基于Linux和s3C2440的GPC控制器設計

近年來(lái)，基于Internet的網(wǎng)絡(luò )化控制系統已成為國內外測控領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，在石油勘探開(kāi)發(fā)、鋼鐵化工等領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用前景。而控制器的設計和研發(fā)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò )控制系統的關(guān)鍵和核心。在一些地域高度分散以及環(huán)境惡劣的控制現場(chǎng)，使用嵌入式系統作為控制器節點(diǎn)，可更有利于多點(diǎn)分布式綜合布控及并行處理，實(shí)現更好的測控效果。然而由于網(wǎng)絡(luò )傳輸本身的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò )時(shí)延會(huì )不可避免地影響網(wǎng)絡(luò )控制系統的控制性能和穩定性，因此本文提出基于S3C2440A及嵌入式Linux的GPC(Generalized PredictiveControl)控制器的設計方案，具有一定的通用性。

1 控制器硬件平臺設計
控制器節點(diǎn)是嵌入式網(wǎng)絡(luò )化測控系統的中心。在測控系統中，主控制器承擔著(zhù)控制算法的實(shí)現和數據采集兩大任務(wù)，這要求控制器節點(diǎn)的硬件平臺有更強的計算能力，以及更好的網(wǎng)絡(luò )性能。本文中控制器的硬件平臺采用三星公司的S3C2440，外圍設備主要有RAM、Flash等?？刂破鞯挠布脚_結構如圖1所示。

(1)S3C2440處理器簡(jiǎn)介
本系統采用三星公司的16／32位RISC微處理器S3C2440AL作為控制器核心。S3C2440AL的一大特點(diǎn)是其核心處理器(CPU)采用16／32位ARM920T的RISC微處理器。ARM920T實(shí)現了MMU、AMBA BUS和Har-vard高速緩沖體系結構。系統資源和外圍接口豐富，包括電源管理器、外部存儲器控制器、4通道DMA、3通道UART、8路10位ADC和GPIO等。
(2)外圍電路簡(jiǎn)介
控制器外圍電路主要由存儲器電路模塊、通信模塊以及JTAG調試電路等構成。其中存儲器電路模塊采用2片HY57V561620FTP芯片作為外擴SDRAM；采用1片SST39VF1601(2 MB)芯片作為NOR Flash，用于存放bootloader程序；采用1片K9F1208芯片(64 MB)作為NAND Flash，用于存放操作系統以及文件系統。在通信模塊中采用DM9000網(wǎng)卡芯片和網(wǎng)絡(luò )變壓器HR911103A，以實(shí)現以太網(wǎng)接口的設計；同時(shí)設計了USBhost接口電路，為下一步實(shí)現WLAN通信提供接口。A／D和D／A接口電路實(shí)現數據的采集和控制信號的發(fā)出。