作者:工業(yè)平板電腦|手持終端解決方案提供商 來(lái)源:www.egnktdxk4.com 發(fā)布時(shí)間:2014-04-29 22:17 瀏覽量:
由于ARM有比INTEL處理器更多的工控特性優(yōu)勢(shì),比如低功耗、高效率、嵌入性能強(qiáng)、可移植實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等,漸漸成為工控領(lǐng)域主控單元的。ARM工控主板在選型方面要考慮兩方面,即硬件及操作系統(tǒng),硬件方面,包括ARM芯片、ARM PC104主板、ARM 3.5寸嵌入式主板。
(1)ARM芯片
ARM處理器是一種16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微處理器。ARM9系列微處理器具有以下特點(diǎn):5級(jí)整數(shù)流水線,指令執(zhí)行效率更高;支持32位ARM指令集和16位THUMB指令集;支持32 位AMBA總線接口;全性能的MMU,支持Windows CE、Linux等主流的嵌入式操作系統(tǒng);支持?jǐn)?shù)據(jù)Cache和指令Cache,具有更高的數(shù)據(jù)和指令處理指令。
(2)ARM PC/104主板
基于ATMEL AT91SAM9263工業(yè)級(jí)處理器,標(biāo)準(zhǔn)PC/104工業(yè)主板規(guī)格,采用8層PCB板高精度工藝,使其具有佳的電氣性能和抗干擾性能,QY-9263S集成了常見(jiàn)的嵌入式系統(tǒng)外圍接口,如: PC/104、10/100Mbps網(wǎng)絡(luò)、串口、TFT-LCD、USB Host/Device、音頻、8x8鍵盤(pán)、AD、PMW、計(jì)數(shù)器、IDE、SD卡、CAN總線、RTC、看門(mén)狗等,ARM嵌入式PC/104主板無(wú)論從功能、穩(wěn)定性、功耗、體積、成本上來(lái)衡量,都具有很大的優(yōu)勢(shì),在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中具有出色的表現(xiàn)。
(3)ARM 3.5英寸工業(yè)主板
基于Cirrus Logic EP9315 ARM9處理器,標(biāo)準(zhǔn)3.5英寸工業(yè)主板規(guī)格,可為工業(yè)控制、人機(jī)界面、儀表儀器等行業(yè)提供強(qiáng)大的智能控制平臺(tái)。QY-9315S集成了常見(jiàn)的嵌入式系統(tǒng)外圍接口,如:PC/104 、10/100M網(wǎng)絡(luò)、多串口、VGA、TFT-LCD、USB Host、音頻、8x8鍵盤(pán)、硬盤(pán)/CF卡、CAN總線、RTC、看門(mén)狗,可直接替代X86工控板, 客戶只需專注應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)而無(wú)須關(guān)注底層驅(qū)動(dòng)程序。
操作系統(tǒng)方面,目前嵌入式系統(tǒng)常用的操作系統(tǒng)有Linux2.6、Windows CE 5.0;開(kāi)發(fā)環(huán)境有UC/GUI、Q/T。
(1)Linux
Linux是一種免費(fèi)、開(kāi)源的操作系統(tǒng),因此其支持軟件多,可用資源豐富。目前將Linux的內(nèi)核移植在其上,可使用更多的Linux功能。無(wú)論是對(duì)于企業(yè)服務(wù)器還是對(duì)于嵌入式系統(tǒng),Linux 2.6 都是一個(gè)巨大的進(jìn)步。對(duì)高端的機(jī)器來(lái)說(shuō),新特性針對(duì)的是性能改進(jìn)、可擴(kuò)展性、吞吐率,以及對(duì) SMP 機(jī)器 NUMA 的支持。對(duì)于嵌入式領(lǐng)域,添加了新的體系結(jié)構(gòu)和處理器類型——包括對(duì)那些沒(méi)有硬件控制的內(nèi)存管理方案的 MMU-less 系統(tǒng)的支持。