基于A(yíng)RM7的軌道檢測儀的嵌入式系統設計

　　S3C44B0的中斷控制器是可以將某個(gè)中斷設定為FIQ或IRQ類(lèi)型送至ARM核的。ARM核只有FIQ和IRQ這兩個(gè)中斷信號線(xiàn)，因此處理器需要中斷控制器的協(xié)作才能確定某個(gè)中斷來(lái)自哪個(gè)中斷源，S3C44B0提供了兩種解決方式：VECTORED INTERRUPT MODE和NON-VECTORED INTERRUPT MODE。VECTORED INTERRUPT MODE可以像CISC處理器那樣不同的中斷執行不同的中斷處理程序，其實(shí)現原理是當中斷到來(lái)時(shí)由硬件邏輯根據具體中斷源產(chǎn)生一個(gè)與之相應的跳轉指令放到總線(xiàn)上，ARM核取得該條指令后便立即跳轉到相應的處理程序[1]。這樣可以提高中斷響應速度和簡(jiǎn)化程序設計，但是這種模式只支持IRQ類(lèi)型的中斷;NON-VECTORED INTERRUPT MODE則像其他ARM處理器一樣，由中斷服務(wù)程序去訪(fǎng)問(wèn)中斷控制器的I_ISPR寄存器來(lái)確定中斷源。

　　設計中將光電編碼器的中斷類(lèi)型設為FIQ類(lèi)型，并使用NON-VECTORED方式，其他中斷設為IRQ類(lèi)型，使用VECTORED方式。中斷向量表由兩部分組成，前部分為ARM核的異常跳轉指令，后部分供S3C44B0的VECTORED中斷方式使用。中斷服務(wù)程序可由匯編或者C語(yǔ)言編寫(xiě)，對于FIQ和IRQ類(lèi)型的C語(yǔ)言函數需要加上__irq宏，編譯器才能生成正確的返回指令。

　　4.2 軟件的整體設計

　　由于沒(méi)有操作系統，啟動(dòng)代碼和應用程序是融為一體的，啟動(dòng)代碼由匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，除前面的中斷向量表以外，還負責硬件初始化，將自己從ROM拷貝到SDRAM，初始化各個(gè)模式下的堆棧等，完成了上述工作之后程序才能跳入由C語(yǔ)言編寫(xiě)的函數之中去。

　　數據采集之外的工作對實(shí)時(shí)性要求很低，除了鍵盤(pán)掃描和RTC使用低優(yōu)先級的中斷之外，其他部分都包含在主程序循環(huán)里。特別需要注意的是，由于中斷向量表存放在Flash中，在向Flash寫(xiě)數據的時(shí)候必須關(guān)閉所有中斷，所以需要保存的數據應先放到SDRAM中去，待一次測量完成之后再寫(xiě)至Flash。

　　USB控制器CH375的制造商提供了U盤(pán)讀寫(xiě)的庫文件，只需要外部定義讀寫(xiě)CH375硬件的函數和將中斷服務(wù)程序配置到相應的中斷，就可以實(shí)現對U盤(pán)FAT文件系統的操作。

　　4.3 編譯與調試

　　設計采用的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境是ARM公司的ADS1.2，編譯C語(yǔ)言程序時(shí)可能會(huì )產(chǎn)生用于Semihost通信的代碼，其中包含軟中斷SWI指令，但設計中并未包含SWI異常處理的程序，編譯器也沒(méi)有相應的編譯選項去掉Semihost功能，一旦遇到SWI指令便會(huì )進(jìn)入軟中斷異常。因此可以反匯編機器碼，找到對應的函數將其重定義即可。

　　5 結束語(yǔ)

　　嵌入式系統的特點(diǎn)就在于其應用的針對性很強，設計充分的利用了ARM7處理器的性能和資源，根據特定應用目標構建整個(gè)軟硬件平臺，實(shí)現了高性能、低功耗的目標。該系統已成功的用于軌道檢測儀樣機，對其他基于A(yíng)RM處理器的嵌入式系統的開(kāi)發(fā)設計具有很好的參考意義。

　　本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：傳統的測試儀器多以單片機為核心，但是單片機速度較慢，資源較少，在許多應用環(huán)境中必須對其進(jìn)行擴展，因此不利于降低系統功耗和提高集成度。將ARM7處理器應用到軌道檢測儀的設計是新的信息處理技術(shù)與傳統應用的一次創(chuàng )新結合，ARM7嵌入式平臺在提升系統性能和集成度的同時(shí)也改變了以往的系統設計方法，尤其是ARM處理器特有的中斷機制可以使實(shí)時(shí)數據的采集和處理實(shí)現起來(lái)更加方便和可靠。此外，高效率的供電系統也是本文的亮點(diǎn)。

　　參考文獻

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