基于FPGA+DSP+ARM的數據傳送總線(xiàn)變換器

　　4.1 嵌入式操作系統

　　在該數據傳送總線(xiàn)變換器中，實(shí)時(shí)數據壓縮的任務(wù)由DSP完成。ARM S3C4510B完成與PC之間的以太網(wǎng)通信，其軟件實(shí)現所要求的實(shí)時(shí)性、可靠性和復雜性使得選擇一種帶有TCP/IP協(xié)議包的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統成為必需，而μCLinux是一個(gè)帶有完整的TCP/IP協(xié)議的操作系統，在μCLinux中加入實(shí)時(shí)RT-Linux模塊以滿(mǎn)足對嵌入式操作系統的實(shí)時(shí)性要求。

　　4.2 驅動(dòng)和應用程序的開(kāi)發(fā)

　　基于μCLinux操作系統的硬件驅動(dòng)和應用程序的開(kāi)發(fā)是在交叉編譯環(huán)境中進(jìn)行的,首先在PC機上開(kāi)發(fā)，然后移植到目標機上進(jìn)行調試并最終固化到目標機上。所開(kāi)發(fā)的硬件驅動(dòng)有以太網(wǎng)卡控制器驅動(dòng)、LCD驅動(dòng)、HPI驅動(dòng)等驅動(dòng)程序。系統軟件結構如圖4所示。

　　在μClinux操作系統上運行三個(gè)任務(wù)：讀取壓縮數據、通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送數據、接收和執行來(lái)自遠端PC機的命令。其中讀取DSP壓縮數據任務(wù)對實(shí)時(shí)性有要求，它通過(guò)中斷處理程序來(lái)實(shí)現，而其他的兩個(gè)任務(wù)則通過(guò)用戶(hù)進(jìn)程來(lái)實(shí)現。以太網(wǎng)發(fā)送數據的任務(wù)和讀取壓縮數據的任務(wù)共享一個(gè)緩沖區，通過(guò)ioctl函數在其間傳遞緩沖區雙向鏈表的地址。所以需要為數據處理模塊上的通信接口HPI注冊一個(gè)驅動(dòng)程序，注冊驅動(dòng)程序的函數是：

　　result=register_chrdev(HPI_MAJOR,hpi,hpi_fops)

　　驅動(dòng)程序的主要結構如下：

　　struct file_operations hpi_fops=

　　{

　　owner: THIS MODULE,

　　open: hpi_open,

　　read: hpi_read,

　　write: hpi_write,

　　ioctl: hpi_ioctl,

　　mmap:hpi_mmap,

　　release:hpi_release,

　　};

　　HPI驅動(dòng)程序編寫(xiě)完成后，將驅動(dòng)程序源代碼置于../linux-2.4.x/driver/char目錄下，同時(shí)修改同級目錄下的Makefile，在../linux-2.4.x/driver/char/Makefile中加入Obj_y +=hpi.o

　　同時(shí)，為了能夠在?滋Clinux啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)初始化此字符設備，還需要修改 ../linux-2.4.x/driver/char/men.c文件，在其中加入：

　　(1)新添加的字符驅動(dòng)程序初始化函數聲明：extern void hpi_init(void);

　　(2)在字符設備統一初始化函數int _init chr_dev_init(void)中調用新設備的初始化函數，需要在int _init chr_dev_init(void)中加入語(yǔ)句：hpi_init();

　　在函數int _init chr_dev_init(void)中，字符設備的初始化函數將被統一調用，并完成字符驅動(dòng)file_operations數據結構的注冊，初始化之后就可以使用HPI字符設備了。

　　本文所設計數據傳送總線(xiàn)變換器，不僅解決了由于傳輸距離遠而引起的信號畸變問(wèn)題，而且滿(mǎn)足了信息傳遞的實(shí)時(shí)性要求，同時(shí)具有網(wǎng)關(guān)功能和嵌入式Web功能，能確保系統安全接入Internet。