并且,和往常一樣,為了滿足桌面用戶群的需要,添加了一整套新的音頻和多媒體驅(qū)動(dòng)程序,Linux 內(nèi)核使用了由 Ingo Molnar 開(kāi)發(fā)的新的調(diào)度器算法,稱為O(1)算法,它在高負(fù)載的情況下執(zhí)行得其出色,并且當(dāng)有很多處理器時(shí)也可以很好地?cái)U(kuò)展;內(nèi)核搶占補(bǔ)丁在2.5系列中就已經(jīng)被打上,接下來(lái)在2.6中也會(huì)打。這將顯著地降低用戶交互式應(yīng)用程序、多媒體應(yīng)用程序等類似應(yīng)用程序的延遲。這一特性對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)特別有用;從虛擬內(nèi)存的角度來(lái)看,新內(nèi)核融合了 Rik van Riel 的 r-map (反向映射,reverse mapping)技術(shù),將顯著改善虛擬內(nèi)存在一定程度負(fù)載下的性能;更多功能還需您在后續(xù)的工作中切身體會(huì)。
(2)Windows CE
WinCE推出只有幾年時(shí)間,但目前已占據(jù)了很大市場(chǎng)份額。由于WinCE開(kāi)發(fā)都是大家熟悉的VC++環(huán)境,所以對(duì)于一般的開(kāi)發(fā)人員都不會(huì)有多大難度,這也是WinCE容易被人們接受的原因。開(kāi)發(fā)環(huán)境方便快速,微軟的強(qiáng)大技術(shù)支持,使得WinCE開(kāi)發(fā)難度遠(yuǎn)低于嵌入式Linux。此外,WinCE與WindowXP及Win2000的同族性,保證了原來(lái)在PC機(jī)上開(kāi)發(fā)的程序可容易移植到嵌入式系統(tǒng)中。
(3)GUI
常見(jiàn)GUI有QT、UCGUI、MINI/GUI等,Qt是 Trolltech的早也是有名的產(chǎn)品,它初是作為一個(gè)跨平臺(tái)(Win32、Mac、Unix)的C++GUI庫(kù)開(kāi)發(fā)的,但隨著它的發(fā)展,其中增加 了一系列與GUI無(wú)關(guān)的庫(kù),如Xml、Socket、Thread等等, 現(xiàn)在Qt已經(jīng)成為了一個(gè)通用的C++跨平臺(tái)類庫(kù),到了4.0版,更是將GUI部分 從核心庫(kù)分離出來(lái),以利于開(kāi)發(fā)無(wú)GUI的服務(wù)程序;
UCGUI設(shè)計(jì)架構(gòu)是模塊化的,由不同的模塊中的不同層組成,由一個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)層來(lái)包含所有對(duì)LCD的具體圖形操作,UCGUI可以在任何的CPU上運(yùn)行,因?yàn)樗堑臉?biāo)準(zhǔn)C代碼編寫(xiě)的。
UCGUI能夠適應(yīng)大多數(shù)的使用黑白或彩色LCD的應(yīng)用,它提供非常好的允許處理灰度的顏色管理。還提供一個(gè)可擴(kuò)展的2D圖形庫(kù)及占用少RAM的窗口管理體系;
MiniGUI做為“嵌入式圖形中間件”軟件產(chǎn)品,是針對(duì)嵌入式設(shè)備,跨操作系統(tǒng)的圖形界面支持系統(tǒng)。通過(guò)十年的努力,MiniGUI已經(jīng)成功應(yīng)用在手持終端、機(jī)頂盒、工控、醫(yī)療及加固等行業(yè)。被各 大廠商認(rèn)可并廣泛采用,逐漸成為嵌入式圖形中間件領(lǐng)域的工業(yè)事實(shí)標(biāo)準(zhǔn),從技術(shù)架構(gòu)上包括幾個(gè)模塊:輸入抽象層(IAL)、輸出抽象層(GAL)、消息模塊、窗口模塊、圖形設(shè)備接口模塊(GDI) 及MiniGUI組件等;
ARM平臺(tái)工業(yè)主板技巧:選擇工控主板主要的就是合適,不必要求高性能。比如上面的兩款工控主板,如果用于8051的延續(xù),替換舊的8051內(nèi)核,那么選擇Cortex-M3就足夠了,如果可以,選擇其他Cortex-M0也是可以的。如果是做廣告機(jī)、視頻播放器等此類工控機(jī),那么就可以選擇第二款Cortex-A5工控主板了。