电子产品世界

2　系统软件设计
2.1　嵌入式操作系统及其应用程序开发
实时信号分析系统中数据采集和信号处理的任务全部由DSP完成。S3C4510B与PC机之间的以太网通讯，其软件实现所要求的实时性、可靠性和复杂性使得选择一种带有TCP/IP协议包的嵌入式实时操作系统成为必需。对系统实时性特别是硬实时有特殊的要求,uCLinux可加入实时RT-Linux模块以满足对嵌入式操作系统的实时性要求。
2.2 驱动和应用程序的开发
硬件驱动和应用程序的开发在交叉编译环境中进行,先在PC机上开发，然后移植到目标机上进行调试并最终固化到目标机上。开发硬件驱动时要充分了解硬件特点[1]，掌握嵌入式Linux 硬件驱动的开发技术。所开发的硬件驱动有:以太网卡控制器驱动,LCD驱动,A/D采集等驱动程序。然后在嵌入式操作系统的基础上开发应用程序,通过开发微型GUI，编写动态网页和CGI程序，实现嵌入式Web技术，嵌入式通信协议等应用程序[2-5]，系统软件结构如图2所示。

图2　系统软件结构

在uClinux上运行了三个任务:读取采集数据、通过以太网发送数据、接收和执行来自远端PC的命令。其中的读取采集数据任务对实时性有要求，把它用中断处理程序来实现，而其它的两个任务则通过用户进程来实现。以太网发送数据的任务和读取采集数据的任务共享一个缓冲区，通过ioctl函数在其间传递缓冲区双向链表的地址。所以还需要为数据处理模块上的通讯接口，即HPI注册一个驱动程序，注册驱动程序的函数是:result= register_chrdev(HPI_MAJOR,"hpi",hpi_fops);可见，这里把数据处理模块上的通讯接口，即HPI，作为一个字符型的设备。
由上述设计方案，可使嵌入式系统实现产品化。该系统具有网关功能和嵌入式Web功能，能确保系统安全接入Internet，控制终端通过普通的浏览器可浏览网页，查询并控制信息运行状态，当系统发生故障时提示报警，为智能检测与诊断实现提供了可能。且该系统成本低，便于推广应用。

3　结语
本系统采用了ARM+DSP主从结构。ARM作为主处理器，完成系统管理及网络通讯；DSP作为协处理器，完成信号处理、分析。这种结构中DSP的快速数据处理能力和ARM卓越的以太网通讯能力保证了动态信号采集分析系统的实时性要求。由于其性价比高、体积小、且嵌入式操作系统支持的软件丰富、裁剪灵活，它将形成数据采集与信号处理技术领域及制造领域新的应用趋势。

参考文献:

[1].PCIdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PCI_1201469.html.
[2].S3C4510Bdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/S3C4510B_589499.html.
[3].TMS320VC5416datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/TMS320VC5416_688902.html.
[4].25MHzdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/25MHz_1136611.html.
[5].EP1C6datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/EP1C6_527325.html.

关键词： ARM Ethernet 实时信号采集 分析系统