μCLinux中加入實時RT-Linux模塊以滿足對嵌入式操作系統(tǒng)的實時性要求。

　　4.2 驅(qū)動和應用程序的開發(fā)

　　基于μCLinux操作系統(tǒng)的硬件驅(qū)動和應用程序的開發(fā)是在交叉編譯環(huán)境中進行的,首先在PC機上開發(fā)，然后移植到目標機上進行調(diào)試并最終固化到目標機上。所開發(fā)的硬件驅(qū)動有以太網(wǎng)卡控制器驅(qū)動、LCD驅(qū)動、HPI驅(qū)動等驅(qū)動程序。系統(tǒng)軟件結(jié)構如圖4所示。

　　在μClinux操作系統(tǒng)上運行三個任務：讀取壓縮數(shù)據(jù)、通過以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)、接收和執(zhí)行來自遠端PC機的命令。其中讀取DSP壓縮數(shù)據(jù)任務對實時性有要求，它通過中斷處理程序來實現(xiàn)，而其他的兩個任務則通過用戶進程來實現(xiàn)。以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)的任務和讀取壓縮數(shù)據(jù)的任務共享一個緩沖區(qū)，通過ioctl函數(shù)在其間傳遞緩沖區(qū)雙向鏈表的地址。所以需要為數(shù)據(jù)處理模塊上的通信接口HPI注冊一個驅(qū)動程序，注冊驅(qū)動程序的函數(shù)是：

　　result=register_chrdev(HPI_MAJOR,hpi,hpi_fops)

　　驅(qū)動程序的主要結(jié)構如下：

　　struct file_operations hpi_fops=

　　{

　　owner: THIS MODULE,

　　open: hpi_open,

　　read: hpi_read,

　　write: hpi_write,

　　ioctl: hpi_ioctl,

　　mmap:hpi_mmap,

　　release:hpi_release,

　　};

　　HPI驅(qū)動程序編寫完成后，將驅(qū)動程序源代碼置于../linux-2.4.x/driver/char目錄下，同時修改同級目錄下的Makefile，在../linux-2.4.x/driver/char/Makefile中加入Obj_y +=hpi.o

　　同時，為了能夠在?滋Clinux啟動時自動初始化此字符設備，還需要修改 ../linux-2.4.x/driver/char/men.c文件，在其中加入：

　　(1)新添加的字符驅(qū)動程序初始化函數(shù)聲明：extern void hpi_init(void);

　　(2)在字符設備統(tǒng)一初始化函數(shù)int _init chr_dev_init(void)中調(diào)用新設備的初始化函數(shù)，需要在int _init chr_dev_init(void)中加入語句：hpi_init();

　　在函數(shù)int _init chr_dev_init(void)中，字符設備的初始化函數(shù)將被統(tǒng)一調(diào)用，并完成字符驅(qū)動file_operations數(shù)據(jù)結(jié)構的注冊，初始化之后就可以使用HPI字符設備了。

　　本文所設計數(shù)據(jù)傳送總線變換器，不僅解決了由于傳輸距離遠而引起的信號畸變問題，而且滿足了信息傳遞的實時性要求，同時具有網(wǎng)關功能和嵌入式Web功能，能確保系統(tǒng)安全接入Internet。