嵌入式系統在曙光4000A大規模機群監控系統中的應用

　　對于采集卡主芯片的選擇，由于需要支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò )，需要支持IIC接口，同時(shí)還可以支持內存控制以及Flash控制器，因此選擇了三星公司的ARM芯片S3C4510B，該芯片采用ARM7TDI內核，32位RISC架構。對于嵌入式操作系統的選擇，uClinux具有免費、開(kāi)源、可裁減性好、對TCP/IP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議支持的較好并且穩定性高等優(yōu)點(diǎn)，因此選擇uClinux作為嵌入式操作系統。同時(shí)由于IIC總線(xiàn)技術(shù)有連接簡(jiǎn)單、數據傳輸速率高、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，所以采集卡的主芯片和采集單片機使用IIC總線(xiàn)相連。

　　2.2 采集卡（多路器）的功能

　　采集卡的主要作用，一方面是從與每組節點(diǎn)機相連的采集單片機中通過(guò)IIC總線(xiàn)讀取節點(diǎn)機的信息，另一方面監聽(tīng)自身的事先約定的端口，當有連接請求并收到發(fā)送數據的命令后送出從采集卡中讀取的數據。硬件上已經(jīng)有了IIC和網(wǎng)絡(luò )接口，軟件方面，可以從網(wǎng)上資源中獲取S3C4510B芯片的IIC控制器和網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)程序，然后集成到uClinux嵌入式操作系統中。此外還需要一段采集程序實(shí)現系統的主要功能。

　　采集程序根據系統需要的功能，分為兩個(gè)部分，一部分定時(shí)從IIC總線(xiàn)讀取數據，另一部分監聽(tīng)某個(gè)約定端口、收取命令并發(fā)送數據。這兩個(gè)部分分別由兩個(gè)線(xiàn)程來(lái)執行。兩個(gè)線(xiàn)程共享同一塊數據緩沖區。線(xiàn)程一通過(guò)IIC總線(xiàn)讀取采集卡中的數據，寫(xiě)入緩沖區中，線(xiàn)程二一方面讀取緩沖區中的數據發(fā)送，另一方面在發(fā)送完畢后，把已經(jīng)發(fā)送了的緩沖區填寫(xiě)為無(wú)效數據。由于數據緩沖區屬于臨界區域，這兩個(gè)線(xiàn)程在使用緩沖區的時(shí)候要嚴格互斥。

　　程序的主體結構如下：

　　read_iic（）｛ //線(xiàn)程一運行的函數

　　打開(kāi)iic設備;

　　while（1） ｛

　　讀取iic設備的數據;

　　寫(xiě)入全局緩沖區中;

　　休眠一定的時(shí)間;

　?。?p>　?。?p>　　send_data（） ｛ //線(xiàn)程二運行的函數

　　綁定本地端口;

　　監聽(tīng)本地端口;

　　while（1） ｛

　　收到命令;

　　發(fā)送全局緩沖區中的數據;

　　填寫(xiě)無(wú)效數據;

　?。?p>　?。?p>　　main（） ｛

　　初始化全局緩沖區;

　　創(chuàng )建線(xiàn)程一;

　　創(chuàng )建線(xiàn)程二;

　?。?p>　　2.3 運行情況以及發(fā)展方向

　　在實(shí)際運行1周后，曙光4000A大規模集群監控系統運行狀況良好，其中采集卡功能良好，在規定的延遲內數據傳輸流暢，沒(méi)有出現數據漏傳、丟失等現象，說(shuō)明監控系統中的嵌入式系統運行很穩定，發(fā)揮了預期的作用。

　　在將來(lái)的監控系統升級工作中，可以考慮在這個(gè)采集卡中加入嵌入式數據庫技術(shù)，把收到的數據存儲起來(lái)，并且和uClinux提供的Web服務(wù)結合，在Web服務(wù)中顯示監控系統的數據，這樣就可以在任何一臺機器上以瀏覽網(wǎng)頁(yè)的形式監控整個(gè)集群，從而節省了監控節點(diǎn)的開(kāi)銷(xiāo)，提高了采集卡的利用率。

三：結束語(yǔ)

　　嵌入式系統體積小、靈活性高，已經(jīng)被應用到各行各業(yè)，例如汽車(chē)、家電、航空、精密儀器等等。本文介紹的嵌入式系統在曙光4000A大規模機群監控系統中的應用，結合了ARM技術(shù)、IIC總線(xiàn)技術(shù)，采用了uClinux嵌入式操作系統，體積小、可擴展性好、成本低，數據流向清晰明確，現在已經(jīng)作為配套產(chǎn)品提供給用戶(hù)。