智能保密柜嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

中央處理器選用Atmel公司的AT91SAM9260芯片，它基于ARM926EJ-S內(nèi)核的32位處理器，工作頻率為190 MHz，指令運(yùn)行速度為210 MIPS，內(nèi)帶8 KB指令和8 KB的數(shù)據(jù)高速緩存，8 KB的SRAM和32 KB的ROM，可在處理器與總線速度之間單周期訪問。具有豐富的外圍接口，包括USB全速HOST和Device接口、10M／100M BaseT、以太網(wǎng)MAC、圖像傳感器接口、多媒體卡接口(MCI)、同步串行控制器(SSC)、4個通用同步／異步收發(fā)器(USART)、2個兩線異步收發(fā)器(UARTs)、主／從串行外圍接口(SPI)，以及1個三通道16 b定時控制器(TC)、2個兩線接E1(TWI)、4個10 b ADC、3個32 b并行I／O控制器，外設(shè)采用DMA通道。
上位PC通過RJ-45接口電路接入ARM的UART1口，雙頻讀寫器、刷卡器、數(shù)字鍵盤和指紋儀接入RJ-45接口電路，再分別接入ARM的UART2-5口，攝像頭通過USB口連接ARM的USB主機(jī)端口。ARM輸出的電控鎖和報警器控制信號，經(jīng)過ULN2003A運(yùn)放芯片控制直流小繼電器，驅(qū)動電控鎖和報警器工作。振動傳感器通過74L804反相輸出到ARM的輸入I／O管腳。NANDFLASH直接與ARM的I／O管腳連接。

2 嵌入式操作系統(tǒng)
該系統(tǒng)由內(nèi)向外可分操作系統(tǒng)層、任務(wù)層和硬件電路層三層，如圖3所示。嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)軟硬件資源的控制中心，它組織多個任務(wù)共享嵌入式系統(tǒng)的資源。常見的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)有Window CE，VxWorks，μC／OS-Ⅱ，Linux等，后兩種操作系統(tǒng)免費(fèi)公開源代碼。

2．1 嵌入式操作系統(tǒng)方案選擇
為了選擇合適的嵌入式操作系統(tǒng)，本文對開源的μC／OS-Ⅱ與Linux操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度、文件系統(tǒng)支持和系統(tǒng)移植等因素進(jìn)行了分析比較，因?yàn)檫@是設(shè)計(jì)、應(yīng)用、移植嵌入式操作系統(tǒng)中的關(guān)鍵。
(1)進(jìn)程調(diào)度
進(jìn)程調(diào)度是操作系統(tǒng)協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)中多任務(wù)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部資源的爭奪使用。作為實(shí)時操作系統(tǒng)，μC／OS-Ⅱ采用可剝奪型實(shí)時多任務(wù)內(nèi)核，它在任何時候都運(yùn)行已就緒的最高優(yōu)先級任務(wù)。μC／OS-Ⅱ最多可以支持64個任務(wù)，它通過就緒任務(wù)表尋找最高優(yōu)先級任務(wù)，并進(jìn)行任務(wù)切換。