基于A(yíng)RM CPU 的實(shí)時(shí)控制系統開(kāi)發(fā)平臺

3 基于ARM的現代實(shí)時(shí)控制系統開(kāi)發(fā)平臺具體實(shí)現

3.1硬件設計和測試

完成NetCARM7設計、板焊接以后，我們使用Abatron公司(http://www.abatron.ch) JTAG仿真器BDI2000，通過(guò)編寫(xiě)BDI配置文件對NetCARM7板進(jìn)行初始化，初步驗證板上CPU工作是否正常，檢查SRAM,Flash ROM是否可以正常讀寫(xiě)。

3.2 通過(guò)BDI2000/1000結合IAR EW集成開(kāi)發(fā)環(huán)境調試各種測試軟件
在板上存儲器正常工作的基礎上，使用IAR公司(http://www.iar.com)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境Embedded Workbench編寫(xiě)出簡(jiǎn)單的測試程序，其中包括匯編語(yǔ)言、C語(yǔ)言,只要在EW中，利用它提供的嵌入式C/C++優(yōu)化編譯器，匯編器，連接定位器就可以生成目標機的可執行程序，利用EW的C-SPY調試器中支持的RDI接口就可以和BDI2000/1000建立連接，直接將編寫(xiě)的代碼下載到板上在線(xiàn)仿真。由于BDI2000仿真器是通過(guò)10兆以太網(wǎng)連接計算機，并且通過(guò)JTAG接口與目標機相連，BDI2000與目標機的通信速率可達16兆/秒，程序下載速率可達320K字節/秒，因此可以大大提高平臺軟件開(kāi)發(fā)的效率。

在初步的測試程序編寫(xiě)完成以后，逐步對板上的其他外設和通訊端口進(jìn)行測試。

3.3 帶有簡(jiǎn)單調試功能的串口監控程序

NetCARM7上的串口除了可以提供少量數據傳送、控制信息的輸入輸出以外，為了方便平臺的軟件維護我們還開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于板上串口的監控程序，經(jīng)RS-232接口就可將PC與NetCARM7相連，完成以下功能：1).顯示處理器各狀態(tài)下寄存器的值。2).修改指定地址的SRAM、FlashROM中的內容。3).查看指定地址的存儲器中的內容。4).將用戶(hù)編寫(xiě)的代碼下載到NetCARM7的指定地址的SRAM、Flash ROM中。5).從指定地址開(kāi)始執行用戶(hù)代碼。6).通過(guò)設置跳線(xiàn)，選擇從用戶(hù)放在FlashROM中的代碼直接啟動(dòng)(上電后直接運行用戶(hù)的應用程序)。
7).支持用戶(hù)設置的軟件中斷，在中斷以后可以使用1、2、3項功能，用以方便用戶(hù)調試自己的代碼。這樣，在平臺用于實(shí)際的測控系統產(chǎn)品以后，在儀器工作現場(chǎng)只需改變跳線(xiàn)就可以使板上的監控程序工作，通過(guò)串口升級整個(gè)系統軟件，也包括監控程序本身，在沒(méi)有JTAG調試工具的時(shí)候，方便的對可能出現的比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題進(jìn)行修復。

3.4 uC/OS-Ⅱ的移植

對uC/OS-Ⅱ的移植在BDI2000和IAR EW的幫助下變得非常簡(jiǎn)單。在完成CPU的初始化以后，首先對時(shí)鐘節拍進(jìn)行設置（10～100hz）。對AT91M40800只需編寫(xiě)相應的定時(shí)器中斷處理程序，在程序中調用操作系統的OSTimeTick()，并在其AIC(Advanced Interrupt Controller)中設置定時(shí)器的優(yōu)先級別，并將定時(shí)器中斷處理程序的地址放到相應的中斷向量表中，就可以了。使定時(shí)器產(chǎn)生中斷，必須在開(kāi)始多任務(wù)調度后，即在第一個(gè)任務(wù)中使能定時(shí)器；其次，對uC/OS-Ⅱ移植主要集中在includes.h，OS_CPU_A.S，OS_CPU_C.C等CPU相關(guān)文件的移植，上層任務(wù)調度部分不需要任何修改。對于多任務(wù)操作系統，只需將復雜的應用分成簡(jiǎn)單的、相互聯(lián)系的任務(wù)，再把各個(gè)不同優(yōu)先級的任務(wù)交給操作系統去管理就可以了。

3.5 Interniche協(xié)議棧的移植

BDI2000結合IAR EW在線(xiàn)調試對于驅動(dòng)程序的編寫(xiě)的幫助作用更加明顯。對于同樣具有良好可移植特性的Interniche協(xié)議棧，只需要根據以太網(wǎng)絡(luò )控制器RT8019手冊上的詳盡描述，編寫(xiě)出發(fā)送包，接收包的函數，以及用于以太網(wǎng)控制器的外部中斷處理程序就可以完成對Interniche的網(wǎng)絡(luò )部分的移植。由于Interniche協(xié)議棧也是可以獲得源碼的，所以對于任何網(wǎng)絡(luò )控制器都可以通過(guò)不斷的調試最終完成自己的驅動(dòng)程序。此外，為了方便調試，使Niche ToolTM-菜單驅動(dòng)的協(xié)議調試和測試工具工作還應該完成對Interniche中向串口收發(fā)字符putchar(); getch()的移植，就可以在PC端使用超級終端經(jīng)過(guò)串口與NetCARM7上的Interniche基于命令行交互了。Interniche的各種協(xié)議簇可以根據需要由uC/OS-Ⅱ調度的狀態(tài)查詢(xún)任務(wù)。這樣uC/OS-Ⅱ就和Interniche一起構成了現代實(shí)時(shí)測控系統開(kāi)發(fā)平臺的軟件核心。

3.6 開(kāi)發(fā)平臺可以為實(shí)際控制系統實(shí)現各種靈活的

網(wǎng)絡(luò )應用和遠程控制

⑴圖形化操作界面（基于Interniche 的webserver,通過(guò)WWW瀏覽器實(shí)現）
利用Interniche提供的WebportTM 讓最終用戶(hù)通過(guò)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)嵌入式控制系統，在WWW瀏覽器中設置測控設備工作參數、監控其運行狀態(tài)及察看測量結果。 而避免為嵌入式測控系統專(zhuān)門(mén)去編寫(xiě)專(zhuān)用的GUI交互界面，在不同的儀器設備中的界面只需編寫(xiě)不同的html頁(yè)面，結合CGI技術(shù)就可以完成各種靈活、友好的交互功能了，這些界面只需要目標機提供存儲空間就可以了。

⑵真正的遠程控制
利用Interniche提供的PPP撥號上網(wǎng)，使用Email Alerte為嵌入式測控系統增加預告和報警功能，測控設備就可以向遠程的Email地址發(fā)出預先設置好的信息，通知測控設備的工作情況，實(shí)現嵌入式控制設備真正的"無(wú)人值守"遠程控制。

參考文獻:

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