基于ARM CPU 的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)

3 基于ARM的現(xiàn)代實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)具體實(shí)現(xiàn)

3.1硬件設(shè)計(jì)和測(cè)試

完成NetCARM7設(shè)計(jì)、板焊接以后，我們使用Abatron公司(http://www.abatron.ch) JTAG仿真器BDI2000，通過(guò)編寫(xiě)B(tài)DI配置文件對(duì)NetCARM7板進(jìn)行初始化，初步驗(yàn)證板上CPU工作是否正常，檢查SRAM,Flash ROM是否可以正常讀寫(xiě)。

3.2 通過(guò)BDI2000/1000結(jié)合IAR EW集成開(kāi)發(fā)環(huán)境調(diào)試各種測(cè)試軟件
在板上存儲(chǔ)器正常工作的基礎(chǔ)上，使用IAR公司(http://www.iar.com)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境Embedded Workbench編寫(xiě)出簡(jiǎn)單的測(cè)試程序，其中包括匯編語(yǔ)言、C語(yǔ)言,只要在EW中，利用它提供的嵌入式C/C++優(yōu)化編譯器，匯編器，連接定位器就可以生成目標(biāo)機(jī)的可執(zhí)行程序，利用EW的C-SPY調(diào)試器中支持的RDI接口就可以和BDI2000/1000建立連接，直接將編寫(xiě)的代碼下載到板上在線仿真。由于BDI2000仿真器是通過(guò)10兆以太網(wǎng)連接計(jì)算機(jī)，并且通過(guò)JTAG接口與目標(biāo)機(jī)相連，BDI2000與目標(biāo)機(jī)的通信速率可達(dá)16兆/秒，程序下載速率可達(dá)320K字節(jié)/秒，因此可以大大提高平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)的效率。

在初步的測(cè)試程序編寫(xiě)完成以后，逐步對(duì)板上的其他外設(shè)和通訊端口進(jìn)行測(cè)試。

3.3 帶有簡(jiǎn)單調(diào)試功能的串口監(jiān)控程序

NetCARM7上的串口除了可以提供少量數(shù)據(jù)傳送、控制信息的輸入輸出以外，為了方便平臺(tái)的軟件維護(hù)我們還開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于板上串口的監(jiān)控程序，經(jīng)RS-232接口就可將PC與NetCARM7相連，完成以下功能：1).顯示處理器各狀態(tài)下寄存器的值。2).修改指定地址的SRAM、FlashROM中的內(nèi)容。3).查看指定地址的存儲(chǔ)器中的內(nèi)容。4).將用戶編寫(xiě)的代碼下載到NetCARM7的指定地址的SRAM、Flash ROM中。5).從指定地址開(kāi)始執(zhí)行用戶代碼。6).通過(guò)設(shè)置跳線，選擇從用戶放在FlashROM中的代碼直接啟動(dòng)(上電后直接運(yùn)行用戶的應(yīng)用程序)。
7).支持用戶設(shè)置的軟件中斷，在中斷以后可以使用1、2、3項(xiàng)功能，用以方便用戶調(diào)試自己的代碼。這樣，在平臺(tái)用于實(shí)際的測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)品以后，在儀器工作現(xiàn)場(chǎng)只需改變跳線就可以使板上的監(jiān)控程序工作，通過(guò)串口升級(jí)整個(gè)系統(tǒng)軟件，也包括監(jiān)控程序本身，在沒(méi)有JTAG調(diào)試工具的時(shí)候，方便的對(duì)可能出現(xiàn)的比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題進(jìn)行修復(fù)。

