基于ARM7的軌道檢測儀的嵌入式系統(tǒng)設計

　　S3C44B0的中斷控制器是可以將某個中斷設定為FIQ或IRQ類型送至ARM核的。ARM核只有FIQ和IRQ這兩個中斷信號線，因此處理器需要中斷控制器的協(xié)作才能確定某個中斷來自哪個中斷源，S3C44B0提供了兩種解決方式：VECTORED INTERRUPT MODE和NON-VECTORED INTERRUPT MODE。VECTORED INTERRUPT MODE可以像CISC處理器那樣不同的中斷執(zhí)行不同的中斷處理程序，其實現原理是當中斷到來時由硬件邏輯根據具體中斷源產生一個與之相應的跳轉指令放到總線上，ARM核取得該條指令后便立即跳轉到相應的處理程序[1]。這樣可以提高中斷響應速度和簡化程序設計，但是這種模式只支持IRQ類型的中斷;NON-VECTORED INTERRUPT MODE則像其他ARM處理器一樣，由中斷服務程序去訪問中斷控制器的I_ISPR寄存器來確定中斷源。

　　設計中將光電編碼器的中斷類型設為FIQ類型，并使用NON-VECTORED方式，其他中斷設為IRQ類型，使用VECTORED方式。中斷向量表由兩部分組成，前部分為ARM核的異常跳轉指令，后部分供S3C44B0的VECTORED中斷方式使用。中斷服務程序可由匯編或者C語言編寫，對于FIQ和IRQ類型的C語言函數需要加上__irq宏，編譯器才能生成正確的返回指令。

　　4.2 軟件的整體設計

　　由于沒有操作系統(tǒng)，啟動代碼和應用程序是融為一體的，啟動代碼由匯編語言編寫，除前面的中斷向量表以外，還負責硬件初始化，將自己從ROM拷貝到SDRAM，初始化各個模式下的堆棧等，完成了上述工作之后程序才能跳入由C語言編寫的函數之中去。

　　數據采集之外的工作對實時性要求很低，除了鍵盤掃描和RTC使用低優(yōu)先級的中斷之外，其他部分都包含在主程序循環(huán)里。特別需要注意的是，由于中斷向量表存放在Flash中，在向Flash寫數據的時候必須關閉所有中斷，所以需要保存的數據應先放到SDRAM中去，待一次測量完成之后再寫至Flash。

　　USB控制器CH375的制造商提供了U盤讀寫的庫文件，只需要外部定義讀寫CH375硬件的函數和將中斷服務程序配置到相應的中斷，就可以實現對U盤FAT文件系統(tǒng)的操作。

　　4.3 編譯與調試

　　設計采用的軟件開發(fā)環(huán)境是ARM公司的ADS1.2，編譯C語言程序時可能會產生用于Semihost通信的代碼，其中包含軟中斷SWI指令，但設計中并未包含SWI異常處理的程序，編譯器也沒有相應的編譯選項去掉Semihost功能，一旦遇到SWI指令便會進入軟中斷異常。因此可以反匯編機器碼，找到對應的函數將其重定義即可。

　　5 結束語

　　嵌入式系統(tǒng)的特點就在于其應用的針對性很強，設計充分的利用了ARM7處理器的性能和資源，根據特定應用目標構建整個軟硬件平臺，實現了高性能、低功耗的目標。該系統(tǒng)已成功的用于軌道檢測儀樣機，對其他基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設計具有很好的參考意義。

　　本文作者創(chuàng)新點：傳統(tǒng)的測試儀器多以單片機為核心，但是單片機速度較慢，資源較少，在許多應用環(huán)境中必須對其進行擴展，因此不利于降低系統(tǒng)功耗和提高集成度。將ARM7處理器應用到軌道檢測儀的設計是新的信息處理技術與傳統(tǒng)應用的一次創(chuàng)新結合，ARM7嵌入式平臺在提升系統(tǒng)性能和集成度的同時也改變了以往的系統(tǒng)設計方法，尤其是ARM處理器特有的中斷機制可以使實時數據的采集和處理實現起來更加方便和可靠。此外，高效率的供電系統(tǒng)也是本文的亮點。

　　參考文獻

　　[1] S3C44B0X Datasheet [Z]. Samsung. Co. Ltd. , 2003.

　　[2] 張俊濤,王長安. 12bA/D轉換器MAX197及其應用[J]. 現代電子技術 , 2004,(19) .

　　[3] 李新龍, 翟宏范, 狄國偉, 王鑫. USB芯片CH375在電能測量儀系統(tǒng)中的應用[J]. 微計算機信息 , 2006,(26).

　　[4] 杜春雷. ARM體系結構與編程 [M]. 北京: 清華大學出版社, 2003.

　　[5] 季振華. 基于ARM7TDMI內核的S3C44B0異常處理分析[J]. 微計算機信息 , 2006,(05).