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基于ARM的實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)
摘要：基于ARM的實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，是將高性能、低功耗32bit RISC結(jié)構(gòu)的ARM內(nèi)核處理器與開放源碼的實(shí)時(shí)嵌入式多任務(wù)操作系統(tǒng)ìC/OS-Ⅱ相結(jié)合，并通過(guò)Interniche公司的嵌入式TCP/IP協(xié)議棧為平臺(tái)添加網(wǎng)絡(luò)傳輸功能,構(gòu)建一個(gè)新型的實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)。為開發(fā)各種智能化、小型化現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)提供可重用、高性能、圖形化、網(wǎng)絡(luò)化軟硬件基礎(chǔ)平臺(tái)和高效的開發(fā)模式。充分利用高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)在多任務(wù)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為平臺(tái)添加友好的人機(jī)交互方式、圖形化界面、網(wǎng)絡(luò)、各種通信接口驅(qū)動(dòng)，使其平臺(tái)具備現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的特征。關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng) ARM ìC/OS-II 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 嵌入式TCP/IP協(xié)議棧 JTAG在線調(diào)試 集成開發(fā)環(huán)境
國(guó)內(nèi)測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)大多是幾個(gè)人以小組的形式根據(jù)不同的項(xiàng)目組織在一起，由于缺乏一個(gè)穩(wěn)定工作的硬件基礎(chǔ)，整個(gè)開發(fā)工作的重點(diǎn)大都放在調(diào)試硬件故障上。首先，所有項(xiàng)目的開發(fā)幾乎全部使用匯編語(yǔ)言，嚴(yán)重影響了程序的可讀性和可移植性，更換不同的處理器就意味著一切從頭開始，就連使用相同處理器的不同項(xiàng)目組之間的程序重用也很困難；而對(duì)于嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)著重解決的實(shí)際問(wèn)題往往無(wú)暇顧及，非常不利于我國(guó)嵌入式應(yīng)用水平的提高。其次，測(cè)控系統(tǒng)通信接口種類比較少, 多為傳統(tǒng)的RS232、RS485接口，數(shù)據(jù)交換速度慢，已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。另外，傳統(tǒng)的8位單片機(jī)已經(jīng)越來(lái)越不能適應(yīng)日漸復(fù)雜的應(yīng)用需求；友好的交互界面、網(wǎng)絡(luò)互連功能、智能化的軟件、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)處理幾乎成了現(xiàn)代實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)的共同需求。
我們開發(fā)了基于ARM內(nèi)核處理器的NetCARM7開發(fā)板，通過(guò)在嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)ìC/OS-Ⅱ上加入Interniche公司的嵌入式TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化、智能化、高性能的現(xiàn)代實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)。此外，通過(guò)JTAG在線調(diào)試工具BDI2000 RDI for ARM和集成開發(fā)環(huán)境IAR EW的結(jié)合，大大提高了程序調(diào)試的效率。
1 平臺(tái)設(shè)計(jì)
ARM內(nèi)核處理器具有高性能、低功耗、低成本、低開發(fā)難度等一系列優(yōu)點(diǎn)，是測(cè)控系統(tǒng)由8位機(jī)升級(jí)到32位機(jī)的理想選擇。此外，ARM7、ARM9、ARM10、XScale的指令兼容，已有的軟件資源和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)不會(huì)由于升級(jí)到更高性能的處理器而受到巨大的損失。
（1）平臺(tái)的硬件基礎(chǔ)
我們開發(fā)了NetCARM7開發(fā)板(處理器為Atmel公司的ARM7TDMI內(nèi)核的AT91M40800，主頻可達(dá)40 MHz)作為中低端實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的硬件基礎(chǔ)。AT91M40800性能已經(jīng)可以滿足一般測(cè)控系統(tǒng)的各種需求，功能簡(jiǎn)單易用，雙面板就可以形成穩(wěn)定硬件設(shè)計(jì)，大大降低了開發(fā)成本。板上將處理器的所有引腳引出,可以根據(jù)實(shí)際的項(xiàng)目需求靈活地?cái)U(kuò)展出新的應(yīng)用；集成了多達(dá)2 MB的 SRAM，保證用戶代碼可以獲得最高的性能。1 MB Flash ROM用來(lái)滿足絕大多數(shù)項(xiàng)目的需求。板上預(yù)留了JTAG端口，通過(guò)Abatron公司的BDI在線仿真器和IAR公司的集成開發(fā)環(huán)境Embeded Workbench for ARM 可以實(shí)現(xiàn)各種程序的在線
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