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基于ARM的PC104總線嵌入式工控機的研究和實現

  • 資源大小:5628 K
  • 上傳時間: 2013-07-10
  • 上傳用戶:snowpilce
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標      簽: ARM 104 PC 總線

資 源 簡 介

在特定的工業測控應用中對處理器的功耗有嚴格的要求,類似X86處理器芯片系列由于繼承了原有8086的構架,功耗很大,不能滿足要求。當前應用廣泛的ARM系列處理器有低功耗、高處理器能力的優點,非常適合于此類應用。由于ARM處理器并沒有對PC/104總線有支持,所以本設計使用CPLD可編程邏輯完成ARM本地總線與PC/104總線的轉換。文章完成了以下工作: 1.介紹了工業控制計算機的發展情況和當前使用廣泛的PC/104計算機,描述了嵌入式系統的發展歷史和軟硬件組成,分析了X86與ARM處理器構架的特點與優缺點; 2.從PC/104總線規范出發,對基于ARM處理器的PC/104工業控制嵌入式工控機進行了總體設計,軟硬件選型部分對當前流行的軟硬件系統進行了詳細地描寫,硬件處理器選用SAMSUNG公司的S3C2410,軟件系統采用嵌入式Linux操作系統; 3.對系統硬件各個部分實現細節進行了描寫,包括最小系統、CAN網絡、以太網絡和PC/104總線控制器;其中著重對PC/104總線控制器的實現方案進行了討論,分析了ARM本地總線時序和PC/104總線時序,最后使用VHDL語言實現了了總線控制器邏輯; 4.移植了嵌入式Linux操作系統,Linux操作系統移植分為配置、編譯和下載運行調試三個步驟;基于Linux操作系統編寫了PC/104總線驅動,驅動完成映射PC/104地址到系統虛擬地址和中斷綁定;編寫了基于PC/104的CAN總線驅動,分析了驅動初始化、中斷處理流程、數據緩沖區管理和文件操作接口,描寫了驅動的編譯和下載過程;最后給出了應用程序接口; 5.根據機車工業控制領域的具體要求,開發了實際系統,給出了系統主要參數指標;對系統的運算性能進行了測試,測試表明定點運算能力與X86相當,符合設計要求:系統通過鐵標高低溫測試和射頻干擾測試,并進行了為期3個月的裝車試運行,試運行過程中系統工作正常,完全能夠滿足設計要求。

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