3.4 uC/OS-Ⅱ的移植

對(duì)uC/OS-Ⅱ的移植在BDI2000和IAR EW的幫助下變得非常簡(jiǎn)單。在完成CPU的初始化以后，首先對(duì)時(shí)鐘節(jié)拍進(jìn)行設(shè)置（10～100hz）。對(duì)AT91M40800只需編寫(xiě)相應(yīng)的定時(shí)器中斷處理程序，在程序中調(diào)用操作系統(tǒng)的OSTimeTick()，并在其AIC(Advanced Interrupt Controller)中設(shè)置定時(shí)器的優(yōu)先級(jí)別，并將定時(shí)器中斷處理程序的地址放到相應(yīng)的中斷向量表中，就可以了。使定時(shí)器產(chǎn)生中斷，必須在開(kāi)始多任務(wù)調(diào)度后，即在第一個(gè)任務(wù)中使能定時(shí)器；其次，對(duì)uC/OS-Ⅱ移植主要集中在includes.h，OS_CPU_A.S，OS_CPU_C.C等CPU相關(guān)文件的移植，上層任務(wù)調(diào)度部分不需要任何修改。對(duì)于多任務(wù)操作系統(tǒng)，只需將復(fù)雜的應(yīng)用分成簡(jiǎn)單的、相互聯(lián)系的任務(wù)，再把各個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)交給操作系統(tǒng)去管理就可以了。

3.5 Interniche協(xié)議棧的移植

BDI2000結(jié)合IAR EW在線調(diào)試對(duì)于驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)的幫助作用更加明顯。對(duì)于同樣具有良好可移植特性的Interniche協(xié)議棧，只需要根據(jù)以太網(wǎng)絡(luò)控制器RT8019手冊(cè)上的詳盡描述，編寫(xiě)出發(fā)送包，接收包的函數(shù)，以及用于以太網(wǎng)控制器的外部中斷處理程序就可以完成對(duì)Interniche的網(wǎng)絡(luò)部分的移植。由于Interniche協(xié)議棧也是可以獲得源碼的，所以對(duì)于任何網(wǎng)絡(luò)控制器都可以通過(guò)不斷的調(diào)試最終完成自己的驅(qū)動(dòng)程序。此外，為了方便調(diào)試，使Niche ToolTM-菜單驅(qū)動(dòng)的協(xié)議調(diào)試和測(cè)試工具工作還應(yīng)該完成對(duì)Interniche中向串口收發(fā)字符putchar(); getch()的移植，就可以在PC端使用超級(jí)終端經(jīng)過(guò)串口與NetCARM7上的Interniche基于命令行交互了。Interniche的各種協(xié)議簇可以根據(jù)需要由uC/OS-Ⅱ調(diào)度的狀態(tài)查詢?nèi)蝿?wù)。這樣uC/OS-Ⅱ就和Interniche一起構(gòu)成了現(xiàn)代實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的軟件核心。

3.6 開(kāi)發(fā)平臺(tái)可以為實(shí)際控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種靈活的

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和遠(yuǎn)程控制

⑴圖形化操作界面（基于Interniche 的webserver,通過(guò)WWW瀏覽器實(shí)現(xiàn)）
利用Interniche提供的WebportTM 讓最終用戶通過(guò)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)訪問(wèn)嵌入式控制系統(tǒng)，在WWW瀏覽器中設(shè)置測(cè)控設(shè)備工作參數(shù)、監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)及察看測(cè)量結(jié)果。 而避免為嵌入式測(cè)控系統(tǒng)專門(mén)去編寫(xiě)專用的GUI交互界面，在不同的儀器設(shè)備中的界面只需編寫(xiě)不同的html頁(yè)面，結(jié)合CGI技術(shù)就可以完成各種靈活、友好的交互功能了，這些界面只需要目標(biāo)機(jī)提供存儲(chǔ)空間就可以了。

⑵真正的遠(yuǎn)程控制
利用Interniche提供的PPP撥號(hào)上網(wǎng)，使用Email Alerte為嵌入式測(cè)控系統(tǒng)增加預(yù)告和報(bào)警功能，測(cè)控設(shè)備就可以向遠(yuǎn)程的Email地址發(fā)出預(yù)先設(shè)置好的信息，通知測(cè)控設(shè)備的工作情況，實(shí)現(xiàn)嵌入式控制設(shè)備真正的"無(wú)人值守"遠(yuǎn)程控制。

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